Μπορεί η στρατόσφαιρα να προβλέψει τον επόμενο χειμώνα; Τα κύματα Rossby και η πολική δίνη

Η ανάλυση της στρατόσφαιρας, του στρώματος της ατμόσφαιρας μεταξύ 10 και 50 χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, αποδεικνύεται ένα ολοένα και πιο πολύτιμο εργαλείο για την πρόβλεψη μελλοντικών κυμάτων έντονου κρύου καιρού που επηρεάζουν την Ευρώπη.

Αυτό αναφέρει σε νάλυσή της η μετεωρολογική ιστοσελίδα meteoweb.

Είναι σημαντικό να διευκρινιστεί ότι η παρακολούθηση αυτού του «τομέα» δεν μεταφράζεται σε αυτόματη ή μαθηματική πρόβλεψη χιονιού και παγετού στην Ιταλία . Αντίθετα, θα πρέπει να ερμηνεύεται ως σήμα έγκαιρης προειδοποίησης: υπό ορισμένες συνθήκες, οι στρατοσφαιρικές ανωμαλίες αυξάνουν σημαντικά την πιθανότητα δημιουργίας ιδανικών χειμερινών διαμορφώσεων για τον αποκλεισμό των ρευμάτων του Ατλαντικού, ανοίγοντας έτσι την πόρτα σε μαζικές εισροές αρκτικού ή ηπειρωτικού αέρα σιβηρικής προέλευσης.

Υποστηρίζοντας αυτή τη διατριβή, μια πρόσφατη και εις βάθος επιστημονική μελέτη που επικεντρώθηκε στη Βόρεια Αμερική προσφέρει ένα νέο κλειδί για την κατανόηση της εμπλεκόμενης δυναμικής. Η έρευνα τόνισε πώς η έντονη πλανητική κυματική δραστηριότητα (οι μεγάλες ταλαντώσεις που μετακινούν τις αέριες μάζες σε παγκόσμια κλίμακα) στην κάτω στρατόσφαιρα μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αξιοπιστία των προβλέψεων θερμοκρασίας ήδη από τη δεύτερη εβδομάδα μετά το συμβάν. Επιπλέον, αυτό το φαινόμενο αυξάνει στατιστικά την πιθανότητα ακραίων γεγονότων και ιστορικών παγετών. Οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν ότι ένας εντελώς παρόμοιος μηχανισμός, αν και διέπεται από διαφορετικά γεωγραφικά χαρακτηριστικά και δυναμική, είναι επίσης εξαιρετικά σημαντικός για την κατανόηση και την πρόβλεψη των χειμερινών τάσεων στην ευρωπαϊκή ήπειρο.

Τα μαζικά κύματα Rossby και η πολική δίνη

Κατά τη διάρκεια της χειμερινής περιόδου, η παγκόσμια κυκλοφορία μπορεί να υποστεί βαθιές αλλαγές λόγω των μαζικών κυμάτων Rossby που διαδίδονται κάθετα, ανεβαίνοντας από την τροπόσφαιρα (το χαμηλότερο στρώμα της ατμόσφαιρας όπου συμβαίνουν τα καιρικά φαινόμενα) στη στρατόσφαιρα. Αυτή η ροή κινητικής ενέργειας επηρεάζει άμεσα την πολική δίνη της στρατόσφαιρας, μια τεράστια περιοχή χαμηλής πίεσης που βρίσκεται σε στατική κατάσταση πάνω από τον Βόρειο Πόλο και περιέχει τον πιο κρύο αέρα στον πλανήτη.

Εάν η δραστηριότητα αυτών των κυμάτων είναι ιδιαίτερα ισχυρή και παρατεταμένη, η πολική δίνη διαταράσσεται σοβαρά: πρώτον, αρχίζει να παραμορφώνεται και να επιμηκύνεται, χάνοντας το κλασικό κυκλικό της σχήμα, και στις πιο ακραίες περιπτώσεις, μπορεί στην πραγματικότητα να διασπαστεί σε πολλαπλούς λοβούς. Αυτή η διαδικασία συχνά συνοδεύεται από αιφνίδια στρατοσφαιρική θέρμανση (SSW) , ένα εξαιρετικό θερμοδυναμικό φαινόμενο που μπορεί να προκαλέσει αύξηση των θερμοκρασιών στην πολική στρατόσφαιρα κατά περισσότερο από 40-50°C σε λίγες μόνο ημέρες .

Οι σημαντικότερες συνέπειες για το κλίμα μας συμβαίνουν όταν αυτή η διαταραχή καταφέρνει να διαδοθεί προοδευτικά προς τα κάτω, δημιουργώντας μια πραγματική σύζευξη στρατόσφαιρας-τροπόσφαιρας. Μόλις φτάσει στο έδαφος, η διαταραχή μεταβάλλει ριζικά την κυκλοφορία του ανέμου στα μέσα γεωγραφικά πλάτη για μια περίοδο που μπορεί να εκτείνεται από τρεις έως έξι εβδομάδες.

Στο ευρωπαϊκό πλαίσιο, αυτή η δυναμική σχεδόν πάντα μεταφράζεται σε μια δραστική μετάβαση των δεικτών τηλεσύνδεσης AO (Αρκτική Ταλάντωση) και NAO (Βόρεια Ατλαντική Ταλάντωση) προς την αρνητική τους φάση. Στην πράξη, αυτό περιλαμβάνει την αποσυναρμολόγηση των κλασικών δυτικών ανέμων που συνήθως μετριάζουν τον ευρωπαϊκό χειμώνα και ευνοούν τον σχηματισμό ισχυρών αντικυκλωνικών μπλοκ τοποθετημένων σε υψηλά γεωγραφικά πλάτη, συνήθως μεταξύ Γροιλανδίας και Σκανδιναβίας. Αυτά τα «τείχη» υψηλής πίεσης αντιστρέφουν την ατμοσφαιρική κυκλοφορία, ανοίγοντας ένα άμεσο κανάλι για ψυχρά ρεύματα αρκτικής ή ηπειρωτικής προέλευσης, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να ρέουν ελεύθερα προς την καρδιά της ευρωπαϊκής ηπείρου, προκαλώντας έντονα ψυχρά κύματα και σοβαρά καιρικά φαινόμενα .

Η συσχέτιση μεταξύ της στρατοσφαιρικής δυναμικής και των επακόλουθων καιρικών φαινομένων στο έδαφος, ωστόσο, δεν είναι σε καμία περίπτωση αυτόματη ή προβλέψιμη. Η εμφάνιση μιας ισχυρής διαταραχής στη στρατόσφαιρα, όπως μια ξαφνική στρατοσφαιρική θέρμανση που αποσταθεροποιεί την πολική δίνη, δεν μεταφράζεται μαθηματικά σε ένα κύμα κρύου και χιονιού πάνω από την Ιταλία.

Για να διαδοθεί αποτελεσματικά αυτό το σήμα προς την τροπόσφαιρα και να υλοποιηθεί σε ένα κρύο, χειμωνιάτικο ξέσπασμα πάνω από τη χερσόνησό μας, πρέπει απαραίτητα να συνδυάζονται πολλοί άλλοι παράγοντες συνοπτικής κλίμακας. Μεταξύ των θεμελιωδών μεταβλητών είναι, για παράδειγμα, η ακριβής θέση του αντικυκλωνικού μπλοκ (όπως οι Αζόρες ή η Σκανδιναβική Υψηλή Πίεση), η ακριβής τροχιά που ακολουθούν οι ατλαντικές υφέσεις, η πιθανή ενεργοποίηση μιας ηπειρωτικής ανάκλησης κρύου αέρα και, τέλος, η δομή πίεσης της Μεσογείου. Στη σύνθετη ευρωπαϊκή σκακιέρα, μια χιλιοστομετρική μετατόπιση στα κέντρα υψηλής και χαμηλής πίεσης, ένα κενό μόλις μερικών εκατοντάδων χιλιομέτρων, είναι αρκετή για να αλλάξει ριζικά τα αποτελέσματα και τα φαινόμενα στο έδαφος.

Το Stratwarming και το Θηρίο της Ανατολής

Η σύνδεση μεταξύ των στρατοσφαιρικών φαινομένων και αυτών που βιώνουμε στο έδαφος είναι ένα από τα πιο συναρπαστικά και περίπλοκα θέματα στη σύγχρονη μετεωρολογία . Ένα από τα πιο εντυπωσιακά και καλά τεκμηριωμένα παραδείγματα αυτής της αλληλεπίδρασης συνέβη στα τέλη Φεβρουαρίου 2018. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, μια ξαφνική και έντονη στρατοσφαιρική θέρμανση (Stratwarming) πυροδότησε μια αλυσιδωτή αντίδραση που οδήγησε στη γέννηση του διαβόητου «Θηρίου από την Ανατολή». Αυτό το φαινόμενο ενεργοποίησε μια ευνοϊκή διαμόρφωση για τη μεταφορά ψυχρών αέριων μαζών ηπειρωτικής προέλευσης απευθείας στην καρδιά της Ευρώπης, επηρεάζοντας σημαντικά την Ιταλία με πολικές θερμοκρασίες και εκτεταμένες χιονοπτώσεις .

Ωστόσο, γνωρίζουμε ότι η φύση δεν επαναλαμβάνεται ποτέ με τον ίδιο τρόπο: δεν μεταφράζεται κάθε στρατοσφαιρική θέρμανση αυτόματα σε ένα αξιομνημόνευτο κύμα ψύχους. Η αντίδραση της ατμόσφαιρας δεν είναι μηχανική, αλλά εξαρτάται από μια λεπτή αλληλεπίδραση παραγόντων: τους χρόνους διάδοσης του σήματος από πάνω προς τα κάτω, τη συνολική ένταση της στρατοσφαιρικής θέρμανσης και το μοτίβο των πλανητικών κυμάτων που κινούνται μεταξύ του Ατλαντικού Ωκεανού, της Αρκτικής, της Ευρώπης και της ασιατικής ηπείρου.

Παρά τις μεταβλητές αυτές, η στρατόσφαιρα παραμένει ανεκτίμητη για την επιστήμη, καθώς αντιπροσωπεύει ένα πραγματικό παράθυρο μακροπρόθεσμης προβλεψιμότητας . Όταν τα μαθηματικά μοντέλα ανιχνεύουν πρώιμα σήματα, όπως ισχυρή κυματική δραστηριότητα ή μια αξιοσημείωτη εξασθένηση της πολικής δίνης, εμείς οι μετεωρολόγοι κερδίζουμε χρόνο από μία έως αρκετές εβδομάδες. Αυτό μας επιτρέπει να εκτιμήσουμε τον θεωρητικό κίνδυνο σοβαρών ψυχρών φαινομένων σε ημισφαιρική κλίμακα πολύ νωρίτερα.

Όσον αφορά την Ιταλία, η πραγματική έλευση του κρύου καιρού παραμένει συνδεδεμένη με ένα τελικό, κρίσιμο βήμα: την εξέλιξη εντός της τροπόσφαιρας , του χαμηλότερου στρώματος της ατμόσφαιρας όπου αναπτύσσονται τα καθημερινά καιρικά φαινόμενα. Μόνο σε πολύ κοντινά χρονικά διαστήματα, συνήθως λίγες ημέρες πριν από το συμβάν, μπορούμε να κάνουμε μια οριστική πρόγνωση και να κατανοήσουμε εάν ο κρύος αέρας θα επηρεάσει άμεσα τη χερσόνησό μας, εάν θα σχηματιστούν τα ελάχιστα χαμηλά επίπεδα πίεσης που απαιτούνται για τη δημιουργία βροχοπτώσεων και εάν θα επικρατήσουν οι τέλειες θερμικές συνθήκες για χιόνι μέχρι τις πεδιάδες .

Διαβάστε επίσης