Co odpowiada za ataki zimy – fale mrozów i intensywne opady śniegu? Globalne ocieplenie powoduje duże zmiany a Arktyce – między innymi spadek zasięgu lodu morskiego. Zmiany w temperaturach i wilgotnościach w tym regionie odbijają się na pogodzie w umiarkowanych szerokościach geograficznych. Mogą sprzyjać występowaniu przedłużających się okresów mrozów lub wysokich temperatur, śnieżyc, czy… opadów śniegu w marcu i kwietniu w Polsce.

Zima 2014: w Wielką Brytanię uderza sztorm za sztormem a powodzie zatapiają kolejne miejscowości. Wschód Stanów Zjednoczonych nękają fale mrozów, Kalifornię zaś dręczy rekordowa susza. Upały w Soczi przeszkadzają w zimowych Igrzyskach Olimpijskich. Temperatury na Alasce i Svalbardzie biją rekordy. Czy to przypadek? Czy też między tymi, tak na pierwszy rzut oka różnymi zjawiskami pogodowymi jest związek?

Zdjęcie satelitarne przedstawiające zaśnieżoną powierzchnię Ameryki wraz z pokrytymi lodem jeziorami
Rysunek 1: Wielkie jeziora Ameryki Północnej pokryte lodem w 88%. Zdjęcie satelitarne dzięki uprzejmości NASA’s Earth Observatory.

Spowalniający prąd strumieniowy

Wspólną i szczególną cechą tych anomalii pogodowych jest uporczywość, z jaką się utrzymują. Normalnie wędrujące niże i wyże powodują częste zmiany pogody na średnich szerokościach geograficznych. Tym razem jednak wzorce pogodowe jakby zastygły – bo zastygł prąd strumieniowy. To strumień powietrza, napędzany przez różnicę temperatur pomiędzy zimną Arktyką i relatywnie cieplejszymi średnimi szerokościami geograficznymi, pędzący z zachodu na wschód na wysokości rzędu 10 km z prędkością do 300 km/h.

Przyczyną obserwowanego zastygnięcia prądu strumieniowego mogą zaś być bardzo wysokie temperatury w Arktyce. Jak przedstawia rysunek 2, odchylenie temperatur w Arktyce od średniej z lat 1981-2010 sięgało w ostatnim miesiącu 6 stopni (1 kelwin jest równy 1 stopniowi Celsjusza).

Ilustracja przedstawia mapę świata z zaznaczonymi kolorami anomaliami temperatury. widoczne są wysokie dodatnie anomalie temperatury na północy oraz ujemne anomalie w szerokościach umiarkowanych.
Rysunek 2. Odchylenie temperatury powierzchni Ziemi między dniami 18.01 a 17.02.2014 od średniej wieloletniej (z lat 1981-2010). Źródło: NOAA

Kiedy temperatury za kołem podbiegunowym rosną, maleje różnica (gradient) temperatury pomiędzy północą a południem. W rezultacie prąd strumieniowy, który napędza ruch niżów nad Europą, Ameryką Północną i Azją, zaczyna zwalniać i meandrować. Sięga coraz dalej na południe i północ, a jego spowolnienie powoduje, że języki ciepłego suchego powietrza z południa lub chłodnego i wilgotnego z północy dłużej utrzymują się nad danym obszarem. W miarę ocieplania się Arktyki ekstremalna pogoda utrzymuje się więc znacznie dłużej.

Dwie mapy Ziemi w projekcji biegunowej, widać kształt biegunowej plamy chłodu oraz meandrujący prąd strumieniowy.
Rysunek 3: Mapy temperatury przy powierzchni Ziemi w kelwinach (lewy panel) oraz prędkości wiatru na wysokości ok. 12 km (prawy panel, kolorami oznaczono prędkości w m/s a strzałkami – kierunek). Mapy pokazują warunki panujące 6 stycznia 2014 – widoczny jest jęzor chłodu sięgający nad Amerykę Północną. Źródło NOAA

Zimą 2014 prąd strumieniowy od tygodni utknął w pozycji, w której kieruje nad Wielką Brytanię ciepłe i wilgotne powietrze znad Atlantyku, nad wschodnie Stany Zjednoczone przynosi zimne powietrze z Arktyki, blokuje napływ układów niżowych nad Kalifornię (w porze deszczowej, która zwykle uzupełnia zapasy wody na cały rok) i wywołuje cały szereg innych anomalii pogodowych na półkuli północnej. Problemem dla długoterminowych prognoz pogody jest zupełna nieprzewidywalność tego, w jakiej pozycji „utknie” prąd strumieniowy.

Dwie mapy świata w projekcji biegunowej, na mapie temperatur widać plame chłodu sięgającą nad Amerykę Północną, na mapie wiatrów - meandrujący prąd strumieniowy
Rysunek 4: Mapy temperatury przy powierzchni Ziemi w kelwinach (lewy panel) oraz prędkości wiatru na wysokości ok. 12km (prawy panel, kolorami oznaczono prędkości w m/s a strzałkami – kierunek). Mapy pokazują warunki panujące 19 lutego 2014 – widoczny jest jęzor chłodu sięgający nad Amerykę Północną i osłabienie prądu strumieniowego w porównaniu z rysunkiem 3. Źródło NOAA

Ekstrema pogodowe – takie jak silne opady śniegu lub długotrwałe anomalie temperatury – nie tylko nie przeczą występowaniu globalnego ocieplenia, ale wręcz mogą się w miarę postępowania zmiany klimatu nasilać. Przewidzenie, czy na danym obszarze będziemy mieć w danych sezonie upały i suszę czy mrozy lub powodzie, staje się coraz trudniejsze. Można jednak powiedzieć, że cokolwiek nastąpi, będzie trwało dłużej.

Globalne ocieplenie, topniejące lody Arktyki i długa zima w Polsce

Zapraszamy również do obejrzenia wykładu prof. Szymona P. Malinowskiego zarejestrowanego podczas Festiwalu Nauki 2013:

Fajnie, że tu jesteś. Mamy nadzieję, że nasz artykuł pomógł Ci poszerzyć lub ugruntować wiedzę.

Nie wiem, czy wiesz, ale naukaoklimacie.pl to projekt non-profit. Tworzymy go my, czyli ludzie, którzy chcą dzielić się wiedzą i pomagać w zrozumieniu zmian klimatu. Taki projekt to dla nas duża radość i satysfakcja. Ale też regularne koszty. Jeśli chcesz pomóc w utrzymaniu i rozwoju strony, przekaż nam darowiznę w dowolnej wysokości