Εξήγηση για τις ακραίες θερμοκρασιακές εναλλαγές του Φεβρουαρίου 2021 σε Ευρώπη & Αμερική

Απότομες εναλλαγές του καιρού είχαμε τον φετινό Φεβρουάριο τόσο στην Ευρώπη, όσο και στην Αμερική . Τις αρκτικές μάζες στα μέσα του μήνα τις διαθέχτηκαν πολύ θερμές προς το τέλος του μήνα και είδικά στη Κεντρική Ευρώπη σημειώθηκαν ρεκόρ μεγίστων θερμοκρασιών για τον μήνα Φεβρουάριο.

ΟΙ ΠΟΛΙΚΕΣ ΕΙΣΒΟΛΕΣ ΚΑΙ ΤΑ ΚΥΜΑΤΑ ΖΕΣΤΗΣ ΣΤΑ ΤΕΛΗ ΤΟΥ ΜΗΝΑ

Ενα μεγάλο κύμα ψύχους από το Βόρειο Πόλο έφτασε μέχρι τις νότιες πολιτείες της Αμερικής , ακόμη και μέχρι το Τέξας στα μέσα του Φεβρουαρίου .  Περισσότεροι από 100 εκατομμύρια άνθρωποι δέχτηκαν προειδοποιήσεις για έντονα καιρικά φαινόμενα, σύμφωνα με την Εθνική Υπηρεσία Καιρού των ΗΠΑ (ΝΟΑΑ) . Περίπου το 73% των ηπειρωτικών περιοχών των ΗΠΑ καλύφθηκε από χιόνι από τα μεσάνυχτα της 16ης Φεβρουαρίου, το οποίο αποτελεί και το  μεγαλύτερο ποσοστό που καταγράφηκε στη βάση δεδομένων, που χρονολογείται από το 2003. Μερικά μέρη του Τέξας ήταν πιο κρύα από την Αλάσκα. Στο Ντάλλας η θερμοκρασία έφτασε τους -16 ° C στις 15 Φεβρουαρίου, τη χαμηλότερη θερμοκρασία που έχει παρουσιαστεί στη πόλη από το 1989. Όλα αυτά σε μία εποχή  που οι θερμοκρασίες της τάξεως κοντά στους  15,6 ° C αποτελούν για την πόλη τις πιο χαρακτηριστικές τιμές για αυτή την περίοδο του έτους.

Η Υλίκη και η γύρω περιοχή , η Θήβα στα νότια και το λευκό τοπίο που επικρατούσε το πρωί της 17ης Φεβρουαρίου  2021, που κατέγραψε ο δορυφόρος Sentinel-2

Στην Ευρώπη αρχικά επλήγη η Ρωσία και όλα τα Βόρεια τμήματα της Ευρώπης ενω το κρύο έφτασε μέχρι και τον Νότο και επηρέασε με σφοδρότητα και τη χώρα μας . Η Ελλάδα καλύφθηκε από χιόνι την εβδομάδα της 15ης Φεβρουαρίου και το χιόνι προστέθηκε στα ανθρωπιστικά δεινά των πληθυσμών έως τη Συρία και την Υεμένη. Το Ηνωμένο Βασίλειο είδε την ψυχρότερη νύχτα του Φεβρουαρίου από το 1955, με τη θερμοκρασία στο Braemar, το Aberdeenshire να πέφτει στους μείον 23.0 ° C στις 10 Φεβρουαρίου, σύμφωνα με το Met Office. Λίγο ανατολικότερα η Λετονία σημείωνε μέση θερμοκρασία το χειμώνα 2020/2021 -3,7 ° C, την πιο χαμηλή από το 2012/2013, καθώς και με το περισσότερο χιόνι από τότε. Κατά τις πρώτες δέκα ημέρες του Φεβρουαρίου, η μέση θερμοκρασία του αέρα στη Λετονία ήταν -8,8 ° C, δηλαδή 5,0 ° C κάτω από τις κανονικές τιμές . Τα κανάλια στις Κάτω Χώρες πάγωσαν – ένα ολοένα και πιο σπάνιο φαινόμενο – ενώ αργότερα και ήδη στα τέλη της εβδομάδας που μας πέρασε ακολούθησε ασυνήθιστα ζεστός  καιρός στην Κεντρική Ευρώπη. Στο Γκέτινγκεν στη Γερμανία είχαμε μια τεράστια (και ρεκόρ) διαφορά θερμοκρασίας 41,9 ° C σε διάστημα μικρότερο από μια εβδομάδα, όπου η θερμοκρασία τον Φεβρουάριο κυμαινόταν από -23,8 ° C στις 14,02,21 έως 18,1 ° C στις 21.2. 21, σύμφωνα με την DWD (Γερμανική Μετεωρολογική Υπηρεσία) .

24 February 2021:-Copernicus Sentinel-3

Στις 24 Φεβρουαρίου καταγράφηκαν θερμοκρασίες ρεκόρ στη Γερμανία, όπου στο Αμβούργο ξεπέρασε ο υδράργυρος τους 20°C για πρώτη φορά, και το Βερολίνο σημείωσε μέγιστη θερμοκρασία 19,7°C. Ο υδράργυρος στην Αυστρία, άγγιξε τους 23°C, ενω στο Bilje, στην Δυτική Σλοβενία σημειώθηκε νέο ρεκόρ θερμοκρασίας Φεβρουαρίου στους 25,3°C και στην Κροατία 26,4°C στην πόλη Knin.

Στον αντίποδα βρεθήκαμε διότι μετά την πολύ ψυχρή μεταφορά ακολούθησε έντονη θερμή μεταφορά ενώ και πάλι απ’ οτι δείχνουν τα προγνωστικά θα ξαναέχουμε κι άλλη ψυχρή εισβολή .  Θα λέγαμε οτι τα κύματα της ατμόσφαιρας κινούνται σαν μια χορδή που πάλλεται μεταξύ εξάρσεων και υφέσεων

ΓΙΑΤΙ ΕΜΦΑΝΙΣΤΗΚΑΝ ΑΥΤΕΣ ΟΙ ΑΚΡΌΤΗΤΕΣ ΤΟΥ ΚΑΙΡΟΥ

Στη Μετεωρολογία υπάρχουν κάποιοι ειδικοί δείκτες που μπορούμε να διαγνώσουμε την συμπεριφορά της ατμόσφαιρας και να καταλάβουμε τον τρόπο που θα “συμπεριφερθεί” . Ενας από αυτούς του δείκτες είναι αυτός που ονομάζεται Αρκτική ταλάντωση , ο οποίος μετρά το βαθμό στον οποίο ο πολικός αέρας είτε συγκρατείται στην Αρκτική είτε κινείται με την μορφή μαιάνδρων προς τα νότια .

Η κατάρρευση του πολικού στροβίλου όπως θα αναλύσουμε παρακάτω συνδέεται με την αιφνίδια στρατοσφαιρική θέρμανση (SSW) στα πολύ μεγάλα ύψη η οποία φέρνει τα κύματα ψύχους . Οι περιοχές όμως που θα βρεθούν πάνω στις εξάρσεις του κύματος θα έχουν αντίθετο καιρό και θα επικρατεί ζέστη .

Μια θετική Αρκτική Ταλάντωση υποδηλώνει ότι ο κρύος αέρας παγιδεύεται στην Αρκτική και μία αρνητική σημαίνει ότι ο κρύος αέρας κατευθύνεται προς τα νότια,  καθώς το ρεύμα του αεροχείμαρρου εξασθενεί. Οι επαναλαμβανόμενες διαταραχές του πολικού στροβίλου οδήγησαν σε μια έντονα αρνητική ταλάντωση της Αρκτικής από τις αρχές Δεκεμβρίου 2020. Αυτό είχε σαν αποτέλεσμα τις απότομες εναλλαγές του καιρού από το απότομο κρύο στην απότομη ζέστη

Η αιφνίδια στρατοσφαιρική θέρμαωση οδήγησε στην κατάρρευση του πολικού στροβίλου και έφερε το κύμα ψύχους

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Ο ΠΟΛΙΚΟΣ ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

Στη στρατόσφαιρα, πάνω από την Αρκτική, εντοπίζεται ο Πολικός Στρόβιλος o οποίος αποτελεί ένα ημι-μόνιμο σύστημα χαμηλών πιέσεων, του οποίου κύριο χαρακτηριστικό είναι οι ισχυροί κυκλωνικοί άνεμοι που πνέουν από δυσμάς προς ανατολάς οι οποίοι οριοθετούν τον λεγόμενο Πολικό Αεροχείμαρρο.

Για πρώτη φορά οι πολικοί στρόβιλοι έγιναν αντιληπτοί και καταγράφηκαν το 1853, όμως η πρώτη ανάλυσή τους έγινε το 1952 – ουσιαστικά οι πρώτες σχετικές ανακοινώσεις βγήκαν το 1953 – με την χρήση των ραδιοβολίδων, οι οποίες μπόρεσαν να κάνουν μετρήσεις σε μεγάλα ύψη, πάνω από τη τροπόσφαιρα. Οι μελέτες των τελευταίων είκοσι ετών ετών έχουν αρχίσει να φωτίζουν περισσότερο το φαινόμενο.  Ο πολικός στρόβιλος είναι ένας τύπος κυκλοφορίας του οποίου το “αποτύπωμα” είναι ορατό μόνο στην ανώτερη ατμόσφαιρα (τυπικά πάνω από τα 5 km) και σε καμία περίπτωση στην επιφάνεια.

Polar vortex and weather impacts due to stratospheric warming

Είναι πλέον γνωστό ότι το «σπάσιμο» του στροβίλου προκαλείται όταν υπάρχει απότομη αύξηση της θερμοκρασίας της στρατόσφαιρας, αύξηση της τάξης των 30 με 45 βαθμών Κελσίου. Σημαντικό ρόλο παίζει επίσης η χημεία και η κίνηση των αερίων μαζών , ενώ το φαινόμενο δεν διαρκεί πάνω από πέντε με έξι ημέρες.

Η εξασθένηση του στροβίλου στα μεγάλα ύψη σηματοδοτεί άλλες μεταβολές πιο χαμηλά, στην τροπόσφαιρα, ενισχύοντας τα κατώτερα συστήματα και προκαλώντας, μέσω της ενίσχυσης αυτής, σημαντική ψύξη.

Εκτός από την αύξηση της θερμοκρασίας, έχει διαπιστωθεί ότι υπάρχουν και άλλοι παράγοντες που μπορούν επίσης να συνδεθούν με την εξασθένηση των πολικών στροβίλων. Ένας από αυτούς είναι τα θαλάσσια ρεύματα και κυρίως η λεγόμενη Λα Νίνια, η ψυχρή «έκφραση» της Νότιας Ταλάντωσης Ελ Νίνιο (ENSO – η θερμή εκδοχή του φαινομένου, το οποίο εκδηλώνεται αντίστοιχα με ασυνήθιστη μείωση ή αύξηση της θερμοκρασίας των νερών του Ειρηνικού Ωκεανού δυτικά της Νότιας Αμερικής και επηρεάζει το κλίμα σε μεγάλο μέρος του πλανήτη, παρατηρήθηκε πρώτη και είναι γνωστή ως Ελ Νίνιο). Ορισμένοι έχουν επίσης υποστηρίξει ότι έναν ρόλο στο «σπάσιμο» των πολικών στροβίλων ενδέχεται να παίζει και η κοσμική ακτινοβολία, η οποία σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να προκαλέσει «κίνηση κατά μεσημβρινό».

Υπό συνήθεις συνθήκες όταν ο Πολικός Στρόβιλος είναι σταθερός, ο ψυχρός αέρας περιορίζεται στην ευρύτερη περιοχή του Β. Πόλου. Συχνά διαταραχές της κατώτερης ατμόσφαιρας (τροπόσφαιρα) αλληλοεπιδρούν με τον Πολικό Αεροχείμαρρο εξαναγκάζοντας τον σε ταλάντωση.

Όταν οι ταλαντώσεις αυτές είναι αρκετά ισχυρές, η κυκλωνική ροή του Πολικού Στροβίλου επιβραδύνεται, οδηγώντας τον πολικό στρατοσφαιρικό αέρα σε κατάρρευση και συμπίεση πάνω από την Αρκτική. Αυτή η συμπίεση του αέρα οδηγεί τελικά στη θέρμανσή του, οπότε και με αυτόν τον τρόπο προκαλείται το φαινόμενο της στρατοσφαιρικής θέρμανσης.

Στη σύγχρονη Μετεωρολογία έχει τεθεί ως όριο αυτής της θέρμανσης να είναι οι 30 βαθμοί Κελσίου και πάνω , οπότε όταν η θέρμανση αυτή είναι τόσο μεγάλη και συμβαίνει μέσα σε διάστημα λίγων ημερών, τότε λέμε ότι λαμβάνει χώρα ένα επεισόδιο αιφνίδιας στρατοσφαιρικής θέρμανσης.  Κάτω από αυτές τις συνθήκες, επέρχεται τελικά η διάσπαση του πολικού στροβίλου και η απελευθέρωση των ψυχρών αερίων μαζών της Αρκτικής προς τα νοτιότερα γεωγραφικά πλάτη.

ΤΙ ΑΛΛΟ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΣΥΜΒΕΙ ΑΠΟ ΤΗΝ ΚΑΤΑΡΡΕΥΣΗ ΤΟΥ ΠΟΛΙΚΟΥ ΣΤΡΟΒΙΛΟΥ

Εκτός από τσουχτερό κρύο, η κατάρρευση του πολικού στροβίλου μπορεί να προκαλέσει  ακόμη και «άνοιγμα» της τρύπας του όζοντος. Αυτό παρατηρείται κυρίως στην Ανταρκτική, όπου το «σπάσιμο» των πολικών στροβίλων είναι πιο συχνό, συνήθως δύο χρόνια μετά την έκρηξη ενός μεγάλου ηφαιστείου. Τα ηφαίστεια, εκλύουν διοξείδιο του θείου, το οποίο παγιδεύεται σε παγοκρυστάλλους μέσα στους θυσάνους, τα ανώτερα «γραμμωτά» νέφη της τροπόσφαιρας. «Η τροπόσφαιρα όμως «συνομιλεί» με τη στρατόσφαιρα», και οι παγοκρύσταλλοι αυτοί μπορούν να περάσουν στα ανώτερα στρώματα. Εκεί το νερό βρίσκεται σε υπέρτηξη – δηλαδή από τους -50 βαθμούς Κελσίου που ήταν στην τροπόσφαιρα, στη στρατόσφαιρα μπορεί να «πέσει» στους -80 , με αποτέλεσμα την άνοιξη, καθώς η θερμοκρασία ανεβαίνει, να λιώνει απελευθερώνοντας στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας το διοξείδιο του θείου, το οποίο αντιδρά με το όζον το οποίο το καταστρέφει. Σε πολλά επιστημονικά δημοσιεύματα  εκφράζεται η άποψη ότι ειδικά κατά την διάρκεια του Ψυχρού Πολέμου στις αρχές της δεκαετίας του 60, οι πυρηνικές δοκιμές που γινόταν στο διάστημα,  διατάραξαν σε μεγάλο βαθμό, έστω και πρόσκαιρα , το θερμοκρασιακό status της στρατόσφαιρας κατά την διάρκεια των δοκιμών με ότι αυτό συνεπάγεται .

Κλείνω πιστεύοντας ότι το παραπάνω κείμενο έγινε κατανοητό και από ανθρώπους που δεν γνωρίζουν πολλά πράγματα από μετεωρολογία και πιστεύω ότι αυτή η εκλαΐκευση της επιστήμης αποτελεί μία γεφύρωση ανάμεσα στην επιστημονική κοινότητα και στην κοινωνία . Σκοπός όλων μας είναι να περιγράφουμε με περισσότερο κατανοητή γλώσσα τα επιτεύγματα της επιστήμης μας , μεταδίδοντας αναλλοίωτες τις μεθόδους, την ακρίβεια και το πνεύμα της,  ενημερώνοντας έγκυρα και υπεύθυνα όλους .

Θοδωρής Ν. Κολυδάς

ΠΗΓΕΣ

https://www.copernicus.eu/en/media/image-day-gallery/record-setting-heatwave-europe-february-2021-land-surface-temperature

https://public.wmo.int/en/media/news/extreme-weather-hits-usa-europe