Ел Ниньо, Полярният вихър и как ще повлияят на предстоящата зима?

Н ов полярен вихър се формира в стратосферата над Северния полюс. Той се укрепва бързо и ще продължи и през зимата на 2023/2024г. Полярният вихър има дълга и силна история на въздействия върху времето през зимата над Европа, особено ако започне да се разрушава, съобщава Meteo Balkans.

Полярен вихър може да означава много различни неща. Но за нас това отразява силата на стратосферната полярна циркулация. За нашето зимно време има значение само дали е силно или слабо, създавайки напълно различен метеорологичен резултат през зимата на повърхността.

Първо, ще разгледаме какво представлява полярният вихър, и защо трябва да ни е грижа за него? Ще проучим и връзката му с друга стратосферна аномалия, която се случва тази година, и с възникващия Ел Ниньо.

A new Polar Vortex has started to form in the Stratosphere over the North Pole and will influence the Weather across the Northern Hemisphere as we head into Winter 2023/2024https://t.co/j15wBrYdZU

— severe-weather.EU (@severeweatherEU) September 11, 2023

Полярна циркулация в атмосферата

С навлизането в есента полярните региони започват да се охлаждат. Това е така, защото Слънцето става по-ниско и по-малко енергия достига до Северния полюс. Но тъй като полярните температури падат, атмосферата по-на юг е все още относително топла.

Полярните региони получават малко до нула слънчева енергия в сравнение с регионите по на юг, които все още получават много слънчева светлина и топлина.

Това причинява силна температурна разлика между полярните и субтропичните региони и започва да се развива голяма циркулация с ниско налягане (циклонична) в Северното полукълбо. Той се простира от повърхностните слоеве високо в атмосферата. Това е известно като полярен вихър.

Подобно на по-ниските нива, процесът е същият по-високо в атмосферата, създавайки голяма и мощна циркулация с падането на температурите. Това е известно като полярен вихър, широкомащабна циркулация в атмосферата.

Поради тази причина ние сме склонни да разделим целия полярен вихър на горна (стратосферна) и долна (тропосферна) част. И двата играят ролята си по различен начин, така че ги наблюдаваме поотделно. Но също така е много важно дали са правилно свързани.

Много е важно да добавим: в тази статия и през зимата, когато споменаваме думата полярен вихър, ние (в повечето случаи) се отнасяме до по-високата стратосферна част на полярния вихър. Той е много динамичен и съдържа много мощност, а промените му могат да имат дълготраен ефект.

Polar vortex forming over North Pole: What it means for winter 2023/24 https://t.co/UBocX3QgOY #PolarVortex #winter #SSW #JetStream

— The Watchers (@TheWatchers_) September 11, 2023

Горната (стратосферна) част е по-кръгла и симетрична, тъй като се върти по-високо над земята. Долната структура на полярния вихър обаче е много по-неравномерна и предимно нарушена. Това се дължи на влиянието на терена/планините и силните напорни системи, действащи като препятствия в потока.

По-силните ветрове обикновено се намират във външния ръб, наречен „зона за сърф“. Ветровете са важни, когато се описва полярният вихър, тъй като те обикновено са първите, които показват, че нещо се променя.

Полярният вихър се държи като много голям циклон, покриващ Северното полукълбо от Северния полюс надолу до по-ниските географски ширини. Той присъства на всички атмосферни нива, от земята нагоре, но може да има различни форми на различна надморска височина. Полярният вихър не е просто една зимна буря или студено огнище, което се движи от Средния Запад към североизточните Съединени щати.

Това е една голяма циклонична зона, която се върти над цялото северно полукълбо, от земята до върха на стратосферата и отвъд нея, достигайки над 50 км. височина.

The science behind the polar vortex... pic.twitter.com/1DU6wegDYm

— Marius James (@MariusJames26) September 12, 2023

Полярно вихрово време

Защо всичко това е важно? Защо ни е грижа за полярния вихър всяка зима?

Отговорът всъщност е доста прост. Тази стратосферна полярна циркулация, наречена полярен вихър, може да означава разликата между много студена и снежна зима и топла и суха зима.

Силният полярен вихър обикновено означава силна полярна циркулация. Това обикновено заключва по-студения въздух в полярните региони, създавайки по-меки условия за по-голямата част от Европа. При тези условия зимата може да бъде предимно по-топла от нормалното в средните географски ширини.

За разлика от това, слаб полярен вихър може да създаде слаб модел на струен поток. По-трудно се удържа по-студеният арктически въздух, който сега може да избяга от полярните региони в Европа.

Така че, ако сте фен на по-топлата зима в Европа, ще предпочетете силен полярен вихър. Но ако харесвате подходящо зимно време със студ и сняг, най-добрият ви залог е слаб/нарушен полярен вихър.

Тъй като всяка година е различна в историята на полярния вихър, ще разгледаме най-новите данни в стратосферата и как започва да се появява нов полярен вихър за зимния сезон 2023/2024.

Нов сезон, нов Полярен вихър

Захлаждането над Северния полюс вече започна. Охлаждането на стратосферата обикновено започва през август, като се увеличава силно през септември и октомври. И накрая, стратосферата достига най-хладния си период през ноември и декември, когато полярният вихър обикновено е най-силен.

Температурата пада бързо в стратосферата на около 30 км. надморска височина.

Разглеждайки действителната температурна прогноза, можем да видим студено ядро, развиващо се над полярния кръг. Това е сърцето на полярния вихър и колкото по-студено става, толкова по-силен може да стане полярният вихър.

Това е така, защото се захранва от разликата в температурата/налягането между полярните и южните региони на Северното полукълбо. Налягането също започва да пада бързо. Разглеждайки прогнозата за края на септември, можем да видим, че Полярният вихър е много по-развит и бързо нараства по размер и влияние.

Тъй като налягането пада в полярния вихър, той увеличава скоростта и дълбочината на вятъра. Колкото по-силен става, толкова по-лесно може да повлияе на нашето време на повърхността.

Говорейки за вятър, текущата прогноза показва, че стратосферният струен поток се развива. Това се нарича Polar Night Jet. Стратосферните ветрове нямат особено значение през септември. Но показва как стратосферният полярен вихър започва бързо да се организира в правилна кръгла формация, увеличавайки своята скорост и влияние оттук нататък.

If you want to see a cold winter you will want to see global temperatures fall. Although lots of excessive warmth entering Arctic, that could spell trouble for polar vortex this winter. While things are stacked against us, extreme results can still occur. pic.twitter.com/01RytFXdIP

— London & Southeast 🔆 (@TheSnowDreamer) September 12, 2023

Прогноза за стратосферен вятър

Силата на стратосферния струен поток на обикновено се използва за определяне на силата на полярния вихър и потенциалното му влияние върху времето. Това е особено вярно през средата на зимата, когато обикновено е най-силно.

В сравнение с дългосрочната средна стойност, текущите прогнози показват, че силата на полярния вихър вероятно ще бъде около средната в края на септември и началото на октомври. Това може да не означава много засега, но показва как Полярният вихър започва новия си сезон и понякога може да има ранни аномалии.

Прогнозата за триизмерния полярен вихър показва добра структура, появяваща се по-високо в стратосферата в края на септември.

Сега знаем какво представлява полярният вихър и как работи. Но защо ни е грижа за? Полярният вихър има силата да прави много неща по отношение на времето, особено през зимата, когато е най-силен.

Но първо, нека поговорим какво може да е различно за полярният вихър през този зимен сезон. Силна аномалия на стратосферния вятър продължава над екватора и ще играе роля с полярния вихър през предстоящата зима.

Нарича се квазидвугодишна осцилация (QBO), известна още като „пулсация на атмосферата“, тъй като е толкова редовна.

Пулсация на атмосферата

Квазидвугодишното колебание (QBO) е редовна вариация на ветровете високо над екватора. Силните ветрове в стратосферата пътуват в пояс около планетата и около всеки 14 месеца тези ветрове напълно променят посоката си.

Това означава, че ветровете високо над екватора се променят от запад на изток всяка година.

Анализ на вятъра за ниво 10mb (30 км/18,5 мили) показва отрицателен вятърен поток над тропическите региони. Отрицателните стойности означават, че преобладават източните ветрове. Това означава, че QBO е в източен (отрицателен) режим.

И така, ако обобщим, QBO е фазата на вятъра в тропическата стратосфера, пулсираща между източната и западната фаза. Всичко това е добре, но как тези фази всъщност влияят на зимното време?

QBO е важна част от развитието на времето през зимата, тъй като може да повлияе на полярния вихър и струйния поток. Силата и посоката на ветровете в полярния струен поток могат да се променят с QBO.

В зависимост от QBO рискът от зимни условия в Северното полукълбо може да се различава за всяка от фазите: Когато QBO е отрицателен (източен), има повишен шанс за по-слаб струен поток, внезапни събития в стратосферата и по-студени зими в Европа.

Когато QBO е положителен (западен), шансът за по-силен струен поток и по-силен полярен вихър се увеличава. Това означава по-мека зима, тъй като по-студеният въздух е заключен в полярните региони и му е по-трудно да излезе от силната циркулация.

Разглеждайки аномалиите на зимното налягане по време на отрицателен QBO, можете да видите тенденция за по-ниско налягане в Европа.

Това показва тенденция за отрицателен NAO модел в Атлантическия океан и по-нарушен (вълнообразен) реактивен поток. Прекъснатият струен поток означава по-лесен начин за по-студения въздух да избяга от полярните региони.

Ще има тенденция за по-ниски температури над Европа при отрицателен QBO. Сигналът не е прекалено силен, тъй като има много други „зимни влиятели“ освен QBO и полярен вихър, но той присъства.

Полярният вихър е един от начините, по които QBO може да помогне за оформянето на моделите на зимното време.

Това обикновено се свързва със събития на внезапно стратосферно затопляне (SSW). Тези мощни метеорологични явления се случват високо в полярната стратосфера, повишавайки температурата и налягането. Тези ефекти обикновено се сриват, оказвайки влияние върху времето в Северното полукълбо.

Правилно събитие на колапс на полярния вихър (внезапно стратосферно затопляне) означава силно повишаване на температурата и налягането в стратосферата и произтичащ от това срив на циркулацията на полярния вихър.

Има едно основно условие, за да бъде класифицирано събитие на прекъсване като внезапно стратосферно затопляне или пълен колапс. Стратосферните ветрове, които са предимно западни през зимата, трябва да бъдат обърнати към източни.

If you want to see a cold winter you will want to see global temperatures fall. Although lots of excessive warmth entering Arctic, that could spell trouble for polar vortex this winter. While things are stacked against us, extreme results can still occur. pic.twitter.com/01RytFXdIP

— London & Southeast 🔆 (@TheSnowDreamer) September 12, 2023

Внезапно стратосферно налягане

Обикновено полярен вихър отслабва поради повишаване на температурата и налягането в стратосферата. Това се нарича събитие на внезапно стратосферно затопляне (SSW), което може да срине полярния вихър.

Опростено, внезапно стратосферно затопляне (SSW) е точно това, което подсказва името. Това е внезапно повишаване на температурата в полярната стратосфера през зимата. Затоплянето на стратосферата означава, че полярният вихър е отслабен и може да се срине под натиск от затоплящото събитие.

Това създава верижна реакция, прекъсваща струйния поток, създавайки високо налягане над Арктическия кръг и изпускайки студения арктически въздух в Европа.

SSW събитие обикновено се задейства от специфични модели на налягане в по-ниските нива, които могат да изпратят много енергия нагоре вертикално в стратосферата. Изображението по-долу показва пример за типично SSW събитие и как протича за период от 30 дни.

Такова събитие се случи през февруари тази година. Силна вълна на затопляне завладя полярната стратосфера и полярния вихър. С повишаването на налягането в стратосферата и обръщането на ветровете, това беше отбелязано като подходящо югозападно събитие.

В стратосферата можете да видите аномалии с високо налягане от стратосферата, свързващи се надолу към по-ниските нива. Отново, това е пряко свързано със събитията на стратосферното затопляне и моделите на налягане са отговорили със силен блокиран модел.

В Европа не е имало истинско избухване на студен въздух в голям мащаб, което също показва, че едно стратосферно затопляне не винаги може да засегне всички региони със студено време.

Two words: Polar. Vortex. https://t.co/xZJAFrlDAJ

— Good Housekeeping (@goodhousemag) September 11, 2023

Полярен вихър и зима 2023/2024

Един от най-важните глобални фактори за предстоящия зимен сезон е събитието Ел Ниньо. Това е топла океанска аномалия в тропическия Тихи океан. И тъй като е в този регион, той също е свързан с аномалията QBO директно в стратосферата над него.

Ел Ниньо е това, което наричаме топлите/положителни океански аномалии в тропическия Тихи океан. Той се образува при определени условия и може да промени времето в глобален мащаб в сезонен мащаб.

Знаем какъв ефект може да има Ел Ниньо върху глобалната циркулация и по този начин можем да предвидим какво може да означава това за полярния вихър.

Исторически погледнато, фазата на ENSO може да увеличи шансовете за възникване на прекъсване на Polar Vortex. Изображението по-долу показва типичната честота на внезапно стратосферно затопляне (SSW) по месеци и по събитие ENSO. Ел Ниньо има по-голям шанс да предизвика колапс на полярен вихър в ранните части на зимата. С типичните големи събития на SSW, случващи се през декември/януари, можем да очакваме януари 2024 г. за евентуални събития на колапс на SSW и Polar Vortex.

Не можем да прогнозираме SSW толкова далеч в бъдещето. Но можем да разгледаме тенденциите, възникващите сигнали и цялостната глобална конфигурация.

Това ни дава сигнал, който трябва да наблюдаваме, тъй като тази динамика може да има широкомащабно и дълготрайно въздействие върху метеорологичните условия през зимата.

И така, как едно средно стратосферно затопляне влияе върху метеорологичните модели?

Зимно време в колапс на полярен вятър

Този силно нарушен модел на циркулация помага да се създаде свободен път за по-студения полярен въздух да се изнесе от полярните региони.

Съответната средна температура 0-30 дни след събитие на SSW показва, че в по-голямата част от Съединените щати и Европа тенденцията е да е по-студена от нормалното. Но помнете: Това е средна картина на много SSW събития. Всяко събитие на стратосферно затопляне е различно и не означава автоматично силен зимен модел.

Гледайки снеговалежите, можем да видим над средния снеговалеж в голяма част от източните Съединени щати и Европа. Това е очакван отговор, както се вижда след големи събития на стратосферно затопляне. По-студеният въздух има по-лесен път към юг, създавайки по-добри възможности за снеговалеж.

И така, както можете да видите, наличието на силен или слаб полярен вихър може значително да промени зимното време в Европа. Но Полярният вихър не е просто образувание за прогнозиране, тъй като зависи от много малки и мащабни фактори.