(CNN) Wir polarny wydaje się być w drodze. To dlatego, że ocieplenie stratosfery występuje na dużych wysokościach nad biegunem północnym, powodując skok temperatur.
To z kolei może spowodować napór zimnego powietrza na południe w kierunku Stanów Zjednoczonych w ciągu kilku tygodni, chociaż gdzie dokładnie to arktyczne powietrze przyleci — i na jak długo — pozostaje niepewne.
Wir polarny to po prostu układ niskiego ciśnienia, który wiruje zimne powietrze wokół polarnych regionów kuli ziemskiej. Układ ten może jednak czasami oddalać się od bieguna północnego. Czyniąc to, uwalnia zimne powietrze znacznie dalej na południe, w regionach takich jak Ameryka Północna i Europa.
Wir polarny znajduje się w stratosferze, około 18 mil nad powierzchnią Ziemi, która jest znacznie powyżej strumienia jet stream, gdzie latają samoloty i gdzie występuje większość pogody.
Ale wzburzenia i zakłócenia w przepływie i lokalizacji wiru polarnego, jak to, co widzimy na początku 2021 roku, mogą wpływać na ruch powietrza i pogodę poniżej niego. Naukowcy uważnie obserwują bieżące wydarzenia w poszukiwaniu wskazówek co do tego, kiedy i gdzie wystąpi wpływ.
Co to jest wir polarny?
Ale chociaż termin „wir polarny” stał się modny w mediach społecznościowych w ostatnich latach, koncepcja ta nie jest nowa. Jest to coroczny element charakterystyczny dla regionów polarnych.
„Niektórych zim, pozostaje dość niespokojny. Inne zimy (jak ta), mogą być poważnie zakłócone/osłabione,” Jason Furtado, adiunkt w Szkole Meteorologii Uniwersytetu Oklahomy, powiedział przez e-mail. „Zrozumienie tego, co dzieje się z wirem polarnym jest jedną z kilku cech naszego klimatu, która pomaga meteorologom zrozumieć, czego można się spodziewać dla zimowej pogody w ciągu najbliższych 2-6 tygodni.”
Gdy polarny układ niskiego ciśnienia jest silny, utrzymuje strumień jet stream podróżujący wokół Ziemi po bardzo okrężnej ścieżce i utrzymuje arktyczne powietrze spiętrzone blisko bieguna. Ale kiedy ten system słabnie, części wiru odrywają się i wydłużają, w wyniku czego zimne powietrze przesuwa się na południe.
Gdy ten system niskiego ciśnienia jest słabszy, strumień jet również nie ma wystarczającej siły, aby utrzymać swoją zwykłą ścieżkę. To właśnie to zaburzenie w strumieniu jet ma bezpośredni związek z naszą pogodą bliżej powierzchni.
„Kiedy stratosferyczny wir polarny jest silny, strumień jet ma tendencję do przesuwania się dalej na północ, co utrzymuje zimne powietrze w Arktyce i pozwala na stosunkowo łagodniejsze warunki w dużej części Stanów Zjednoczonych i Eurazji” – powiedział Furtado.
Wspólnym powodem, dla którego wir polarny opuszcza swoją zwykłą lokalizację, jest nagłe przesunięcie cieplejszego powietrza, znane jako nagłe ocieplenie stratosfery lub SSW. Osłabia to wir polarny i pozwala mu się przemieszczać.
„Kiedy wir polarny jest słaby, lub występuje zdarzenie SSW, wtedy jet stream będzie miał tendencję do osłabienia, przesuwania się dalej na południe i stanie się 'bardziej falujący’,” powiedział Furtado. „Efektem tych zmian jest cieplejsze niż zwykle powietrze, które przemieszcza się do Arktyki, zimniejsza pogoda, która wkracza do Ameryki Północnej i Europy/Azji, a także bardziej ekstremalna pogoda i burze ogólnie w średnich szerokościach geograficznych (np. burze śnieżne)”.
Wpływ na USA
Strumień odrzutowy jest głównym torem burzowym przez środkowe szerokości geograficzne półkuli północnej i rozdziela zimniejsze powietrze na północy i cieplejsze na południu.
Ponieważ wir polarny jest fizycznie odłączony od miejsca występowania większości zjawisk pogodowych, często ma on bardziej pośredni wpływ na codzienną pogodę.
Zimne powietrze jest bardziej gęste, więc opada, pozwalając gorącemu powietrzu z SSW pozostać w stratosferze, a zimniejsze powietrze opada na niższe poziomy przy powierzchni. To opadające w dół powietrze powoduje, że fragmenty wiru polarnego spychane są w dół do niższych szerokości geograficznych Ameryki Północnej, Europy i Azji.
Ostatnio, SSW spowodował, że wir polarny zaczął się przesuwać z dala od bieguna północnego. Ale gdzie to zimne powietrze wyląduje w ciągu najbliższego tygodnia lub dwóch pozostaje pytaniem. To, co czyni ten SSW tak wyjątkowym, to jego intensywność, która zwiększa szanse na wpływ na półkulę północną.
Należy pamiętać, że zaburzenia wiru polarnego nie powodują natychmiastowych zmian w pogodzie. Zamiast tego, jego skutki są zazwyczaj opóźnione.
„W stratosferze, wir polarny zazwyczaj odzyskuje swoją siłę w ciągu kilku tygodni od szczytu wydarzenia,” powiedział Furtado. „Jednakże, w troposferze, skutki zdarzenia SSW (np. dalszy południowy jet stream, zimna i burzowa pogoda) mogą trwać nawet do 8 tygodni. Tak więc te wydarzenia, które mogą szybko ewoluować, mogą mieć trwały wpływ na zimowe wzorce pogodowe w troposferze.”
Jeszcze jedna rzecz, na którą należy zwrócić uwagę: Nawet w przypadku silnych wydarzeń SSW, nie ma pewności, że Stany Zjednoczone odczują ich bezpośredni wpływ.
„W niedawnej przeszłości mieliśmy dwa wydarzenia, które pokazują ten kontrast. Było duże wydarzenie SSW w lutym 2018 roku i jedno w styczniu 2019 roku, a skutki każdego z nich były bardzo różne” – powiedział Furtado.
Furtado twierdzi, że po wydarzeniu z 2018 roku mieliśmy zimną i burzową pogodę w dużej części centralnych i wschodnich regionów Ameryki Północnej, ale po wydarzeniu z 2019 roku w Ameryce Północnej odczuwalne były minimalne skutki.
Nie ma więc potrzeby panikować z powodu tego ostatniego wydarzenia. Ale z pewnością jest to coś, co należy obserwować w ciągu najbliższych siedmiu do 14 dni.
Jak zmiany klimatu odgrywają rolę
Jeśli masz ocieplającą się Ziemię, to sensowne byłoby tylko częstsze nagłe ocieplenie stratosfery, prawda? Odpowiedź jest skomplikowana, głównie dlatego, że nikt nie mieszka na Biegunie Północnym – poza Mikołajem – co sprawia, że trudno jest uzyskać długoterminowe historyczne dane pogodowe.
Nie oznacza to jednak, że zmiana klimatu nie ma wpływu na wir polarny.
„Z obserwacji wiemy, że region arktyczny ociepla się w znacznie szybszym tempie niż inne części globu (nazywamy to Arktycznym Wzmocnieniem),” powiedział Furtado. „Wpływ Arktycznej Amplifikacji jest dwojaki. Po pierwsze, ponieważ Arktyka staje się znacznie cieplejsza, kiedy zimne powietrze pojawia się w Ameryce Północnej i Europie/Azji, nie jest już tak zimne, jak kilkadziesiąt lat temu. Drugim efektem (choć obecnie dyskutowanym w środowisku naukowym) jest to, że cieplejsza Arktyka sprawia, że stratosferyczny wir polarny staje się średnio słabszy.”
Dlatego teoretycznie słabszy wir polarny powinien być łatwiejszy do zakłócenia, co pozwala na częstsze występowanie fal SSW.
Co z tego wynika? Nawet jeśli ocieplająca się planeta może oznaczać, że ogólna liczba burz śnieżnych na całym świecie może się zmniejszyć, te, które się zdarzają, mogą przynieść znacznie większe opady śniegu.