(CNN) Der Polarwirbel scheint auf dem Weg zu sein. Grund dafür ist die Erwärmung der Stratosphäre in großen Höhen über dem Nordpol, die zu einem Temperaturanstieg führt.
Das wiederum könnte dazu führen, dass innerhalb weniger Wochen bitterkalte Luft nach Süden in die Vereinigten Staaten drängt, obwohl ungewiss bleibt, wo genau diese arktische Luft eindringen wird – und für wie lange.
Der Polarwirbel ist einfach ein Tiefdrucksystem, das kalte Luft um die Polarregionen der Erde wirbelt. Aber das System kann sich manchmal vom Nordpol wegbewegen. Dabei setzt es kalte Luft viel weiter südlich in Regionen wie Nordamerika und Europa frei.
Der Polarwirbel befindet sich in der Stratosphäre, etwa 18 Meilen über der Erdoberfläche, also weit oberhalb des Jetstreams, wo Flugzeuge fliegen und wo das meiste Wetter stattfindet.
Aber Erschütterungen und Störungen der Strömung und Lage des Polarwirbels, wie wir sie Anfang 2021 erleben, können die Luftbewegungen und das Wetter darunter beeinflussen. Und Wissenschaftler beobachten die aktuellen Ereignisse genau, um Hinweise darauf zu erhalten, wann und wo die Auswirkungen auftreten werden.
Was ist der Polarwirbel?
Obwohl der Begriff „Polarwirbel“ in den letzten Jahren in den sozialen Medien in Mode gekommen ist, ist das Konzept nicht neu. Er ist für die Polarregionen jedes Jahr ein fester Bestandteil.
„In manchen Wintern bleibt er ziemlich unbeeindruckt. In anderen Wintern (wie diesem) kann sie stark gestört/geschwächt sein“, sagte Jason Furtado, Assistenzprofessor an der School of Meteorology der University of Oklahoma, per E-Mail. „Zu verstehen, was mit dem Polarwirbel geschieht, ist eines von mehreren Merkmalen unseres Klimas, das den Meteorologen hilft zu verstehen, was für das Winterwetter in den nächsten 2 bis 6 Wochen zu erwarten ist.“
Wenn das polare Tiefdrucksystem stark ist, hält es den Jetstream auf einer sehr kreisförmigen Bahn um die Erde und hält die arktische Luft in der Nähe des Pols gebündelt. Wenn dieses System jedoch geschwächt ist, brechen Teile des Wirbels ab und dehnen sich aus, was dazu führt, dass sich die kalte Luft nach Süden verlagert.
Wenn das Tiefdrucksystem schwächer ist, hat auch der Jetstream nicht genug Kraft, um seine übliche Bahn zu halten. Diese Unterbrechung des Jetstreams steht in direktem Zusammenhang mit unserem Wetter in Oberflächennähe.
„Wenn der stratosphärische Polarwirbel stark ist, neigt der Jetstream dazu, sich weiter nach Norden zu bewegen, was die kalte Luft in der Arktis hält und relativ mildere Bedingungen in weiten Teilen der Vereinigten Staaten und Eurasiens ermöglicht“, so Furtado.
Ein häufiger Grund dafür, dass der Polarwirbel seinen üblichen Standort verlässt, ist eine plötzliche Verschiebung heißerer Luft, die als plötzliche Erwärmung der Stratosphäre (SSW) bezeichnet wird. Dadurch wird der Polarwirbel geschwächt und kann sich bewegen.
„Wenn der Polarwirbel schwach ist oder ein SSW-Ereignis auftritt, wird der Jetstream tendenziell geschwächt, bewegt sich weiter nach Süden und wird ’schwerer'“, sagte Furtado. „Diese Veränderungen haben zur Folge, dass wärmere als normale Luft in die Arktis strömt, kälteres Wetter nach Nordamerika und Europa/Asien gelangt und insgesamt mehr extremes Wetter und Stürme in den mittleren Breiten auftreten (z. B. Schneestürme).“
Auswirkungen auf die USA
Der Jetstream ist die Hauptsturmbahn über die mittleren Breiten der nördlichen Hemisphäre und trennt kältere Luft nach Norden und wärmere Luft nach Süden.
Da der Polarwirbel physisch von dem Ort getrennt ist, an dem das meiste Wetter stattfindet, hat er oft eher indirekte Auswirkungen auf das tägliche Wetter.
Kalte Luft ist dichter und sinkt daher ab, so dass die heiße Luft aus dem SSW in der Stratosphäre verbleibt und die kältere Luft in die unteren Schichten nahe der Oberfläche absinkt. Diese nach unten sinkende Luft führt dazu, dass Teile des Polarwirbels bis in niedrigere Breiten Nordamerikas, Europas und Asiens vordringen.
In jüngster Zeit hat eine SSW den Polarwirbel dazu veranlasst, sich vom Nordpol weg zu bewegen. Doch wo diese kalte Luft in den nächsten ein bis zwei Wochen landen wird, bleibt eine Frage. Was diese SSW so besonders macht, ist ihre Intensität, die die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass sie die nördliche Hemisphäre trifft.
Es ist wichtig zu wissen, dass eine Unterbrechung des Polarwirbels keine sofortigen Wetterveränderungen mit sich bringt. Stattdessen sind die Auswirkungen in der Regel verzögert.
„In der Stratosphäre erholt sich der Polarwirbel in der Regel innerhalb von ein paar Wochen nach dem Höhepunkt des Ereignisses“, so Furtado. „In der Troposphäre können die Auswirkungen des SSW-Ereignisses (z. B. ein weiter südlich verlaufender Jetstream, kaltes und stürmisches Wetter) jedoch bis zu acht Wochen andauern. Diese Ereignisse, die sich schnell entwickeln können, können also dauerhafte Auswirkungen auf das Winterwetter in der Troposphäre haben.“
Ein weiterer Hinweis: Selbst bei starken SSW-Ereignissen gibt es keine Gewissheit, dass die USA direkte Auswirkungen zu spüren bekommen.
„Wir hatten in der jüngsten Vergangenheit zwei Ereignisse, die diesen Gegensatz zeigen. Es gab ein großes SSW-Ereignis im Februar 2018 und eines im Januar 2019, und die Nachwirkungen beider Ereignisse waren sehr unterschiedlich“, sagte Furtado.
Furtado sagt, dass es nach dem Ereignis von 2018 in weiten Teilen der mittleren und östlichen Regionen Nordamerikas kaltes und stürmisches Wetter gab, aber nach dem Ereignis von 2019 nur minimale Auswirkungen in Nordamerika zu spüren waren.
Es besteht also kein Grund zur Panik wegen dieses jüngsten Ereignisses. Aber es ist sicherlich etwas, das man in den nächsten sieben bis 14 Tagen im Auge behalten sollte.
Wie der Klimawandel eine Rolle spielt
Wenn sich die Erde erwärmt, wäre es nur logisch, dass es häufiger zu plötzlichen Erwärmungen der Stratosphäre kommt, oder? Die Antwort ist kompliziert, vor allem weil niemand am Nordpol wohnt – außer dem Weihnachtsmann -, so dass langfristige historische Wetterdaten sehr schwer zu bekommen sind.
Das bedeutet aber nicht, dass der Klimawandel keine Auswirkungen auf den Polarwirbel hat.
„Wir wissen aus Beobachtungen, dass sich die arktische Region viel schneller erwärmt als andere Teile der Erde (wir nennen das Arktische Verstärkung)“, so Furtado. „Die Auswirkungen der arktischen Verstärkung sind zweifach. Erstens, da die Arktis viel wärmer wird, sind die Kaltluftausbrüche in Nordamerika und Europa/Asien nicht mehr so kalt wie noch vor Jahrzehnten. Die zweite Auswirkung ist, dass eine wärmere Arktis auch den stratosphärischen Polarwirbel im Durchschnitt schwächer macht.“
Deshalb sollte ein schwächerer Polarwirbel theoretisch leichter zu unterbrechen sein und häufigere SSW-Ereignisse ermöglichen.
Die Schlussfolgerung? Auch wenn die Erwärmung des Planeten dazu führt, dass die Gesamtzahl der Schneestürme auf der Erde abnimmt, könnten die Schneefälle, die dennoch auftreten, viel größere Schneemengen produzieren.