Στρατοσφαιρικός σκύλος με τροποσφαιρική ουρά


Εισαγωγή
Επειδή έχουν αρχίσει ήδη να συζητιούνται οι προγνώσεις για τον επερχόμενο χειμώνα και σε λίγο θα αρχίσουμε να μιλάμε για πολικούς στροβίλους και αιφνίδιες στρατοσφαιρικές θερμάνσεις, είπα να ασχοληθώ σήμερα με αυτά τα θέματα, θέλοντας να βάλω τα πράγματα στο μυαλό μου σε μια τάξη και να βοηθήσω όσους από τους αναγνώστες του μπλογκ επιθυμούν να κάνουν το ίδιο. Η αλήθεια είναι ότι πολλά από αυτά που ακολουθούν δεν είναι εύκολο να κατανοηθούν από όσους δεν έχουν ακούσει ή διαβάσει κάτι σχετικό. Όμως, η αναλυτική αναφορά σε όλα τα επιμέρους ζητήματα είναι ανέφικτη και σε κάθε περίπτωση δεν θα βοηθούσε αποτελεσματικά χωρίς επαρκές υπόβαθρο γνώσεων.


Περί στρατόσφαιρας
Η στρατόσφαιρα είναι το ατμοσφαιρικό στρώμα που εκτείνεται περίπου κατά 40 χιλιόμετρα πάνω από την τροπόπαυση και περιέχει περί το 20% της συνολικής μάζας της ατμόσφαιρας. Η κλιματολογία της στρατόσφαιρας, οι εποχικές μεταβολές και η μεταβλητότητα της στρατοσφαιρικής κυκλοφορίας καθορίζονται από τις συνδυαστικές επιδράσεις της ηλιακής και της υπέρυθρης ακτινοβολίας, της χημείας του όζοντος, της μεταφοράς ορμής από τα κύματα Rossby (πλανητικά κύματα) και τα κύματα βαρύτητας που διαδίδονται από την τροπόσφαιρα προς τη στρατόσφαιρα και άλλους παράγοντες.

Sub-seasonal to Seasonal Prediction Project (S2S)
Αν και περιέχει μικρό ποσοστό της ατμοσφαιρικής μάζας σε σχέση με την τροπόσφαιρα, η στρατόσφαιρα δεν παραμένει απαθής στις τροποσφαιρικές επιρροές. Υπάρχει ευρείας έκτασης μεταβλητότητα σε ένα φάσμα χρονοδιαγραμμάτων και σε πολλές περιπτώσεις καλώς καθορισμένη επίδραση πάνω σε αυτήν της τροποσφαιρικής κυκλοφορίας. Τα τελευταία χρόνια κοινή πεποίθηση είναι ότι η γνώση της στρατόσφαιρας έχει τη δυνατότητα να ενισχύσει την προγνωσιμότητα της τροπόσφαιρας σε υπο-εποχικές (2 με 12 εβδομάδες) και εποχικές (3-12 μήνες) χρονικές κλίμακες. Η ενοποίηση των υπο-εποχικών και εποχικών  χρονικών διαστημάτων είναι γνωστή με τον αγγλικό όρο Subseasonal to Seasonal (S2S) και περιλαμβάνει το χρονικό διάστημα από 2 εβδομάδες ως 12 μήνες μπροστά. Το 2013 το WWRP (World Weather Research Programme) και το WCRP (World Climate Research Programme) ξεκίνησαν το Sub-seasonal to Seasonal Prediction Project (S2S), το οποίο ήδη βρίσκεται στη φάση ΙΙ που άρχισε τον Νοέμβριο του 2018 και θα τελειώσει τον Δεκέμβριο του 2023.

Ζεύξη στρατόσφαιρας-τροπόσφαιρας στους τροπικούς
Ξεκινώντας το ζήτημα της σύζευξης στρατόσφαιρας και τροπόσφαιρας, είναι αναγκαίο να διακρίνουμε δύο περιπτώσεις: τη σύζευξη στρατόσφαιρας και τροπόσφαιρας στους τροπικούς και τη σύζευξη στρατόσφαιρας και τροπόσφαιρας στις εξωτροπικές περιοχές. Στο θέμα της σύζευξης στρατόσφαιρας και τροπόσφαιρας στους τροπικούς βασικό ρόλο παίζει η Σχεδόν Διετής Ταλάντωση (QBO), όπως ονομάζεται το φαινόμενο της περιοδικής αντιστροφής της διεύθυνσης των ανέμων στην τροπική στρατόσφαιρα. Πιο συγκεκριμένα, στη στρατόσφαιρα που βρίσκεται πάνω από τον Ισημερινό δυτικοί άνεμοι εναλλάσσονται με ανατολικούς ανέμους, και το αντίστροφο, σε χρονικό διάστημα περίπου 28 μηνών. Μελέτες έδειξαν ότι η Σχεδόν Διετής Ταλάντωση επηρεάζει τα χαρακτηριστικά της τροπικής τροπόσφαιρας και κυρίως της βαθιάς ανωμεταφοράς που λαμβάνει χώρα σε αυτήν.
Πέρα από αυτό, η έρευνα έδειξε ότι η Σχεδόν Διετής Ταλάντωση επηρεάζει και την Ταλάντωση Μάντεν - Τζούλιαν (MJO), τη μεγάλη διακύμανση του τροπικού καιρού σε εβδομαδιαία και μηνιαία χρονοδιαγράμματα. Η Ταλάντωση Μάντεν - Τζούλιαν μπορεί να χαρακτηριστεί ως ένας νεφο-υετικός «παλμός» που κινείται από τα δυτικά προς τα ανατολικά με ταχύτητα 14 με 29 χιλιομέτρων την ώρα δια μέσου της ατμόσφαιρας πάνω από τις ζεστές περιοχές του Ινδικού και του Ειρηνικού Ωκεανού.  Η Ταλάντωση Μάντεν – Τζούλιαν είναι ζεύξη μεγάλης κλίμακας μεταξύ της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας και της τροπικής βαθιάς ανωμεταφοράς και επαναλαμβάνεται  συνήθως κάθε 30 με 60 ημέρες.   

Ζεύξη στρατόσφαιρας-τροπόσφαιρας στις εξωτροπικές περιοχές
Αναφορικά με τη σύζευξη στρατόσφαιρας και τροπόσφαιρας στις εξωτροπικές περιοχές και πιο συγκεκριμένα για την επίδραση της στρατόσφαιρας στον καιρό και το κλίμα κοντά στην επιφάνεια του πλανήτη, έμφαση έχει δοθεί στο ρόλο του πολικού στροβίλου και ειδικότερα στη δυναμική μεταβλητότητα του στροβίλου αυτού στο Βόρειο Ημισφαίριο. Για τη δημιουργία του πολικού στροβίλου μπορούμε να πούμε τα εξής: Η στρατόσφαιρα πάνω από τους πόλους υφίσταται ισχυρό εποχικό κύκλο λόγω της ετήσιας διακύμανσης της ηλιακής θέρμανσης. Στο χειμερινό ημισφαίριο, η έντονη αντίθεση στις στρατοσφαιρικές θερμοκρασίες μεταξύ της ψυχρής πολικής νύχτας και των θερμότερων χαμηλών γεωγραφικών πλατών οδηγούν στην ανάπτυξη ισχυρού στρατοσφαιρικού πολικού στροβίλου με ανέμους δυτικών διευθύνσεων. Στο Βόρειο Ημισφαίριο, ο στρατοσφαιρικός στρόβιλος παρουσιάζει μέγιστη μεταβλητότητα τον Ιανουάριο και τον Φεβρουάριο. Η εποχική αντιστροφή των στρατοσφαιρικών ανέμων από δυτικούς σε ανατολικούς συμβαίνει με την επιστροφή του ηλιακού φωτός στον πόλο την άνοιξη (περί τα μέσα Απριλίου), αλλά είναι ιδιαίτερα ευμετάβλητη λόγω της παρουσίας σημαντικών δυναμικών μεταβλητών. Στο Νότιο Ημισφαίριο η διαχρονική μεταβλητότητα του στρατοσφαιρικού πολικού στροβίλου παρουσιάζεται σημαντικά ασθενέστερη τόσο κατά τη διάρκεια του χειμώνα όσο και κατά την έναρξη της ανοιξιάτικης θέρμανσης
Υπάρχει ενεργός σύζευξη μεταξύ της στρατόσφαιρας και της τροπόσφαιρας κατά τη διάρκεια των περιόδων που παρατηρείται σημαντική στρατοσφαιρική μεταβλητότητα. Το χειμώνα η μεταβλητότητα στη θέση και την ισχύ του στρατοσφαιρικού στροβίλου οδηγείται σε μεγάλο βαθμό από τα πλανητικής κλίμακας κύματα Rossby, των οποίων οι πηγές βρίσκονται στην τροπόσφαιρα. Σε ακραίες περιπτώσεις, ο χειμερινός πολικός στρόβιλος είναι τόσο διαταραγμένος από τις επιδράσεις των κυμάτων Rossby, ώστε οι δυτικοί άνεμοι να γίνονται προσωρινά ανατολικοί σε γεγονότα γνωστά ως μεγάλες Αιφνίδιες Στρατοσφαιρικές Θερμάνσεις (Sudden Stratospheric Warmings -SSWs). Αν και υπάρχουν διάφορα κριτήρια και ορολογίες που χρησιμοποιούνται για τον ορισμό αυτών των συμβάντων, αυτά συνήθως συνδέονται με μια γρήγορη αδιαβατική θέρμανση της πολικής στρατόσφαιρας έως και 70K για λίγες μέρες. Οι SSWs συχνά ταξινομούνται ανάλογα με το αν ο στρόβιλος εκτοπίζεται από τον πόλο ή αν χωρίζεται στα δύο.
Ενώ μερικά γεγονότα SSWs ακολουθούνται από αρκετά γρήγορη ανάκτηση του στροβίλου για περίοδο μίας ή δύο εβδομάδων, περίπου οι μισές από τις SSWs υφίστανται αργή ανάκτηση που μπορεί να διαρκέσει ως και 2 μήνες, παράγοντας ένα στρατοσφαιρικό πρότυπο κυκλοφορίας -γνωστό ως Polar night Jet Oscillation (PJO)- με αποτέλεσμα εκτεταμένη επίδραση στην κάτω από αυτό τροπόσφαιρα. Στο Βόρειο Ημισφαίριο το χειμώνα μεγάλες SSWs συμβαίνουν περίπου έξι φορές ανά δεκαετία. Αυτές είναι περισσότερο συχνές τον Ιανουάριο και τον Φεβρουάριο, αν και μπορούν να συμβούν οποιαδήποτε στιγμή από τον Νοέμβριο ως τον Μάρτιο. Οι SSWs είναι πολύ λιγότερο συνηθισμένες στο πιο ήσυχο Νότιο Ημισφαίριο. 

Τι προκαλεί τη μεταβλητότητα του πολικού στροβίλου;
Από καιρό αναγνωρίζεται ότι οι SSWs συνδέονται με ταχείες ενισχύσεις (διευρύνσεις ή επεκτάσεις) των πλανητικών κυμάτων από την τροπόσφαιρα προς τη στρατόσφαιρα. Ακριβώς τα πώς και τα γιατί αυτών των επεκτάσεων παραμένουν θέματα μακροχρόνιας συζήτησης. Ορισμένοι συγγραφείς υποστηρίζουν ότι αυτό ελέγχεται κυρίως από μεταβολές στη στρατοσφαιρική βασική κατάσταση, στην οποία τα κύματα διαδίδονται. Αυτό ενισχύεται από το γεγονός ότι οι SSWs μπορούν να εμφανιστούν σε μοντέλα που δεν έχουν καμία ρητή αναπαράσταση της τροποσφαιρικής μεταβλητότητας ή στα οποία η τροποσφαιρική μεταβλητότητα έχει κατασταλεί τελείως. Σε αυτά τα μοντέλα η εσωτερική κατάσταση της ίδιας της στρατόσφαιρας είναι εκείνη που οδηγεί τις κυματικές ροές προς το χαμηλότερο όριο τους και αμέσως μετά με μηχανισμούς συντονισμού και μη γραμμικές διαδικασίες αρχίζει την αντίστροφη διαδικασία, δηλαδή την ταχεία ανάπτυξη νέων στρατοσφαιρικών κυμάτων. Υπάρχουν στοιχεία για τη συμπεριφορά αυτή σε σειρά περιπτωσιολογικών μελετών που αφορούσαν ιδιαίτερα γεγονότα με διάσπαση του πολικού στροβίλου. Ωστόσο, επειδή σε εξιδανικευμένες αναπαραστάσεις η στρατόσφαιρα μπορεί να παράγει μεταβλητότητα ανεξάρτητα από τις τροποσφαιρικές πηγές μεταβλητότητας, δεν σημαίνει ότι οι παρατηρούμενες SSWs δεν έχουν επηρεαστεί από αυτές τις τροποσφαιρικές πηγές.

Πώς επηρεάζει τον επιφανειακό καιρό και το κλίμα του πλανήτη η μεταβλητότητα του στρατοσφαιρικού πολικού στροβίλου;
Σημαντικές πληροφορίες για τη σύζευξη στρατόσφαιρας-τροπόσφαιρας προέκυψαν από τις μελέτες των λεγόμενων δακτυλιοειδών λειτουργιών, οι οποίες είναι οι κυρίαρχες δομές της μεγάλης κλίμακας εξωτροπικής ατμοσφαιρικής μεταβλητότητας σε κάθε ημισφαίριο. Πιο συγκεκριμένα, οι δακτυλιοειδείς λειτουργίες περιγράφουν τη μεταβλητότητα στην «ανώμαλη» ατμοσφαιρική ροή, δηλαδή τη μεταβλητότητα που δεν συνδέεται με τον εποχικό κύκλο και χαρακτηρίζονται από μετατοπίσεις ατμοσφαιρικών μαζών μεταξύ των πολικών περιοχών και των περιοχών των μέσων γεωγραφικών πλατών.
Στο Βόρειο Ημισφαίριο μία από τις σημαντικότερες δακτυλιοειδείς λειτουργίες είναι η λεγόμενη Βόρεια Δακτυλιοειδής Λειτουργία (Northern Annular Mode/Northern Hemisphere Annular Mode - NAM) η οποία είναι γνωστή και ως Αρκτική Ταλάντωση (Actic Oscilation-ΑΟ). Η ΝΑΜ ή ΑΟ είναι ένα καιρικό φαινόμενο που αναφέρεται στις περιοδικές διαφορές της ατμοσφαιρικής πίεσης μεταξύ των πολικών περιοχών βόρεια του 20ού βόρειου παραλλήλου και των περιοχών μεταξύ των 37ου και 45ου βόρειων παραλλήλων. Κατά συνθήκη, η ΝΑΜ βρίσκεται σε θετική φάση όταν η ατμοσφαιρική πίεση είναι χαμηλότερη του κανονικού στην περιοχή του βόρειου πόλου και υψηλότερη του κανονικού στις περιοχές των μέσων πλατών και σε αρνητική φάση όταν τα πρότυπα που προαναφέρθηκαν αντιστρέφονται. Σημειώνεται ότι η Ταλάντωση του Βόρειου Ατλαντικού (North Atlantic oscillation - NAO) είναι στενός συγγενής της ΝΑΜ. Υπάρχει συζήτηση για το κατά πόσο η ΝΑΜ ή η ΝΑΟ είναι πιο αντιπροσωπευτική της δυναμικής της ατμόσφαιρας. Πολλοί πιστεύουν ότι η NAO μπορεί να αναγνωριστεί με έναν πιο ουσιαστικό τρόπο, ο οποίος μπορεί να έχει μεγαλύτερο αντίκτυπο στις μετρήσιμες επιδράσεις των αλλαγών στην ατμόσφαιρα.
Στην τροπόσφαιρα η ΝΑΜ αντιπροσωπεύει μία κατά γεωγραφικό πλάτος μετατόπιση του στροβίλου των δυτικών ανέμων και κατά συνθήκη θεωρούμε ότι οι θετικοί δείκτες αντιστοιχούν σε μετατόπιση που κατευθύνεται προς τον πόλο. Στη στρατόσφαιρα η δακτυλιοειδής λειτουργία αντιπροσωπεύει μεταβολές στην ισχύ του  στρατοσφαιρικού πολικού στροβίλου και κατά συνθήκη θεωρούμε ότι οι θετικοί δείκτες αντιστοιχούν σε ισχυρότερο, πιο κρύο πολικό στρόβιλο. 
Μελέτες έδειξαν ότι ο πολικός αεροχείμαρρος μετατοπίζεται συστηματικά προς τον Ισημερινό για ημέρες ή εβδομάδες μετά από γεγονότα εξασθένησης του πολικού στροβίλου (ουσιαστικά μετά από SSWs), που σχετίζονται με την αρνητική φάση της ΝΑΜ. Στις περιπτώσεις αυτές παρατηρούνται ψυχρότερες επιφανειακές θερμοκρασίες σε μεγάλο μέρος του Βόρειου Ημισφαιρίου και υψηλότερες θερμοκρασίες πάνω από την Αρκτική. Αντίθετα, γεγονότα ισχυροποίησης του πολικού στροβίλου ακολουθούνται συνήθως από μετατόπιση του πολικού αεροχειμάρρου προς τον πόλο (θετική φάση της NAM).
Δεδομένου ότι η μεταβλητότητα του πολικού στροβίλου στο Βόρειο Ημισφαίριο οδηγείται κυρίως από τα κύματα Rossby, των οποίων οι πηγές βρίσκονται στην τροπόσφαιρα, εγείρεται αμφισβήτηση για το  κατά πόσο η φαινομενική κάθοδος των ανωμαλιών του δείκτη της δακτυλιοειδούς λειτουργίας της στρατόσφαιρας αντιπροσωπεύει μία πραγματική προς τα κάτω (από τη στρατόσφαιρα στην τροπόσφαιρα) διάδοση των πληροφοριών. Ωστόσο, ελεγχόμενα πειράματα με μοντέλα διαφόρων βαθμών πολυπλοκότητας, στα οποία οι στρατοσφαιρικές διαταραχές επιβάλλονται σε ένα μοντέλο τροπόσφαιρας που δεν έχει καμία μνήμη για τις συνθήκες που συνέβαλαν στη στρατοσφαιρική διαταραχή, έδειξαν καθαρά ότι η κατάσταση της στρατόσφαιρας επηρεάζει την τροπόσφαιρα, πολύ πιθανό λόγω της μεγάλης κλίμακας δυναμικής ισορροπίας μεταξύ ανέμων και θερμοκρασίας και των διαβατικών διαδικασιών.
Το γεγονός ότι η μεταβλητότητα των στρατοσφαιρικών πολικών στροβίλων έχει σημαντικό αντίκτυπο στην τροποσφαιρική κυκλοφορία και στα δύο ημισφαίρια είναι πλέον καλά εδραιωμένο. Επειδή οι στρατοσφαιρικές ανωμαλίες που σχετίζονται με τις SSWs μπορούν να παραμείνουν για αρκετές εβδομάδες, αυτό και μόνο το γεγονός είναι σημαντικής αξίας για τις προβλέψεις S2S στις εξωτροπικές περιοχές. Σε κάθε περίπτωση, τα υπο-εποχικά / εποχικά προγνωστικά μοντέλα πρέπει να είναι σε θέση: (α) Να προβλέψουν ικανοποιητικά τη στρατοσφαιρική μεταβλητότητα και (β) Να κάνουν ακριβείς προσομοιώσεις της δυναμικής σύζευξης της στρατόσφαιρας με την τροπόσφαιρα.

Οι πρόδρομοι των SSWs
Η πρόβλεψη των SSWs πέραν του χρονικού ορίζοντα προγνωσιμότητας των καιρικών συστημάτων δεν είναι εύκολη υπόθεση. Ωστόσο, ορισμένα τροποσφαιρικά φαινόμενα, η ηλιακή μεταβλητότητα και η QBO μπορούν να παράξουν δεξιότητες στην πρόβλεψη της πιθανότητας εμφάνισης των SSWs. Στα όσα ακολουθούν θα δούμε ορισμένους προδρόμους των SSWs και τους σχετικούς μηχανισμούς τους που κατά καιρούς έχουν προταθεί από τους ερευνητές.

• Κυκλοφορία εμποδισμού (blocking):
Η τροποσφαιρική κυκλοφορία εμποδισμού ασκεί επιρροή στη διάδοση των ατμοσφαιρικών κυμάτων στην στρατόσφαιρα και με βάση κυρίως τη χωρική κατανομή και τις χαρακτηριστικές ανωμαλίες τους στις ροές θερμότητας μπορεί να λειτουργήσει ως πρόδρομος για γεγονότα SSWs

Η Ταλάντωση Μάντεν-Τζούλιαν (MJO):
Μελέτες έδειξαν ότι η πιθανότητα συμβάντων SSWs αυξάνεται κατά τη διάρκεια των MJO γεγονότων. Επιπλέον, βρέθηκε ότι υπάρχει στενή σχέση μεταξύ της τροπικής ανωμεταφοράς στο Δυτικό Ειρηνικό και της πολικής στρατοσφαιρικής μεταβλητότητας.

Χιονοκάλυψη και έκταση θαλάσσιου πάγου:
Εξωτροπικές επιφανειακές συνθήκες, όπως η χιονοκάλυψη και η έκταση του θαλάσσιου πάγου μπορούν να διαμορφώσουν το πεδίο των τροποσφαιρικών κυμάτων και επομένως, μέσω της προώθησης ενός μεγάλης κλίμακας κυματικού προτύπου που αλληλεπιδρά γραμμικά με το κλιματικό πεδίο των κυμάτων Rossby, μπορούν να επηρεάσουν την ενίσχυση και την διάδοση των κυμάτων αυτών στη στρατόσφαιρα. Η μεταβλητότητα του πάγου της θάλασσας της Αρκτικής έχει βρεθεί επίσης ότι επηρεάζει τη μεταβλητότητα του πολικού στροβίλου στο Βόρειο Ημισφαίριο, αν και οι δεσμοί φαίνεται να εξαρτώνται από την περιοχή των αλλαγών του θαλάσσιου πάγου.

Ελ Νίνιο-Νότια ταλάντωση (ENSO):
Σε εποχικό χρονικό ορίζοντα, το ENSO τείνει να επηρεάσει για ημέρες ή και εβδομάδες τις ατμοσφαιρικές διαταραχές των μέσων πλατών που διαδίδονται προς τον πόλο μέσω των κυμάτων Rossby. Τα γεγονότα Ελ  Νίνιο τείνουν να ενισχύουντο βαρομετρικό χαμηλό των Αλεούτιων Νήσων στο Βορειοανατολικό Ειρηνικό, γεγονός που με τη σειρά του αυξάνει την κυματική ροή στη στρατόσφαιρα του Βόρειου Ημισφαιρίου μέσω γραμμικών παρεμβολών με τα σταθερά κλιματολογικά κυματικά πρότυπα. Η αυξημένη κυματική ροή από την τροπόσφαιρα τείνει να αποδυναμώσει τον πολικό στρόβιλο του Βόρειου Ημισφαιρίου και να αυξήσει την πιθανότητα ενός αρνητικού NAO. Αυτή η στρατοσφαιρική οδός έχει βρεθεί ότι αποτελεί σημαντική επιρροή του ENSO στο Ευρασιατικό κλίμα.

Η Σχεδόν Διετής Ταλάντωση (QBO):
Η QBO ασκεί επιρροή στον πολικό στρόβιλο. Συγκεκριμένα, η ανατολική φάση της συσχετίζεται τυπικά με έναν ασθενέστερο και πιο ευμετάβλητο πολικό στρόβιλο στο Βόρειο Ημισφαίριο το χειμώνα, μέσω της επιρροής της στη διάδοση των πλανητικών κυμάτων. Η επικοινωνία μεταξύ της τροπικής στρατόσφαιρας και του πολικού στροβίλου εμφανίζεται μέσω των αλλαγών των χαρακτηριστικών της διάδοσης των κυμάτων Rossby στην υποτροπική στρατόσφαιρα μεταξύ της δυτικής και της ανατολικής φάσης της QBO.

 Οι Δεκαετείς Διακυμάνσεις:
Σε χρονικό ορίζοντα δεκαετιών ο 11-ετής ηλιακός κύκλος μπορεί να επηρεάσει τη δομή της στρατοσφαιρικής θερμοκρασίας στους τροπικούς και έχει γίνει εισήγηση ότι αυτό έχει επακόλουθες επιπτώσεις στο στρατοσφαιρικό πολικό στρόβιλο. Επιπλέον, οι θερμοκρασιακές ανωμαλίες στη χαμηλότερη τροπική στρατόσφαιρα που σχετίζονται με τον ηλιακό κύκλο ενδέχεται να επηρεάζουν απ’ ευθείας τις τροποσφαιρικές διαταραχές και τους αεροχειμάρρους.

Η Δεκαετής Ταλάντωση του Ειρηνικού (PDO):
Η PDO μπορεί επίσης να επηρεάσει την πολική στρατοσφαιρική μεταβλητότητα, όπως μπορεί να το κάνει και κάθε μελλοντική μεγάλη ηφαιστειακή έκρηξη για τουλάχιστον 1 με 2 χρόνια. Σε χρονικό ορίζοντα δεκαετίας, αλλαγές στην ισχύ ή τη θέση του πολικού στροβίλου έχουν βρεθεί να επηρεάζουν την εξωτροπική τροποσφαιρική κυκλοφορία.

Παλαιότερα, δεν γίνονταν συστηματικές παρατηρήσεις της στρατόσφαιρας, αλλά ήταν γνωστά τα ρήγματα της τροπόπαυσης, τα οποία έφερναν πιο κοντά τη στρατόσφαιρα με την τροπόσφαιρα. Αναφέρομαι στο γεγονός ότι το ατμοσφαιρικό «καπάκι» της τροπόσφαιρας (τροπόπαυση) τινάζεται συχνά κατά την ανάπτυξη των μεγάλου ύψους σωρειτομελανιών και ότι, κατά την αντίθετη φορά, πίσω από τις οργανωμένες μετωπικές υφέσεις παρατηρείται εισβολή ξηρού στρατοσφαιρικού αέρα που φθάνει πολύ χαμηλά στην τροπόσφαιρα. Ίσως κάποιοι να είχαν αυτά στο νου τους, όταν, τότε, αναφερόμενοι στη σύζευξη στρατόσφαιρας και τροπόσφαιρας, μιλούσαν για έναν σκύλο που έχει το σώμα του στη στρατόσφαιρα και την ουρά του στην τροπόσφαιρα. Από όλα όσα προαναφέρθηκαν φαίνεται πλέον ότι ο μισός σκύλος βρίσκεται στην στρατόσφαιρα και ο άλλος μισός στην τροπόσφαιρα. Μένει να δούμε πού είναι το κεφάλι και πού είναι τα πόδια του. Σε κάθε περίπτωση, οι νέοι δρόμοι για τις υπο-εποχικές / εποχικές προγνώσεις που περνούν μέσα από τη σύζευξη στρατόσφαιρας και τροπόσφαιρας είναι ελπιδοφόροι!

Καλό Σαββατοκύριακο σε όλους


9 σχόλια:

  1. Το κεντρικό νόημα είναι ότι έχουν γίνει πολλά βήματα μπροστά και υπάρχουν πλέον και τα "εργαλεία" που καθιστούν όλο και πιο αξιόπιστες τις μακροπρόθεσμες εκτιμήσεις του καιρού. Αν και τα περισσότερα δεν τα κατάλαβα - βέβαια κάνω παράλληλα κι άλλη δουλειά - πρόκειται για έναν καταπληκτικό οδηγό στον οποίο μπορούν να ανατρέχουν όσοι θέλουν και έχουν και τις γνώσεις για να ερμηνεύουν τις αλλαγές που συντελούνται στην ατμοσφαιρική κυκλοφορία κάθε φορά. Θετικό ΝΑΟ /θετική ΝΑΜ θέλω, πάντως.
    Β. ΣΠ.

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  2. Εξαιρετική ανάρτηση!! Προσωπικά, μου έδωσε ...δουλειά για ένα μήνα (τουλάχιστον). Η "διάτρηση" της τροπόπαυσης από την ισχυρή, βαθιά ανωμεταφορά και (κυρίως) οι ξηρές στρατοσφαιρικές εισβολές είναι ίσως οι ευρύτερα πιο γνωστές αλληλεπιδράσεις τροπόσφαιρας-στρατόσφαιρας ανάμεσα στους ερασιτεχνικά ασχολούμενους. Για τις στρατοσφαιρικές θερμάνσεις υπάρχει πλήθος αναφορών και ερμηνειών σε "εκλαϊκευμένες" αναρτήσεις στο διαδίκτυο. Φαίνεται όμως πως ο μηχανισμός δημιουργίας τους δεν είναι ακόμα επαρκώς κατανοητός ούτε από τους ειδικούς. Η πληθώρα των δεικτών κυκλοφορίας και των ταλαντώσεων είναι ένας μεγάλος "πονοκέφαλος" για τους ερασιτέχνες "διαγνώστες" της ατμόσφαιρας. Είναι ένα από τα πεδία γνώσεων (ένα άλλο είναι π.χ. ο δυναμικός στροβιλισμός - PV Thinking) που απειλούν να "τινάξουν στον αέρα" κάθε οικοδόμημα μετεωρολογικής γνώσης που με πολύ κόπο αποκτήθηκε.

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  3. Συγχαρητήρια κ ζιακοπουλε, ευχαριστούμε για τις γνώσεις που μας παρέχετε, μελέτη κ πάλι μελέτη.....

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  4. Αιφνίδια στρατοσφαιρική θέρμανση (SSW) στο τέλος του 2019, που μπορεί να αλλάξει την κυκλοφορία, αυξάνοντας τις πιθανότητες για έναν πιο κλασικό χειμερινό καιρό - για το beast from the east, όπως λένε στο Ηνωμένο Βασίλειο - αλλά και για περισσότερες αρκτικές εισβολές στην Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική βλέπει το severe-weather.

    Συγκεκριμένα, ο στρατοσφαιρικός πολικός στρόβιλος είναι ο πιο ισχυρός τα τελευταία 40 χρόνια και θα φτάσει στο αποκορύφωμα της ισχύος του στα μέσα Νοέμβρη, δηλαδή, την προσεχή εβδομάδα. Μετά, όμως, θα αρχίσει να αποδυναμώνεται λόγω της αυξημένης πίεσης στις άκρες του, που λέγεται κύμα πίεσης. Υπάρχουν δύο τέτοια κύματα, ένα πάνω από τον Ειρηνικό και ένα πάνω από τον Ατλαντικό. Αυτά τα στρατοσφαιρικά κύματα είναι αποτέλεσμα ενός πολύ δυναμικού καιρικού μοτίβου πιο χαμηλά στην τροπόσφαιρα. Τέτοια μοτίβα έχουμε όταν υπάρχουν πολλές περιοχές ψηλών /χαμηλών πιέσεων στο βόρειο ημισφαίριο.

    Αυτό το μοτίβο αντανακλά μέρος από την πολλή ενέργειά του στην στρατόσφαιρα, προκαλώντας πιέσεις και κύματα θερμοκρασίας στον πολικό στρόβιλο. Μπορούμε να δούμε τη στρατοσφαιρική θερμοκρασία να αυξάνεται μετά από μία βδομάδα, αρχής γενομένης από την Ασία. Τα κύματα θερμοκρασίας συνδυαζόμενα με πιέσεις μπορεί να αποτρέψουν τον πολικό στρόβιλο από το να ενισχυθεί ξανά, κάτι που είναι πολύ σημαντικό, διότι ένας ισχυρός πολικός στρόβιλος οδηγεί σε ήπιο χειμώνα.

    Αυτό το δυναμικό μοντέλο αναμένεται να συνεχιστεί, κάτι που είναι πολύ αισιόδοξο, διότι σημαίνει υψηλότερη θερμοκρασία και κύματα πίεσης στη στρατόσφαιρα. Σε μία τέτοια περίπτωση μία μεγάλη Αιφνίδια Στρατοσφαιρική Θέρμανση είναι πιθανό να συμβεί ως το τέλος του έτους. Αυτό θα αυξήσει σημαντικά τις πιθανότητες για αυθεντικό χειμωνιάτικο καιρό - the beast from the east που λένε και στο Ηνωμένο Βασίλειο.

    Φαίνονται επίσης αλλαγές στην πίεση στο βόρειο ημισφαίριο, που θα στείλουν κύματα ενέργειας στη στρατόσφαιρα, τα οποία θα προκαλέσουν θέρμανση στον στρατοσφαιρικό πολικό στρόβιλο. Αυτό είναι καλό, διότι αν αυτά τα κύματα ενέργειας συνεχιστούν για μία συγκεκριμένη περίοδο θα μπορέσουν να προκαλέσουν Αιφνίδια Στρατοσφαιρική Θέρμανση ως το τέλος του έτους, η οποία θα διαταράξει τον πολικό στρόβιλο και θα αλλάξει την κυκλοφορία, με συνέπεια αρκτικές εισβολές στην Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική.
    https://www.severe-weather.eu/global-weather/polar-vortex-attack-stratospheric-warming-winter-fa/
    Βαγγέλης Σπανός

    ΑπάντησηΔιαγραφή
    Απαντήσεις
    1. Ιδού λοιπόν που ένας ...θερόφιλος δίνει (μεταφέρει) ελπίδες στους καιρόφιλους!

      Διαγραφή
  5. Καταφέρατε σε ένα κείμενο να περιγράψετε με όσο το δυνατό απλούστερο τρόπο, πολύπλοκα φυσικά φαινόμενα που συμβαίνουν «πάνω από το κεφάλι μας»!
    Στέλιος Χριστοδούλου

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  6. Ευχαριστούμε πολύ για τις πολύτιμες γνώσεις που μοιράζεστε μαζί μας! Αξία ανεκτίμητη!

    Φιλικά,

    Δημήτρης

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  7. Φουριόζος αμέσως μετά τη βροχή κατέβηκα σε μία θαλασσοδαρμένη ακτή. Και αφού στον βυθό δεν φαινόταν τίποτα, έχασα την ευκαιρία να βγάλω φωτογραφίες τα αεροπλάνα που έκαναν επιδείξεις πιο μετά, όταν ο ήλιος είχε πια βγει. Αντί για τα σιδερένια πουλιά απαθανάτισα, όμως, τα πραγματικά. Τους γλάρους και τα χελιδόνια της θάλασσας, που πετούσαν ανάμεσα στα σύννεφα και τα κύματα. Στις φωτογραφίες φαίνεται και ότι έχει ανοίξει ο καιρός βορειοδυτικά, ενώ νοτιοανατολικά είχε ακόμα πυκνή συννεφιά.

    Πταίσματα είναι, βέβαια, όλα αυτά. Ειδικά σε σχέση με το γεγονός ότι πάνω από 2 εκ. άνθρωποι εγκατέλειψαν τις εστίες του σε Ινδία και Πακιστάν, λόγω του κυκλώνα Bulbul, που έκανε landfall στον κόλπο της Βεγγάλης, όπως μεταδίδει το BBC. O τροπικός κυκλώνας που έκανε landfall στο νησί Sagar στην επαρχία της Ινδίας, Δυτική Βεγγάλη, έχει προκαλέσει ήδη τον θάνατο δύο ανθρώπων και κύματα ύψους πάνω από δύο μέτρα. Πολλά λιμάνια και αεροδρόμια της περιοχής ανέστειλαν τις υπηρεσίες τους, συμπεριλαμβανομένου και του αεροδρομίου της Καλκούτας. Έκλεισαν επίσης τα λιμάνια Mongla και Chittagong στο Μπαγκλαντές, αλλά και το αεροδρόμιο του Chittagong.

    Oι κάτοικοι που αναγκάστηκαν να φύγουν από τα σπίτια τους, έχουν ήδη μεταφερθεί σε 5.500 καταφύγια, που υπάρχουν στην περιοχή. Ο κυβερνήτης της Δυτικής Βεγγάλης Mamata Banerjee συνέστησε στους κατοίκους να παραμείνουν ψύχραιμοι, να μην πανικοβάλλονται και να συνεργάζονται με τις αρχές. Οι μετεωρολόγοι προβλέπουν ότι ο κυκλώνας θα κινηθεί βόρεια και θα εξασθενήσει. Συνοδεύεται από ανέμους ταχύτητας 120 χλμ./ώρα με ριπές 150 χλμ./ώρα και προκαλεί άνοδο της στάθμης της θάλασσας (φουσκοθαλασσιά), αλλά και των ποταμών. Αναμένεται να περάσει και από το μεγαλύτερο δάσος μαγκρόβιας βλάστησης στον κόσμο, το Sundarbans, όπου ζουν και οι απειλούμενες με εξαφάνιση τίγρεις της Βεγγάλης.

    Το κλείσιμο των συγκοινωνιακών κόμβων άφησε πολύ κόσμο καθηλωμένο σε νησιά ανοιχτά των ακτών, όπως το νησί St Martins του Μπαγκλαντές. Οι ινδικές αρχές ανακοίνωσαν ότι πολεμικά πλοία και αεροπλάνα είναι σε επιφυλακή για το ενδεχόμενο να συνδράμουν επιχειρήσεις έρευνας και διάσωσης. Το Μπαγκλαντές πλήττεται συχνά από φονικούς κυκλώνες, αλλά έχει καταφέρει να μειώσει τον αριθμό των θυμάτων τα τελευταία χρόνια. Έχουν βελτιωθεί τα συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης για κυκλώνες, δίνοντας στις αρχές περισσότερο χρόνο για να εκκενώσουν περιοχές. Έχουν επίσης κατασκευαστεί περισσότερα καταφύγια για κυκλώνες, στα οποία αναζητά προστασία ο κόσμος.
    https://www.bbc.com/news/world-asia-50358663
    Βαγγέλης Σπανός

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  8. Θα πρέπει να το διαβάσω πολλές φορές μου φαίνεται για να το καταλάβω πλήρως. Επίσης ο κάθε όρος είναι ένα κεφάλαιο από μόνος του φαντάζομαι. Κάτι έπιασα πάντως. Πολύ καλογραμμένο και σας ευχαριστώ πολύ για τη γνώση που μας παρέχετε. super

    ΑπάντησηΔιαγραφή