science >> Wetenschap >  >> Natuur

Opwarming in de stratosfeer leidt tot koude winters

In de eerste week van januari, de Arctische stratosfeer werd plotseling warmer, een gebeurtenis die bekend staat als "plotselinge stratosferische opwarming" (SSW). Dit fenomeen resulteert in koud winterweer, precies het soort waarmee we nu worden geconfronteerd - ETH-onderzoekers hebben de gebeurtenis gevisualiseerd die vóór de huidige werd waargenomen - in februari 2018. Daniela Domeisen legt in een interview uit hoe dit fenomeen optreedt.

Eindelijk, weer een winter die zijn naam echt verdient. Is het huidige koude weer gerelateerd aan het fenomeen van de plotselinge opwarming van de stratosfeer (SSW) die begin januari plaatsvond?

Daniela Domeisen:De kou en de sneeuw zijn simpelweg te wijten aan het feit dat het winter is. Maar hoewel het huidige koude winterweer in Europa misschien nog niet gerelateerd is aan de SSW, deze gebeurtenis kan ervoor zorgen dat de kou nog enkele weken aanhoudt.

Hoe weet je dat zo zeker?

Na een SSW-evenement, Noord-Europa en Eurazië ervaren meestal koudere dan normale temperaturen, zoals het geval was na de gebeurtenis van vorig jaar, terwijl het in Spanje en de Middellandse Zee meer regenachtig zal zijn. Vorig jaar, het effect van de SSW werd slechts tien dagen na de gebeurtenis in de stratosfeer aan het oppervlak waargenomen. Dit jaar, echter, de ontwikkeling van ons weer is anders geweest en de invloed van bovenaf is nog niet volledig doorgedrongen. Het is daarom op dit moment moeilijk te zeggen of de huidige verkoudheid gerelateerd is aan de SSW.

De meeste mensen zijn waarschijnlijk niet bekend met plotselinge opwarming van de stratosfeer als een trigger voor koud weer. Wat gebeurt er boven ons hoofd?

Elke herfst, ongeveer 20 tot 50 km boven het aardoppervlak, een polaire vortex vormt zich in de stratosfeer, circuleren van west naar oost rond de Noordpool. De bijbehorende wind kan extreem snel zijn, plaatselijk tot 300 km/u. Als de stratosfeer plotseling opwarmt – soms tot 80°C – stort deze circulatie in. De sterke wind keert om en de vortex verschuift dan weg van de Noordpool of breekt in twee kleinere vortexen. De breuk die plaatsvond in de winter van 2017/18 wordt gevisualiseerd in onze video.

Een plotselinge opwarming van de stratosfeer verdeelt de polaire vortex. Krediet:Video:Daniela Domeisen &Alexander Wollert, ETH Zürich

Hoe vaak komen dergelijke gebeurtenissen voor?

Gemiddeld, zes keer per decennium, maar met grote variabiliteit:in de jaren 90, er waren slechts twee van dergelijke gebeurtenissen, maar in de jaren 2000 zagen we er negen. Op de Zuidpool, er is er tot nu toe slechts één waargenomen - in 2002. Dit was verrassend, omdat wetenschappers lang hadden aangenomen dat SSW-gebeurtenissen daar niet plaatsvinden. Door de gebeurtenis vormde zich dat jaar voor het eerst sinds het ontstaan ​​van het ozongat geen ozongat boven de Zuidpool.

Hoe lang duurt de verstoring van de polaire vortex?

In de bovenste stratosfeer, het duurt een paar weken voordat de twee draaikolken herenigd zijn. In de lagere stratosfeer, het kan enkele maanden duren, dat is vaak de rest van de winter totdat de polaire vortex elk voorjaar voorgoed uiteenvalt.

Verhoogt klimaatverandering het optreden van deze gebeurtenissen?

Dit is momenteel niet bekend. We kennen het fenomeen pas sinds de jaren vijftig, dus onze waarnemingen beslaan slechts enkele decennia. Dit maakt voorspellingen van toekomstige SSW-frequentie uitdagend. In feite, we zien momenteel tegengestelde tendensen:de stratosfeer koelt over het algemeen af ​​door klimaatverandering. Tegelijkertijd, Arctisch zee-ijs smelt. Dit kan invloed hebben op hoe grootschalige golven, die de hele planeet omspannen, naar de stratosfeer gaan, waar ze SSW-gebeurtenissen kunnen activeren. Als de golfvoortplanting verandert, De SSW-frequentie kan worden beïnvloed. Sommige modellen zeggen dat SSW's steeds vaker voorkomen, terwijl andere modellen minder gebeurtenissen voorspellen. We hebben momenteel geen sluitende prognoses.

Hoe weet je van tevoren of er een SSW plaatsvindt?

De kans op een SSW kunnen we enkele weken of zelfs maanden van tevoren inschatten. Factoren die stratosferische opwarmingsgebeurtenissen mogelijk maken, zijn onder meer het El Niño-fenomeen, die wordt geassocieerd met warmere oceaanoppervlaktetemperaturen in de tropische Stille Oceaan. El Niño is deze winter actief geweest, wat een hogere kans op een SSW-gebeurtenis suggereert, en het is inderdaad gebeurd. Ik hoopte op een kerstevenement, maar tot nu toe, Rond de feestdagen is er nog nooit een SSW-evenement geweest - dat zou een mooi kerstcadeau zijn voor ons atmosferische dynamicisten.