Een recordbrekende koudegolf bezorgt miljoenen Amerikanen letterlijk rillingen over de ruggengraat. De temperaturen in het bovenste Midwesten zullen naar verwachting deze week een verbazingwekkende 50 graden Fahrenheit (28 graden Celsius) onder normaal dalen - zo laag als 35 graden onder nul. Stapel een windvlaag op de top, en de lucht zal aanvoelen als -60 F.

Deze kou is niets om naar te niezen. De National Weather Service waarschuwt voor brute, levensbedreigende omstandigheden. Frostbite zal snel toeslaan op elke blootgestelde huid. Tegelijkertijd, de Noordpool wordt geconfronteerd met een hittegolf met temperaturen die het vriespunt naderen - ongeveer 25 graden Fahrenheit (14 C) boven normaal [tweede figuur].

Wat veroorzaakt dit grillige patroon? Je raadt het al:de polaire vortex.

In de afgelopen jaren, dankzij eerdere koude golven, de polaire draaikolk is verankerd geraakt in ons dagelijkse vocabulaire en diende als een mikpunt van grappen voor late tv-presentatoren en politici. Maar wat is het eigenlijk? Ontsnapt het vaker uit zijn gebruikelijke Arctische trefpunten? En een vraag die groot opdoemt in mijn werk:hoe past de opwarming van de aarde in het verhaal?

Rivieren van lucht

Werkelijk, er zijn twee polaire draaikolken op het noordelijk halfrond, op elkaar gestapeld. De onderste wordt meestal en nauwkeuriger de jetstream genoemd. Het is een meanderende rivier met sterke westenwinden rond het noordelijk halfrond, ongeveer zeven mijl boven het aardoppervlak, in de buurt van de hoogte waar straaljagers vliegen.

De jetstream bestaat het hele jaar, en is verantwoordelijk voor het creëren en sturen van de hoge- en lagedruksystemen die ons het dagelijkse weer brengen:stormen en blauwe luchten, warme en koude periodes. Ver boven de jetstream, ongeveer 30 mijl boven de aarde, is de stratosferische polaire vortex. Deze windstroom omringt ook de Noordpool, maar vormt zich alleen in de winter, en is meestal vrij rond.

Beide windkenmerken bestaan ​​vanwege het grote temperatuurverschil tussen de koude Arctische en warmere gebieden verder naar het zuiden, bekend als de middelste breedtegraden. Ongelijkmatige verwarming zorgt voor drukverschillen, en luchtstromen van hogedruk- naar lagedrukgebieden, winden creëren. De draaiende aarde draait dan de wind naar rechts op het noordelijk halfrond, het creëren van deze gordels van westenwinden.

Waarom koude lucht naar het zuiden stort

De uitstoot van broeikasgassen door menselijke activiteiten heeft de aarde de afgelopen 50 jaar met ongeveer 1,8 graden Fahrenheit (1 C) opgewarmd. Echter, het noordpoolgebied is meer dan twee keer zoveel opgewarmd. De versterkte opwarming van het noordpoolgebied is voornamelijk te wijten aan het dramatisch smelten van ijs en sneeuw in de afgelopen decennia, die donkere oceaan- en landoppervlakken blootlegt die veel meer zonnewarmte absorberen.

Door de snelle opwarming van het noordpoolgebied, het noord/zuid temperatuurverschil is afgenomen. Dit vermindert de drukverschillen tussen het noordpoolgebied en de middelste breedtegraden, afzwakkende jetstreamwinden. En net zoals langzaam stromende rivieren doorgaans een kronkelende route nemen, een langzamer stromende straalstroom neigt te meanderen.

Grote noord/zuid-golvingen in de jetstream wekken golfenergie op in de atmosfeer. Als ze golvend en hardnekkig genoeg zijn, de energie kan naar boven reizen en de stratosferische polaire vortex verstoren. Soms wordt deze bovenste vortex zo vervormd dat hij zich in twee of meer wervelende wervelingen splitst.

Deze "dochter" draaikolken hebben de neiging om naar het zuiden te dwalen, hun zeer koude lucht mee te nemen en een warmer dan normaal Noordpoolgebied achter te laten. Een van deze wervelingen zal deze week boven Noord-Amerika liggen, het leveren van ijzingwekkende temperaturen aan een groot deel van de natie.

Diepvries in een opwarmende wereld

Splitsingen in de stratosferische polaire vortex gebeuren van nature, maar moeten we verwachten ze vaker te zien dankzij de klimaatverandering en de snelle opwarming van het noordpoolgebied? Het is mogelijk dat deze koude inbraken een regelmatiger winterverhaal kunnen worden. Dit is een populair onderzoeksonderwerp en is geenszins geregeld, maar een handvol studies bieden overtuigend bewijs dat de stratosferische polaire vortex aan het veranderen is, en dat deze trend periodes van ongewoon koud winterweer kan verklaren.

Ongetwijfeld zal deze nieuwe polaire vortex-aanval nieuwe beweringen ontketenen dat de opwarming van de aarde een hoax is. Maar dit belachelijke idee kan snel worden verdreven met een blik op de voorspelde temperatuurafwijkingen over de hele wereld voor begin deze week. De lob van koude lucht boven Noord-Amerika wordt ruimschoots gecompenseerd door gebieden elders in de Verenigde Staten en wereldwijd die warmer zijn dan normaal.

Symptomen van een veranderend klimaat zijn niet altijd duidelijk of gemakkelijk te begrijpen, maar hun oorzaken en toekomstig gedrag komen steeds meer in beeld. En het is duidelijk dat soms omgaan met de opwarming van de aarde betekent ons bewapenen met extra sjaals, wanten en lang ondergoed.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.