Για τους περισσότερους, ο φετινός χειμώνας (2012-2013) θα περάσει μάλλον γρήγορα στο χρονοντούλαπο της καιρικής ιστορίας της χώρας μας. Εάν ωστόσο κοιτάξουμε πέρα από τα στενά γεωγραφικά όρια της Ελλάδας, θα διαπιστώσουμε πως ήταν ένας ιδιαίτερος και εξαιρετικά ενδιαφέρων χειμώνας. Η ιδιαιτερότητά του εστιάζεται στην εκδήλωση ενός σημαντικού φαινομένου της ανώτερης ατμόσφαιρας, το οποίο με τη σειρά του οδήγησε στη διαμόρφωση ενός ιδιαίτερου καιρικού σκηνικού στο μεγαλύτερο μέρος του Βορείου ημισφαιρίου. Το ιδιαίτερο αυτό καιρικό σκηνικό χαρακτηρίστηκε από εκτεταμένες χιονοπτώσεις και πολύ χαμηλές θερμοκρασίες στο μεγαλύτερο μέρος της Ευρώπης, των Ανατολικών ΗΠΑ και της Ρωσίας. Το αποκορύφωμα του φετινού ξεχωριστού χειμώνα σημειώθηκε μόλις τον προηγούμενο μήνα (Μάρτιος 2013), ο οποίος χαρακτηρίστηκε ως ένας από τους πλέον ψυχρότερους των τελευταίων πολλών ετών στις προαναφερθέντες περιοχές. Τι είναι όμως αυτό που συνέβη στην ατμόσφαιρα και οδήγησε σε αυτόν τον πραγματικά ξεχωριστό χειμώνα; Ας πάρουμε τα πράγματα με τη σειρά …
Η αιφνίδια στρατοσφαιρική θέρμανση
Η φετινή περίοδος των Χριστουγέννων (24 – 26/12/2012) σημαδεύτηκε μετεωρολογικά από την έναρξη ενός ισχυρού επεισοδίου αιφνίδιας στρατοσφαιρικής θέρμανσης (ΑΣΘ). Η απότομη θέρμανση της στρατόσφαιρας ξεκίνησε από την περιοχή των Ιμαλαϊων και γρήγορα εξαπλώθηκε στα μέσα γεωγραφικά πλάτη και την Αρκτική (Β. πόλος) στρατόσφαιρα (Εικ. 1).
Εικόνα 1. Μεταβολή των θερμοκρασιακών ανωμαλιών στα 10 hPa (μέση στρατόσφαιρα) κατά την περίοδο 8/12/2012 – 6/1/2013. Θερμοκρασίες υψηλότερες των κλιματικών απεικονίζονται με κόκκινες αποχρώσεις. Παρατηρήστε πως από την περιοχή των Ιμαλαϊων (κέντρο και αριστερά ξεκινάει ο «παλμός» της στατοσφαιρικής θέρμανσης στις 24 – 26 Δεκεμβρίου (Πηγή animation: NCEP, Climate Prediction Center).
Η ΑΣΘ φαίνεται πως πυροδοτήθηκε από την πολύ έντονη υφεσιακή δραστηριότητα (δημιουργία κυκλώνων/βαρομετρικών χαμηλών) στις νοτιότερες περιοχές του Ειρηνικού ωκεανού, η οποία είχε ως αποτέλεσμα την καταρχήν ενίσχυση των αντίστοιχων πλανητικών κυμάτων της κατώτερης ατμόσφαιρας. Τα πλανητικά αυτά κύματα, κινούμενα ανοδικά πάνω από την περιοχή των Ιμαλαϊων και του οροπεδίου του Θιβέτ, κατόρθωσαν να εισέλθουν στη στρατόσφαιρα, μεταφέροντας μεγάλα ποσά ενέργειας και προκαλώντας ουσιαστικά την ξαφνική αύξηση της θερμοκρασίας.
Επεισόδια ΑΣΘ σημειώνονται κάθε 1 με 2 χρόνια (κατά μέσο όρο) κατά τη διάρκεια του Αρκτικού χειμώνα. Αν και εκδηλώνονται συνηθέστερα κατά τη διάρκεια του Φεβρουαρίου, τα τελευταία 10 χρόνια καταγράφονται ολοένα και περισσότερα επεισόδια ΑΣΘ κατά τους μήνες Δεκέμβριο και Ιανουάριο. Εάν λοιπόν η εκδήλωση μίας ΑΣΘ δεν αποτελεί κάποιο μοναδικό ατμοσφαιρικό γεγονός, τότε γιατί το φετινό επεισόδιο χρήζει ιδιαίτερης αναφοράς και συζήτησης;
Επεισόδια ΑΣΘ σημειώνονται κάθε 1 με 2 χρόνια (κατά μέσο όρο) κατά τη διάρκεια του Αρκτικού χειμώνα. Αν και εκδηλώνονται συνηθέστερα κατά τη διάρκεια του Φεβρουαρίου, τα τελευταία 10 χρόνια καταγράφονται ολοένα και περισσότερα επεισόδια ΑΣΘ κατά τους μήνες Δεκέμβριο και Ιανουάριο. Εάν λοιπόν η εκδήλωση μίας ΑΣΘ δεν αποτελεί κάποιο μοναδικό ατμοσφαιρικό γεγονός, τότε γιατί το φετινό επεισόδιο χρήζει ιδιαίτερης αναφοράς και συζήτησης;
Εικόνα 2. Χρονοσειρά της θερμοκρασίας στα 50 hPa πάνω από την Αρκτική (χωρικός μέσος όρος της περιοχής από 65Ν έως 90Ν) για την περίοδο Ιανουάριος 2012 – Δεκέμβριος 2013 (Πηγή: NCEP, Climate Prediction Center).
Η απάντηση στο παραπάνω ερώτημα δίνεται εξετάζοντας το διάγραμμα της Εικ. 2, στο οποίο απεικονίζεται η χρονοσειρά της θερμοκρασίας (κόκκινη γραμμή) στην ισοβαρική επιφάνεια των 50 hPa (κατώτερη στρατόσφαιρα) πάνω από την Αρκτική. Το μπλε ορθογώνιο στην Εικ. 2 οριοθετεί (χοντρικά) την έναρξη και τη λήξη της θέρμανσης της πολικής στρατόσφαιρας, ενώ με το μικρό μαύρο αστέρι επισημαίνεται η περίοδος της κορύφωσης του φαινομένου.
Όπως προκύπτει από το διάγραμμα της Εικ. 2, η θέρμανση της Αρκτικής στρατόσφαιρας ξεκίνησε περί τις αρχές του Ιανουαρίου και κορυφώθηκε προς το τέλος του ίδιου μήνα και τις αρχές του επόμενου (Φεβρουάριος). Σύμφωνα με τα διαθέσιμα δεδομένα (Εικ. 2), η αιφνίδια θέρμανση που έλαβε χώρα στην κατώτερη πολική στρατόσφαιρικη ήταν η ισχυρότερη που έχει ποτέ καταγραφεί από το 1979. Επεισόδια ΑΣΘ αυτής της έντασης έχει αποδειχθεί πως έχουν σημαντική επίδραση στην ατμοσφαιρική κυκλοφορία και των καιρό του Β. ημισφαιρίου. Με απλά λόγια, ο πολικός στρατοσφαιρικός αέρας αρχικά θερμαίνεται και στη συνέχεια ψύχεται μέσω της εκπομπής υπέρυθρης (θερμικής) ακτινοβολίας. Καθώς ψύχεται, αρχίζει να βυθίζεται προς τα κάτω (όντας «βαρύτερος»), οπότε σταδιακά θερμαίνεται εκ νέου. Με τον τρόπο αυτό, αναπτύσσεται σταδιακά πάνω από τον πόλο ένας θερμός αντικυκλώνας ο οποίο εξαναγκάζει τις πολικές αέριες μάζες να κινηθούν προς νοτιότερα γεωγραφικά πλάτη. Η αλληλεπίδραση μεταξύ των πολύ ψυχρών αερίων μαζών πολικής προέλευσης και των θερμότερων και υγρότερων αερίων μαζών των μέσων γεωγραφικών πλατών δημιουργεί ένα εκρηκτικό ατμοσφαιρικό μείγμα Παρόλα αυτά, η μετακύλιση των πολικών αερίων μαζών προς νότο δεν πραγματοποιείται κατά τρόπο άναρχο και χαοτικό, αλλά πηδαλιουχείται από τον πολικό στρόβιλο.
Όπως προκύπτει από το διάγραμμα της Εικ. 2, η θέρμανση της Αρκτικής στρατόσφαιρας ξεκίνησε περί τις αρχές του Ιανουαρίου και κορυφώθηκε προς το τέλος του ίδιου μήνα και τις αρχές του επόμενου (Φεβρουάριος). Σύμφωνα με τα διαθέσιμα δεδομένα (Εικ. 2), η αιφνίδια θέρμανση που έλαβε χώρα στην κατώτερη πολική στρατόσφαιρικη ήταν η ισχυρότερη που έχει ποτέ καταγραφεί από το 1979. Επεισόδια ΑΣΘ αυτής της έντασης έχει αποδειχθεί πως έχουν σημαντική επίδραση στην ατμοσφαιρική κυκλοφορία και των καιρό του Β. ημισφαιρίου. Με απλά λόγια, ο πολικός στρατοσφαιρικός αέρας αρχικά θερμαίνεται και στη συνέχεια ψύχεται μέσω της εκπομπής υπέρυθρης (θερμικής) ακτινοβολίας. Καθώς ψύχεται, αρχίζει να βυθίζεται προς τα κάτω (όντας «βαρύτερος»), οπότε σταδιακά θερμαίνεται εκ νέου. Με τον τρόπο αυτό, αναπτύσσεται σταδιακά πάνω από τον πόλο ένας θερμός αντικυκλώνας ο οποίο εξαναγκάζει τις πολικές αέριες μάζες να κινηθούν προς νοτιότερα γεωγραφικά πλάτη. Η αλληλεπίδραση μεταξύ των πολύ ψυχρών αερίων μαζών πολικής προέλευσης και των θερμότερων και υγρότερων αερίων μαζών των μέσων γεωγραφικών πλατών δημιουργεί ένα εκρηκτικό ατμοσφαιρικό μείγμα Παρόλα αυτά, η μετακύλιση των πολικών αερίων μαζών προς νότο δεν πραγματοποιείται κατά τρόπο άναρχο και χαοτικό, αλλά πηδαλιουχείται από τον πολικό στρόβιλο.
Ο πολικός στρόβιλος
Με απλά λόγια, ο πολικός στρόβιλος είναι μια απομονωμένη στήλη πολύ ψυχρού ατμοσφαιρικού αέρα η οποία σχηματίζεται πάνω από τους δύο πόλους της Γης κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Χαρακτηρίζεται από ισχυρούς ανατολικούς ανέμους (~ 360 km/h) οι οποίοι αναπτύσσονται στην μέση και κατώτερη στρατόσφαιρα. Η σημασία του πολικού στροβίλου έγκειται στο γεγονός πως απομονώνει τον πολύ ψυχρό αέρα της Αρκτικής στο εσωτερικό του.
Με απλά λόγια, ο πολικός στρόβιλος είναι μια απομονωμένη στήλη πολύ ψυχρού ατμοσφαιρικού αέρα η οποία σχηματίζεται πάνω από τους δύο πόλους της Γης κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Χαρακτηρίζεται από ισχυρούς ανατολικούς ανέμους (~ 360 km/h) οι οποίοι αναπτύσσονται στην μέση και κατώτερη στρατόσφαιρα. Η σημασία του πολικού στροβίλου έγκειται στο γεγονός πως απομονώνει τον πολύ ψυχρό αέρα της Αρκτικής στο εσωτερικό του.
Εικόνα 3. Χρονοσειρά της διατομής του πολικού στροβίλου της Αρκτικής. Οι μπλε αποχρώσεις αντιστοιχούν σε ισχυρό πολικό στρόβιλο, ενώ οι κόκκινες σε αδύναμο (Πηγή: NCEP, Climate Prediction Center).
Ανεξάρτητα από την εκδήλωση της ΑΣΘ, ο πολικός στρόβιλος της Αρκτικής υπήρξε ιδιαίτερα αδύναμος κατά τη διάρκεια του φετινού χειμώνα. Αυτό φαίνεται καλύτερα στηνΕικ. 3 όπου απεικονίζεται η μεταβολή των καθ” ύψος κανονικοποιημένων ανωμαλιών του γεωδυναμικού ύψος, πάνω από τον Β. πόλο. Η χρονική περίοδος στην οποία αναφέρονται τα δεδομένα της Εικ. 3 είναι οι τελευταίες 120 ημέρες (4 Δεκεμβρίου 2012 – 2 Απριλίου 2013). Δίχως να μπούμε σε επιστημονικές λεπτομέρειες, οι μπλε αποχρώσεις υποδεικνύουν την παρουσία ενός ισχυρού πολικού στροβίλου, ενώ αντίθετα με τις κόκκινες αποχρώσεις υποδηλώνεται η παρουσία ενός αδύναμου πολικού στροβίλου. Με το μαύρο βέλος έχουμε συμβολίσει (κατά προσέγγιση) την έναρξη του επεισοδίου ΑΣΘ (24 – 26/12/2012), ενώ το μαύρο ορθογώνιο οριοθετεί την περίοδο της κορύφωσης του φαινομένου (δεύτερο μισό του Ιανουαρίου, Εικ. 2).
Από την εξέταση του διαγράμματος της Εικ. 3 προκύπτει αμέσως πως ο πολικός στρόβιλος ήταν γενικά αδύναμοςσε όλη σχεδόν τη διάρκεια του φετινού χειμώνα. Ξεκινώντας από την έναρξη του επεισοδίου ΑΣΘ (Εικ. 3, μαύρο βέλος), μπορούμε να παρατηρήσουμε τη σταδιακή ενίσχυση των θετικών ανωμαλιών (πιο κόκκινα χρώμα, αποδυνάμωση του πολικού στροβίλου), γεγονός που συνδέεται με τη σταδιακή μεταφορά της θέρμανσης στην Αρκτική στρατόσφαιρα. Η κορύφωση της μεταφοράς εντοπίζεται χρονικά στο δεύτερο μισό του Ιανουαρίου (Εικ. 2), οπότε και μεγιστοποιούνται οι θετικές ανωμαλίες (Εικ. 3, μαύρο πλαίσιο) σε όλο σχεδόν το ύψος της πολικής ατμόσφαιρας. Το γεγονός αυτό σηματοδοτεί πλέον την κατάρρευση του πολικού στροβίλου.
Από την εξέταση του διαγράμματος της Εικ. 3 προκύπτει αμέσως πως ο πολικός στρόβιλος ήταν γενικά αδύναμοςσε όλη σχεδόν τη διάρκεια του φετινού χειμώνα. Ξεκινώντας από την έναρξη του επεισοδίου ΑΣΘ (Εικ. 3, μαύρο βέλος), μπορούμε να παρατηρήσουμε τη σταδιακή ενίσχυση των θετικών ανωμαλιών (πιο κόκκινα χρώμα, αποδυνάμωση του πολικού στροβίλου), γεγονός που συνδέεται με τη σταδιακή μεταφορά της θέρμανσης στην Αρκτική στρατόσφαιρα. Η κορύφωση της μεταφοράς εντοπίζεται χρονικά στο δεύτερο μισό του Ιανουαρίου (Εικ. 2), οπότε και μεγιστοποιούνται οι θετικές ανωμαλίες (Εικ. 3, μαύρο πλαίσιο) σε όλο σχεδόν το ύψος της πολικής ατμόσφαιρας. Το γεγονός αυτό σηματοδοτεί πλέον την κατάρρευση του πολικού στροβίλου.
Εικόνα 4. Μέση τιμή του γ. ύψους στα 50 hPa (κατώτερη στατόσφαιρα) την περίοδο (α) 1 – 5 Ιανουαρίου, και (β) 15 – 20 Ιανουαρίου 2013 (Πηγή: NOAA/ESRL Physical Sciences Division).
Η κατάρρευση του πολικού στροβίλου φαίνεται καλύτερα εάν κοιτάξουμε τους χάρτες της Εικ. 4. Σε αυτούς τους χάρτες απεικονίζεται ο μέσος όρος του γεωδυναμικού ύψους στα 50 hPa (μέση στρατόσφαιρα) για δύο διαφορετικές περιόδους του Ιανουαρίου (2013). Οι μπλε αποχρώσεις αντιστοιχούν σε χαμηλά γ. ύψη, τα οποία με τη σειρά τους υποδηλώνουν την παρουσία ψυχρού ατμοσφαιρικού αέρα. Κατά το πρώτο πενθήμερο του Ιανουαρίου (Εικ. 4α), λίγες ημέρες μετά την εκδήλωση τηςΑΣΘ, ο πολικός στρόβιλος εμφανίζεται «ακέραιος» και «άθικτος«. Δέκα ημέρες έπειτα (Εικ. 4β) και στη κορύφωση της θέρμανσης (Εικ. 3, μαύρο πλαίσιο), ο πολικός στρόβιλος εμφανίζεται να έχει καταρρεύσει, παραχωρώντας τη θέση του σε δύο μικρότερους στροβίλους.
Η διάσπαση του πολικού στροβίλου στα μέσα του Ιανουαρίου (2013) είχε δύο βασικές επιπτώσεις στην ατμοφαιρική κυκλοφορία και τον καιρό του Β. ημισφαιρίου. Στο βραχυπρόθεσμο ορίζοντα, οδήγησε σε εκρηκτική κυκλογέννεση στο Β. Ειρηνικό ωκεανό με αποτέλεσμα η Ιαπωνία να βιώσει μία από τις ισχυρότερες χιονοθύελλες των τελευταίων ετών. Παράλληλα, οι μεσοδυτικές πολιτείες των ΗΠΑ επλήγησαν από σφοδρό κύμα ψύχους. Στον μεσοπρόθεσμο ορίζοντα, η κατάρρευση του πολικού στροβίλου προλείανε το έδαφος για την εγκατάσταση ενός αντικυκλώνα-εμποδιστή στην ευρύτερη περιοχή της Γροιλανδίας και την μεταβολή της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας στην Ευρώπη.
Η διάσπαση του πολικού στροβίλου στα μέσα του Ιανουαρίου (2013) είχε δύο βασικές επιπτώσεις στην ατμοφαιρική κυκλοφορία και τον καιρό του Β. ημισφαιρίου. Στο βραχυπρόθεσμο ορίζοντα, οδήγησε σε εκρηκτική κυκλογέννεση στο Β. Ειρηνικό ωκεανό με αποτέλεσμα η Ιαπωνία να βιώσει μία από τις ισχυρότερες χιονοθύελλες των τελευταίων ετών. Παράλληλα, οι μεσοδυτικές πολιτείες των ΗΠΑ επλήγησαν από σφοδρό κύμα ψύχους. Στον μεσοπρόθεσμο ορίζοντα, η κατάρρευση του πολικού στροβίλου προλείανε το έδαφος για την εγκατάσταση ενός αντικυκλώνα-εμποδιστή στην ευρύτερη περιοχή της Γροιλανδίας και την μεταβολή της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας στην Ευρώπη.
Η επίδραση στην τροπόσφαιρα
Η διάσπαση του πολικού στροβίλου κατά το δεύτερο μισό του Ιανουαρίου (2013) (ΕΙκ. 4β) ήταν ένα σημαντικό μετεωρολογικό γεγονός της ανώτερης ατμόσφαιρας. Ήταν αναπόφευκτο λοιπόν να επηρεαστεί και η κατώτερη ατμόσφαιρα με αξιοσημείωτες επιπτώσεις στην ατμοσφαιρική κυκλοφορία και τον καιρό. Παρόλα αυτά, η μετάδοση της στρατοσφαιρικής θέρμανσης προς τα κάτω, στην τροπόσφαιρα, δεν αποτελεί μία γρήγορη διεργασία, αλλά μία διεργασία η οποία συμβαίνει σταδιακά. Αυτό γίνεται ευκολότερα αντιληπτό εξετάζοντας τα διαγράμματα της Εικ. 5.
Η διάσπαση του πολικού στροβίλου κατά το δεύτερο μισό του Ιανουαρίου (2013) (ΕΙκ. 4β) ήταν ένα σημαντικό μετεωρολογικό γεγονός της ανώτερης ατμόσφαιρας. Ήταν αναπόφευκτο λοιπόν να επηρεαστεί και η κατώτερη ατμόσφαιρα με αξιοσημείωτες επιπτώσεις στην ατμοσφαιρική κυκλοφορία και τον καιρό. Παρόλα αυτά, η μετάδοση της στρατοσφαιρικής θέρμανσης προς τα κάτω, στην τροπόσφαιρα, δεν αποτελεί μία γρήγορη διεργασία, αλλά μία διεργασία η οποία συμβαίνει σταδιακά. Αυτό γίνεται ευκολότερα αντιληπτό εξετάζοντας τα διαγράμματα της Εικ. 5.
Εικόνα 5. Χρονοσειρά της καθ” ύψος μεταβολής (α) της θερμοκρασίας, και (β) του γεωδυναμικού ύψους πάνω από την Αρκτική (Πηγή: NCEP, Climate Prediction Center).
Με την μαύρη διακεκομμένη γραμμή έχουμε συμβολίσει (κατά προσέγγιση) την περίοδο της κορύφωσης της θέρμανσης της Αρκτικής στρατόσφαιρας, η οποία συμπίπτει και με την κατάρρευση του πολικού στροβίλου (Εικ. 4β). Όπως φαίνεται στην Εικ. 5α, κατά τη χρονική αυτή περίοδο (μέσα Ιανουαρίου 2013) καταγράφεται το μέγιστο (~ +24 – +28 οC) των θετικών ανωμαλιών της θερμοκρασίας στην μέση και ανώτερη στρατόσφαιρα (>10 hPa). Οι θετικές αυτές ανωμαλίες αντικατοπτρίζονται και στο γ. ύψος της στρατόσφαιρας, το οποίο επίσης εμφανίζει τιμές υψηλότερες των κλιματικών (Εικ. 5β). Οι δύο αυτές παρατηρήσεις έρχονται απλά να επαληθεύσουν την κατάρρευση του πολικού στροβίλου στην ανώτερη ατμόσφαιρα, σύμφωνα και με τα όσα αναφέραμε προηγούμενα (Εικ. 4β).
Το ενδιαφέρων στοιχείο που προκύπτει από την εξέταση των διαγραμμάτων της Εικ. 5 είναι η σταδιακή μεταφορά της θέρμανσης από την ανώτερη και μέση στρατόσφαιρα προς την τροπόσφαιρα. Όπως φαίνεται στο διάγραμμα της Εικ. 5α, η μεταφορά της θέρμανσης έλαβε χώρα σταδιακά, μέχρι και τα μέσα του Φεβρουαρίου (μαύρο βέλος). Καθώς ο παλμός της θέρμανσης μεταφερόταν προς την κατώτερη ατμόσφαιρα, η ανώτερη στρατόσφαιρα είχε ξεκινήσει να ψύχεται εκ νέου (Εικ. 5α). Παρόλα αυτά, η «ζημιά» στην Αρκτική ατμόσφαιρα είχε ήδη γίνει. Όπως φαίνεται και στο διάγραμμα της Εικ. 5β, η σταδιακή μεταφορά της θέρμανσης στην τροπόσφαιρα είχε ως αποτέλεσμα την σημαντική αύξηση των γ. υψών πάνω από την Αρκτική. Με άλλα λόγια, η αύξηση των γ. υψών πάνω από την Αρκτική σηματοδότησε τη σταδιακή μεταβολή της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας λόγω της δημιουργίας ευνοϊκών συνθηκών για την εγκατάσταση ενός θερμού αντικυκλώνα με ρόλο εμποδιστή. Παρά την προσπάθεια του πολικού στροβίλου για εκ βάθρων ανασύνταξη προς τις τελευταίες ημέρες του Φεβρουαρίου (Εικ. 5β, μπλε αποχρώσεις), το τελικό αποτέλεσμα φαίνεται να δικαιώνει την προσπάθεια της ατμόσφαιρας ως προς την μετάδοση των αποτελεσμάτων της ΑΣΘ από τα ανώτερα προς τα κατώτερα στρώματα.
Το ενδιαφέρων στοιχείο που προκύπτει από την εξέταση των διαγραμμάτων της Εικ. 5 είναι η σταδιακή μεταφορά της θέρμανσης από την ανώτερη και μέση στρατόσφαιρα προς την τροπόσφαιρα. Όπως φαίνεται στο διάγραμμα της Εικ. 5α, η μεταφορά της θέρμανσης έλαβε χώρα σταδιακά, μέχρι και τα μέσα του Φεβρουαρίου (μαύρο βέλος). Καθώς ο παλμός της θέρμανσης μεταφερόταν προς την κατώτερη ατμόσφαιρα, η ανώτερη στρατόσφαιρα είχε ξεκινήσει να ψύχεται εκ νέου (Εικ. 5α). Παρόλα αυτά, η «ζημιά» στην Αρκτική ατμόσφαιρα είχε ήδη γίνει. Όπως φαίνεται και στο διάγραμμα της Εικ. 5β, η σταδιακή μεταφορά της θέρμανσης στην τροπόσφαιρα είχε ως αποτέλεσμα την σημαντική αύξηση των γ. υψών πάνω από την Αρκτική. Με άλλα λόγια, η αύξηση των γ. υψών πάνω από την Αρκτική σηματοδότησε τη σταδιακή μεταβολή της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας λόγω της δημιουργίας ευνοϊκών συνθηκών για την εγκατάσταση ενός θερμού αντικυκλώνα με ρόλο εμποδιστή. Παρά την προσπάθεια του πολικού στροβίλου για εκ βάθρων ανασύνταξη προς τις τελευταίες ημέρες του Φεβρουαρίου (Εικ. 5β, μπλε αποχρώσεις), το τελικό αποτέλεσμα φαίνεται να δικαιώνει την προσπάθεια της ατμόσφαιρας ως προς την μετάδοση των αποτελεσμάτων της ΑΣΘ από τα ανώτερα προς τα κατώτερα στρώματα.
Ο αντικυκλώνας-εμποδιστής
Έχοντας υποστεί σημαντικά πλήγματα από την ΑΣΘ, η ανασυγκρότηση του πολικού στροβίλου κατά τη διάρκεια του Φεβρουαρίου φαντάζει μάλλον δύσκολη. Επιστρέφοντας στο χάρτη της Εικ. 4β, παρατηρούμε πως από τους δύο στρόβιλους που γέννησε η κατάρρευση του πολικού στροβίλου, ο στρόβιλος της Σιβηρίας είναι ο μεγαλύτερος. Το γεγονός αυτό έχει καθοριστική σημασία αφού οδηγεί τελικά σε αφομοίωση του στροβίλου πάνω από τον ΒΑ Καναδά από εκείνον της Σιβηρίας. Η συγχώνευση των δύο στροβίλων απεικονίζεται με χαρακτηριστικό τρόπο στους χάρτες της Εικ. 6.
Εικόνα 6. Μέση τιμή του γ. ύψους στα 50 hPa (κατώτερη στατόσφαιρα) την περίοδο (α) 1 – 15 Φεβρουαρίου, και (β) 16 – 27 Φεβρουαρίου 2013 (Πηγή: NOAA/ESRL Physical Sciences Division).
Στο χάρτη της Εικ. 6α σημειώνονται οι θέσεις των δύο στροβίλων που προήλθαν από την κατάρρευση του πολικού στροβίλου κατά το δεύτερο μισό του Ιανουαρίου (2013) (Εικ. 4β). Με τον αριθμό 1 σημειώνεται η θέση του Σιβηρικού στροβίλου, ενώ με τον αριθμό 2 η θέση του Καναδικού στροβίλου. Όπως λοιπόν φαίνεται στην Εικ. 6α, οι δύο στρόβιλοι παραμένουν σχεδόν διαχωρισμένοι κατά το ξεκίνημα του Φεβρουαρίου (2013). Ωστόσο, η τάση μετακίνησης και συγχώνευσης του Καναδικού με τον Σιβηρικό στρόβιλο είναι εμφανής (Εικ. 6α, κόκκινο βέλος). Αυτό επιβεβαιώνεται στο χάρτη της Εικ. 6β, όπου πλέον διακρίνεται ένας ενιαίος πολικός στρόβιλος με σαφή προσανατολισμό πάνω από τη Σιβηρία. Η θέση δημιουργίας του νέου πολικού στροβίλου δημιουργεί δύο νέα δεδομένα για την ατμοσφαιρική κυκλοφορία της Ευρώπης. Από την μία πλευρά, δημιουργεί μία «αποθήκη» πολύ ψυχρών αερίων μαζών πάνω από τη Σιβηρία. Από την άλλη πλευρά, αφήνει ελεύθερο πεδίο (Εικ. 6β, κόκκινος κύκλος) για την ανάπτυξη αντικυκλώνα με ρόλο εμποδιστή στο Β. Ατλαντικό ωκεανό, στην ευρύτερη περιοχή της Γροιλανδίας.
Πράγματι, κατά τη διάρκεια του πρώτου μισού του Μαρτίου (2013) εγκαθίσταται πάνω από τη Γροιλανδία θερμός αντικυκλώνας (Εικ. 7α) ο οποίος σταδιακά οδηγεί σε αποκοπή της ζωνικής ροής από τον Ατλαντικό (δυτικοί άνεμοι που μεταφέρουν ήπιες και υγρές αέριας μάζες) προς την Κ. και Β. Ευρώπη. Η ανάπτυξη του αντικυκλώνα-εμποδιστή επιβεβαιώνεται από τον δείκτη ΑΟ ο οποίος σημειώνει πτώση κατά τις πρώτες ημέρες του Μαρτίου (2013) (Εικ. 7γ, μαύρο πλαίσιο).
Πράγματι, κατά τη διάρκεια του πρώτου μισού του Μαρτίου (2013) εγκαθίσταται πάνω από τη Γροιλανδία θερμός αντικυκλώνας (Εικ. 7α) ο οποίος σταδιακά οδηγεί σε αποκοπή της ζωνικής ροής από τον Ατλαντικό (δυτικοί άνεμοι που μεταφέρουν ήπιες και υγρές αέριας μάζες) προς την Κ. και Β. Ευρώπη. Η ανάπτυξη του αντικυκλώνα-εμποδιστή επιβεβαιώνεται από τον δείκτη ΑΟ ο οποίος σημειώνει πτώση κατά τις πρώτες ημέρες του Μαρτίου (2013) (Εικ. 7γ, μαύρο πλαίσιο).
Εικόνα 7. Μέσος όρος ανωμαλιών του γεωδυναμικού ύψους στα 500 hPa (μέση τροπόσφαιρα) κατά το (α) πρώτο, και (β) δεύτερο μισό του Μαρτίου 2013. (γ) Χρονοσειρά των τιμών του δείκτη ΑΟ από τα μέσα Δεκεμβρίου 2012 μέχρι και τις αρχές του Απριλίου 2013 (Πηγή: NCEP, Climate Prediction Center).
Όπως φαίνεται στο χάρτη της Εικ. 7α, η ανάπτυξη του θερμού αντικυκλώνα-εμποδιστή (γράμμα H) έλαβε χώρα κατά το πρώτο δεκαπενθήμερο του Μαρτίου (2013) στην ευρύτερη περιοχή από όπου απομακρύνθηκε ο πολικός στρόβιλος στα τέλη του Φεβρουαρίου (2013) (Εικ. 6β). Στον αντίποδα, χαμηλά γ. ύψη στην περιοχή της Σιβηρίας(Εικ. 7α, κόκκινος κύκλος) υποδεικνύουν την παρουσία των ψυχρών αερίων μαζών που συνδέονται με την ανασύνταξη του πολικού στροβίλου (Εικ. 6β). Τα παραπάνω, επαληθεύονται και από το δείκτη ΑΟ ο οποίος εμφανίζεται να κατρακυλά σε αρνητικές τιμές κατά το πρώτο μισό του Μαρτίου (2013) (Εικ. 7γ, μαύρο πλαίσιο).
Ο αντικυκλώνας-εμποδιστής της Γροιλανδίας εμφανίζεται ενισχυμένος κατά το δεύτερο μισό του Μαρτίου (2013) (Εικ. 7β, γράμμα Η), επηρεάζοντας άμεσα την ατμοσφαιρική κυκλοφορία πάνω από την Ευρώπη. Ο δείκτης ΑΟ σημειώνει νέα βουτιά σε αρνητικές τιμές, καταγράφοντας ελάχιστη τιμή ίση με -5.6. Η τιμή αυτή του ΑΟ κατατάσσεται ανάμεσα στις 5 χαμηλότερες όλων των εποχών (Εικ. 7γ, κόκκινο πλαίσιο).
Η παρουσία του αντικυκλώνα-εμποδιστή στη Γροιλανδία (Εικ. 7α,β) επιφέρει την σταδιακή αποκοπή της ζωνική ςκυκλοφορίας στο Β. Ατλαντικό, στερώντας από την Κ. καιΒ. Ευρώπη τις ήπιες (θερμοκρασιακά) και υγρές αέριες μάζες του Ατλαντικού ωκεανού. Ταυτόχρονα, δημιουργεί ευνοϊκές συνθήκες για την μεταφορά των πολύ ψυχρών αερίων μαζών της Σιβηρίας προς το εσωτερικό της Ευρώπης. Κάτω από αυτές τις μετεωρολογικές συνθήκες, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός πως πολλές περιοχές της Κ. και Β. Ευρώπης αντιμετώπισαν έναν από τους πλέον ψυχρότερους Μαρτίους των τελευταίων πολλών ετών. Στον αντίποδα, ο θερμός αντικυκλώνας της Γροιλανδίας μετατόπισε την ζωνική μεταφορά θερμών και υγρών αερίων μαζών προς νότο, διαμορφώνοντας ήπιες και υγρές μετεωρολογικές συνθήκες για το μεγαλύτερο μέρος της Μεσογείου, συμπεριλαμβανομένης της χώρας μας.
Ο αντικυκλώνας-εμποδιστής της Γροιλανδίας εμφανίζεται ενισχυμένος κατά το δεύτερο μισό του Μαρτίου (2013) (Εικ. 7β, γράμμα Η), επηρεάζοντας άμεσα την ατμοσφαιρική κυκλοφορία πάνω από την Ευρώπη. Ο δείκτης ΑΟ σημειώνει νέα βουτιά σε αρνητικές τιμές, καταγράφοντας ελάχιστη τιμή ίση με -5.6. Η τιμή αυτή του ΑΟ κατατάσσεται ανάμεσα στις 5 χαμηλότερες όλων των εποχών (Εικ. 7γ, κόκκινο πλαίσιο).
Η παρουσία του αντικυκλώνα-εμποδιστή στη Γροιλανδία (Εικ. 7α,β) επιφέρει την σταδιακή αποκοπή της ζωνική ςκυκλοφορίας στο Β. Ατλαντικό, στερώντας από την Κ. καιΒ. Ευρώπη τις ήπιες (θερμοκρασιακά) και υγρές αέριες μάζες του Ατλαντικού ωκεανού. Ταυτόχρονα, δημιουργεί ευνοϊκές συνθήκες για την μεταφορά των πολύ ψυχρών αερίων μαζών της Σιβηρίας προς το εσωτερικό της Ευρώπης. Κάτω από αυτές τις μετεωρολογικές συνθήκες, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός πως πολλές περιοχές της Κ. και Β. Ευρώπης αντιμετώπισαν έναν από τους πλέον ψυχρότερους Μαρτίους των τελευταίων πολλών ετών. Στον αντίποδα, ο θερμός αντικυκλώνας της Γροιλανδίας μετατόπισε την ζωνική μεταφορά θερμών και υγρών αερίων μαζών προς νότο, διαμορφώνοντας ήπιες και υγρές μετεωρολογικές συνθήκες για το μεγαλύτερο μέρος της Μεσογείου, συμπεριλαμβανομένης της χώρας μας.
Εικόνα 8. Χάρτης ανωμαλιών της θερμοκρασίας στα 850 hPa (κατώτερη τροπόσφαιρα) κατά το (α) πρώτο, και (β) δεύτερο μισό του Μαρτίου (2013) (Πηγή: NCEP, Climate Prediction Center).
Τα παραπάνω γίνονται ευκολότερα αντιληπτά, εξετάζοντας τους χάρτες της Εικ. 8. Στους χάρτες αυτούς απεικονίζονται οι ανωμαλίες της θερμοκρασίας στα 850 hPa (αποκλίσεις από τις κλιματικές τιμές) κατά το πρώτο (Εικ. 8α) και το δεύτερο (Εικ. 8β) μισό του Μαρτίου (2013). Η ισοβαρική επιφάνεια των 850 hPa εντοπίζεται στην κατώτερη τροπόσφαιρα και οι μεταβολές της θερμοκρασίας σε αυτό το επίπεδο θεωρούνται αντιπροσωπευτικές των μεταβολών της θερμοκρασίας στην επιφάνεια. Στο χάρτη της Εικ. θα παρατηρούμε την παρουσία των ψυχρών αερίων μαζών πάνω από τη Σιβηρία, αποτέλεσμα της ανασύνταξης του πολικού στροβίλου σύμφωνα με τα όσα αναφέραμε προηγούμενα (Εικ. 6β). Λόγω της παρουσίας του αντικυκλώνα-εμποδιστή (Εικ. 8, γράμμα Η), οι πολύ ψυχρές αυτές αέριες μάζες εμφανίζονται να μετακυλίονται κατά το ένα μέρος προς την Β. και Κ. Ευρώπη και κατά το άλλο μέρος προς τις ΒΑ ακτές των ΗΠΑ.
Σύνοψη
Εν κατακλείδι, τα όσα μετεωρολογικά γεγονότα συνέβησαν στην Ευρώπη κατά τη διάρκεια του φετινού χειμώνα (2012-2013) αποτελούν τον άμεσο αντίκτυπο της ΑΣΘ και των, καταρχήν, επιπτώσεων της στην ανώτερη ατμόσφαιρα της Αρκτικής. Συνοψίζοντας τα όσα εκτενώς περιγράψαμε προηγούμενα, μπορούμε να επισημάνουμε τα ακόλουθα:
Εν κατακλείδι, τα όσα μετεωρολογικά γεγονότα συνέβησαν στην Ευρώπη κατά τη διάρκεια του φετινού χειμώνα (2012-2013) αποτελούν τον άμεσο αντίκτυπο της ΑΣΘ και των, καταρχήν, επιπτώσεων της στην ανώτερη ατμόσφαιρα της Αρκτικής. Συνοψίζοντας τα όσα εκτενώς περιγράψαμε προηγούμενα, μπορούμε να επισημάνουμε τα ακόλουθα:
- Η ΑΣΘ στο τέλος του Δεκεμβρίου (2012) οδήγησε σταδιακά στην κατάρρευση του πολικού στροβίλου κατά το δεύτερο μισό του Ιανουαρίου (2013). Η καταρχήν διάσπαση του πολικού στροβίλου σε δύο μικρότερους στροβίλους είχε ως αποτέλεσμα την εκδήλωση σοβαρών κακοκαιριών χειμερινού τύπου στις ΗΠΑ, την Ιαπωνία και μέρος της Κεντποβόρειας Ευρώπης.
- Κατά τη διάρκεια του Φεβρουαρίου (2013) η θέρμανση της Αρκτικής στρατόσφαιρας μεταδόθηκε προς τα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, επιφέροντας σημαντικό πλήγμα στην προσπάθεια ανασύνταξης του πολικού στροβίλου. Με τον τρόπο αυτό, δημιουργήθηκαν ευνοϊκές συνθήκες για την ανάπτυξη αντικυκλώνα-εμποδιστή στο Β. Ατλαντικό ωκεανό.
- Κατά το πρώτο δεκαπενθήμερο του Μαρτίου (2013) εγκαθίσταται πάνω από τη Γροιλανδία θερμός αντικυκλώνας ο οποίος αποκόπτει σταδιακά την ισχυρή ζωνική ροή πάνω από το Β. Ατλαντικό ωκεανό. Οι ψυχρές αέριες μάζες της Σιβηρίας, συνδεόμενες με τον ανασυνταγμένο/μετατοπισμένο πολικό στρόβιλο, μετακυλίονται προς την Κ. και Β. Ευρώπη, ενώ η μεταφορά ήπιων και υγρών αερίων μαζών από τον Ατλαντικό ωκεανό μεταφέρεται προς την περιοχή της Μεσογείου.
Τα παραπάνω αποτελούν υποκειμενική ανάλυση της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας σε συνοπτική κλίμακα κατά τη διάρκεια του χειμώνα 2012-2013. Εκφράζουν την καθαρά προσωπική εκτίμηση του συγγραφέα για τον τρόπο με τον οποίο η ατμόσφαιρα συμπεριφέρθηκε κατά τη διάρκεια του χειμώνα.
Επιμέλεια – Σύνταξη: Θοδωρής Μ. Γιάνναρος
Βρείτε μας στο Facebook: TheWeatherWizard
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου