Rośnie prawdopodobieństwo nagłego ocieplenia stratosferycznego – czy styczeń okaże się chłodniejszy od normy?

Fot. Meteo Pomorze

Końcówka zimy 2017/18 była okresem silnego mrozu i miejscami znacznych ilości śniegu, spowodowanych silnym i rozległym spływem polarnej masy powietrza kontynentalnego ze wschodu Europy ku centrum i zachodowi. Fala mrozu, zwana przez media Bestią ze Wschodu (Beast from the East) wywołana była przez wyjątkowo silne i stabilne wyże w północnej i północno-wschodniej części kontynentu. Te z kolei utrzymały swoje położenie i siłę dzięki nagłemu ociepleniu stratosferycznemu. Część prognoz wskazuje na możliwość powtórki tego scenariusza w styczniu, a samo ocieplenie może się zacząć już w trzeciej dekadzie grudnia.

Choć rok 2018 nie ma już szans zapisać się jako rok chłodny, albo w normie termicznej, to początek 2019 może okazać się chłodniejszy od średniej wieloletniej, podobnie jak luty i początek marca tego roku. Co więcej, ujemną anomalię temperatury może wywołać dokładnie to samo zjawisko, choć mające wystąpić wyjątkowo wcześnie. Zjawiskiem tym jest nagła zmiana cyrkulacji powietrza w stratosferycznym wirze polarnym, czyli na wysokości między 10 a 40 km nad powierzchnią ziemi. Najczęściej do jego oceny i prognozowania używa się wskazań numerycznych i obserwacyjnych na poziomie izobarycznym 10 hPa, czyli około 26 km. Ze zmianą cyrkulacji (przemianą cyklonu polarnego na antycyklon, czyli niżu w wyż) wiąże się też gwałtowny wzrost temperatury w obrębie wiru, czasami o nawet kilkadziesiąt stopni w przeciągu kilku dni.

Nagłe ocieplenie stratosferyczne (Sudden Stratospheric Warming, lub SSW) powstaje zazwyczaj jako efekt silnego zafalowania polarnego prądu strumieniowego w skutek ingerencji rozległego układu wyżowego. Takie zafalowanie w końcu powoduje przerwanie się linii prądu strumieniowego, podobnie jak załamują się wysokie fale na wodzie. Takie załamania czasami są wystarczająco silne, aby zmienić kierunek główny wiatru w strefie polarnej z zachodniego na wschodni. W efekcie, powietrze w stratosferze zaczyna się zapadać i kompresować, a przez to ocieplać. Powstaje obszar podwyższonego ciśnienia, który zaczyna konkurować z istniejącym już frontem polarnym. Jeśli jest wystarczająco silny, zaczyna wypierać, lub całkowicie wchłaniać istniejący niż wiru polarnego.

Choć jest to zjawisko w skali planetarnej, to ma też swój wpływ na troposferę, czyli na pogodę. Wiatr zmienia najpierw kierunek na wschodni w stratosferze, później “schodzi” on coraz niżej, powodując odwrócenie się cyrkulacji na wschodnią także w górnej, a następnie dolnej troposferze. Często towarzyszą temu silne spływy wypchniętego z północy, mroźnego powietrza, dalej na południe, oraz budowa rozległych wyżów, sprowadzających dodatkowe porcje mrozu na południe. Zanim jednak odczujemy przy powierzchni skutki SSW, musi minąć od kilku dni do nawet kilku tygodni. Najczęściej jest to ten drugi wariant.

Uproszczony rozkład temperatury i cyrkulacji powietrza podczas sytuacji normalnej (u góry) i SSW (doł). Grafika: Meteo Pomorze

Efektem takiego ocieplenia bardzo często jest spływ mroźnego powietrza ze wschodu, zwłaszcza w Europie. Dokładnie taki sam, jak ten z lutego i marca 2018, kiedy to nawet w naszym województwie notowaliśmy po blisko -20 stopni. Dodatkowo, mroźne powietrze, przemieszczające się nad niezamarzniętym Bałtykiem spowodowało powstanie długotrwałego i intensywnego, śnieżnego efektu morza, który lokalnie przyniósł niemal 40 cm śniegu w ciągu kilku dni. Tak też może być w styczniu lub lutym nadchodzącego roku. Prognozy numeryczne modelu GFS sugerują możliwość wystąpienia SSW pod koniec grudnia, z początkiem prognozowanym na około 19-20 grudnia (krańcowy okres aktualnej prognozy). Trudno dokładnie stwierdzić kiedy nastąpi właściwa faza SSW, czy będzie to duże, czy też niewielkie ocieplenie i jaki będzie jego ostateczny wpływ na pogodę w Polsce. Póki co modele numeryczne prognoz długoterminowych nie przewidują ujemnych anomalii temperatury, jednak te mogą się pojawić w kolejnych aktualizacjach, być może zakładających już ocieplenie stratosferyczne.

Prognozowana anomalia temperatury na poziomie 10 hPa nad półkulą północą o poranku, 20. grudnia. Uwagę zwraca znacznie cieplejszy obszar nad wschodnią Syberią. Model GFS. Źródło: WX Charts

Póki co nie podajemy konkretów. O tych będzie można mówić najwcześniej pod koniec miesiąca, kiedy SSW się pojawi, lub będzie wysokie tego prawdopodobieństwo. Nawet jeśli ono wystąpi, nie oznacza to wystąpienia wyjątkowo mroźnej zimy, czy nawet zimy stulecia. Oznacza to, że będzie okres większego chłodu, być może epizodycznie poniżej średniej wieloletniej, ale nie będzie to ani rekordowo mroźny, ani wyjątkowo długi okres mrozów i śniegu. Przypominać może epizod z początku tego roku, lub nawet z początku 2013 roku, ale zdecydowanie nie będzie można go porównywać z zimą z lat 1978/79, czy z żadną inną “zimą stulecia”.