Skrót artykułu klimatologa Sama Carany z 3 lutego 2021 r.

Wskutek wzrostu temperatur Ziemi ekstremalne zjawiska pogodowe uderzają częściej i z coraz większą mocą. W 2020 r. w samych Stanach Zjednoczonych padł rekord klęsk żywiołowych. Każda z 22 największych katastrof wyrządziła szkody o wartości przekraczającej 1 miliard dolarów.

Rosnące temperatury generują bardziej destrukcyjne burze, upały, susze i pożary lasów. Paradoksalnie są one również powodem ataków srogiej zimy, które w bieżącym roku nawiedzają obszary Ameryki Północnej, Europy i Azji. Zdarzenia te są efektem wytrącenia ze stanu równowagi prądu strumieniowego.

Prądy strumieniowe – polarny (60°N) i podzwrotnikowy (∼30°N) – to wiatry wiejące z prędkością ponad 180 km/h na wysokości 9–12 km, które przenoszą ogromne masy powietrza z zachodu na wschód. Do niedawna były one stabilne – opływały planetę wąskimi, niemal poziomymi pasmami, które oddzielały strefy klimatyczne Ziemi.

Dwa mechanizmy zaburzają obecnie przepływ prądu strumieniowego.

Pierwszy polega na tym, że różnica temperatur między biegunem północnym a równikiem maleje. Wiatr przemieszczający się od tropików do bieguna zwalnia i prąd strumieniowy zaczyna falować ekspansywnie. Spowolnienie prądu strumieniowego jest do pewnego stopnia kompensowane przez globalne ocieplenie, które zwiększa siłę wiatrów.

Drugi mechanizm zniekształcający prąd strumieniowy wiąże się z cieplejszym Oceanem Arktycznym. Za jego przyczyną biegun północny traci status najzimniejszego miejsca na półkuli północnej – powietrze nad Grenlandią, północną Kanadą i Syberią bywa znacznie mroźniejsze. Właśnie dlatego wartości temperatur i ciśnienia, jakie są rejestrowane nad wschodnim Pacyfikiem i Ameryką Północną, decydują o tym, że prąd strumieniowy rozgałęzia się: jedno odgałęzienie zmierza na północ i krąży wokół Oceanu Arktycznego, zaś inne rozciąga się poniżej równika.

W wyniku działania tych dwóch mechanizmów, zimne powietrze, które niegdyś pozostawało „uwięzione” nad biegunem północnym, bez trudu przedostaje się nad Syberię i Amerykę Północną, czego następstwem jest ekstremalna pogoda i pozbawienie Oceanu Arktycznego możliwości utworzenia paku lodowego, który miałby minioną wytrzymałość i zasięg.

Nagła zmiana klimatu i nagłe ocieplenie stratosferyczne

Skrót artykułu CBS News z 7 stycznia 2021 r.

Na przełomie grudnia i stycznia temperatury nad Arktyką skoczyły w ciągu zaledwie tygodnia o ∼40°C. Ten naturalny fenomen, który powracał co kilka lat, teraz pojawia się częściej za sprawą spowodowanej przez cywilizację przemysłową nagłej zmiany klimatu.

Do tzw. nagłego ocieplenia stratosferycznego (ang. sudden stratospheric warming – SSW) dochodzi w pasie biegnącym 15–30 km nad powierzchnią Ziemi. Zaburza ono zimowy wzorzec klimatyczny tej warstwy atmosfery. Mowa o wirze polarnym (ang. polar vortex) – potężnym układzie niskiego ciśnienia.

Cyklon ten okrąża koło podbiegunowe; jego wiatry wieją z zachodu na wschód. Intensywne SSW potrafi nadać im kierunek przeciwny – zgodny z ruchem wskazówek zegara. Wir polarny rozpada się wówczas na dwa, a nawet trzy oddzielne wiry, które dryfując na południe, dostarczają bardzo zimne powietrze do środkowych szerokości geograficznych.

W większości przypadków SSW przedostaje się w ciągu kilku tygodni przez piętra chmur na powierzchnię Ziemi. Towarzyszące temu procesowi rozbicie wzorców wyższych wiatrów arktycznych wywołuje efekt domina, który prowadzi do rozchwiania prądu strumieniowego. Na całym świecie – od Kanady i USA po Europę i Azję – panuje wtedy ekstremalna pogoda zimowa.

Dr Judah Cohen jest ekspertem ds. atmosfery w Verisk Analytics, który bada SSW i związek między gwałtownymi zmianami zachodzącymi w Arktyce a porządkiem pogodowym umiarkowanych szerokości geograficznych. Naukowiec wyjaśnia, iż nagłe ocieplenie stratosfery zaczyna się znacznie bliżej ziemi – w troposferze. Nadmiar energii, który zakumulował się w ubiegłym roku w Arktyce, był przyczyną tego, że zakłócenie troposferyczne sięgnęło stratosfery.

Region Arktyki obejmujący morza w północnej Azji – Barentsa, Kara, Łaptiewów i Syberyjskie – doświadczył w 2020 r. najwyższych temperatur w historii pomiarów meteorologicznych. Był to kolejny w ostatnich latach drastyczny przejaw tzw. amplifikacji arktycznej – skrajnego odejścia od klimatycznej normalności. W rezultacie zasięg lodu morskiego w pobliżu wybrzeża Syberii był rekordowo niski.

Zgodnie z ustaleniami Cohena brak lodu pakowego i fakt, że zamarzanie spóźniło się o kilka tygodni, wprawiły w ruch łańcuch zdarzeń, który wzmocnił zimowe położenie prądu strumieniowego nad Azją. Wzmocnienie to pomogło zainicjować SSW.

Prąd strumieniowy jest rzeką powietrza płynącą dookoła planety w górnych warstwach atmosfery. Podobnie jak ocean, wznosi się ona i opada, tworząc fale atmosferyczne. I chociaż większość tej energii pokonuje glob poziomo, jej część może poruszać się pionowo, zwłaszcza gdy fale są wzmocnione. Cohen wyjaśnia, iż w porównaniu z resztą planety wzorzec fal jest naturalnie wydłużony nad Eurazją. Przy schemacie typowym nie miałoby to wpływu na stratosferę. Natomiast w sytuacji, kiedy tę dużą falę zasila dodatkowo amplifikacja arktyczna, jej energia może rozprzestrzenić się w górę, przynosząc chaos.

Bezpośrednia zależność między gorączką Arktyki, kurczącą się pokrywą lodową Oceanu Arktycznego a wzmocnionym prądem strumieniowym sprawia, że nagła zmiana klimatu częściej inicjuje SSW. W zamieszczonej 10 sierpnia 2020 r. w Geophysical Research Letters pracy badawczej autor dr Zachary Labe z Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine dobitnie wykazał powiązanie między amplifikacją arktyczną a chłodniejszym obszarem wysokiego ciśnienia nad Syberią Wschodnią. Jest to klucz do tezy Cohena. Efekt ten będzie się nasilał wraz ze wzrostem temperatur Ziemi.

Według Cohena nagłe ocieplenie stratosfery nad Arktyką zostało zapoczątkowane w październiku. W północno–zachodniej Rosji i Skandynawii cieplejszy Ocean Arktyczny zasila „kopułę ciepła”, która popycha prąd strumieniowy na północ. Ze względu na zredukowaną ilość lodu morskiego atmosfera pochłania więcej wilgoci z Oceanu Arktycznego, a gdy jest wystarczająco mroźnie, zrzuca więcej śniegu na wschód od „kopuły ciepła”. Ta pokrywa śnieżna odpowiada za masę wyjątkowo mroźnego powietrza znajdującą się nad Syberią, Kazachstanem i Mongolią. Zimniejsze powietrze wywiera odwrotny wpływ na prąd strumieniowy w Syberii Wschodniej i na północnym Pacyfiku, popychając go na południe.

Z wieloletnich studiów nad tym zjawiskiem wyłania się wyraźny schemat: ciepłe warunki arktyczne i słabszy stratosferyczny wir polarny gwarantują mroźne epizody w niektórych rejonach środkowych szerokości geograficznych.

Zaburzenia wiru polarnego i ich skutki utrzymują się w tym roku przez niezwykle długi czas. – powiedziała 4 lutego 2021 r. dziennikowi The New York Times dr Jennifer Francis, starszy naukowiec w Centrum Badań Klimatu Woodwell. Doszło do dwóch takich zdarzeń i wygląda na to, że trzecie jest w drodze.

Narodowe Centrum Informacji Środowiskowej NOAA (Narodowa Służba Oceaniczna i Atmosferyczna USA) podało 2 marca 2021 r., że pomimo ataków zimy, które spowodowała nagła zmiana klimatu, na całym świecie odnotowano w lutym czterokrotnie więcej rekordów ciepła niż zimna. W wielu krajach leżących na półkuli północnej zapanowały warunki majowe. Stacje meteorologiczne zarejestrowały też szalone skoki temperatury: przykładowo w Rapid City (Dakota Południowa) w ciągu tygodnia słupek rtęci podniósł się o 45,5°C, zaś w Topece (Kansas) w tym samym czasie zrobiło się cieplej o 51°C.

Jeśli jest Pani/Pan subskrybentem/stałym czytelnikiem bloga i uznaje moją pracę za wartościową i zasługującą na symboliczne wsparcie, proszę rozważyć możliwość zostania moim Patronem już za 5 zł miesięcznie. Dziękuję.

Tłum. exignorant