Внезапные стратосферные потепления ( «полярный вихрь») часто связаны с холодной и снежной погодой; и действительно, после этих событий в некоторых северных регионах наблюдаются аномальные холода. Как потепление стратосферы вызывает повсеместное похолодание на поверхности?
Во время сильных потеплений толщина атмосферы над полюсом увеличивается, что проявляется на этих картах как положительная аномалия высоты геопотенциала тропосферы над Арктикой, особенно Гренландией. Это увеличение толщины атмосферы в тропосфере связано с скоплением воздуха над полюсом во время внезапного потепления: он может действовать как камень, брошенный в ведро, давя на тропосферу так, что холодный арктический воздух «выплескивается». в более низкие широты. Ещё одна теория заключается в том, что увеличение толщины атмосферы над Арктикой вызывает изменения в тропосферных ветрах, которые отталкивают холодный воздух из Арктики дальше на юг в некоторых регионах и притягивают теплый воздух с юга в Арктику в других регионах.
Распространение холодного удара
Не всем регионам нужно иметь с собой лопаты и перчатки для снега, когда на горизонте стоит проблема разрушения полярного вихря. Карта показывает, что существуют также большие территории, где температура поверхности после значительного потепления обычно выше обычной. Эти регионы включают восточную Канаду и большую часть субтропической Африки и Азии. Это одна из причин, почему, хотя нас больше всего волнует то, что происходит там, где мы живем, нам не следует приравнивать разрушения полярных вихрей к вспышкам холодного воздуха.
Еще одна причина, по которой не следует автоматически предполагать, что значительное стратосферное потепление означает более холодную погоду, заключается в том, что величина холода широко варьируется от места к месту: самые сильные холода появляются над Северной Европой и Азией, а более умеренные или слабые холода появляются над Центральной Европой и Азией. восток США. Эти региональные различия возникают из-за того, что изменения толщины атмосферы и, следовательно, воздействие на тропосферные струйные течения сосредоточены над Северной Атлантикой [сноска 1], и поэтому самые сильные связанные с этим изменения температуры происходят непосредственно выше или ниже по течению от этого региона.
Атмосферная интрига
Важно помнить, что карты «типичных» воздействий на поверхность не являются прогнозом и не отражают ожидаемую ежедневную погоду, когда произойдет одно из этих событий. На этих картах показаны средние значения для многих крупных потеплений, каждое из которых происходило в разные годы и с разными глобальными климатическими условиями (например, с разными фазами ЭНЮК). Эти карты не дают представления о том, где погода может существенно меняться от одного события к другому.
Кроме того, они также являются средними значениями за 30-дневный период после одного из этих явлений, а это означает, что изо дня в день или из недели в неделю после крупного потепления погода в любом конкретном месте может выглядеть совершенно иначе, чем та, которая была раньше. показано здесь. Карта этого типа дает представление о том, где наиболее вероятны изменения температуры и давления в течение месяца после сильного потепления, что позволяет нам оценить вероятностный риск определенных экстремальных явлений. Другими словами, значительное потепление «нагружает кости» определенными условиями, но ни в коем случае не гарантирует их.
Еще один способ получить подсказку о том, какие области с наибольшей вероятностью будут следовать среднему образцу, — это посмотреть, насколько велика изменчивость в данном месте от события к событию. Именно это и показывают карты ниже.
Где температура поверхности и толщина атмосферы (при уровне давления 500 гектоПаскалей) больше всего изменяются от одного крупного потепления к другому? На этих картах показано, где стандартное отклонение, мера изменчивости, является наибольшим для разных событий (за 30-дневный усредненный период после 42 крупных потеплений, наблюдавшихся в период 1958-2023 гг.). Приземные температуры (слева) демонстрируют высокую изменчивость от события к событию в центральной Арктике, России и на Аляске. Высокая изменчивость в центральной части Арктики, вероятно, отражает изменение состояния морского льда за этот период. Толщина атмосферы (справа) демонстрирует высокую изменчивость от события к событию над Гренландией, Северной Атлантикой и северной частью Тихого океана. Высокая изменчивость от события к событию на Аляске и в Тихоокеанском регионе, вероятно, отражает меняющиеся условия Эль-Ниньо и Южного колебания, которые произошли во время 42 крупных событий потепления, которые усреднены на первом рисунке в этом посте. Изображение NOAA Climate.gov основано на данных реанализа ERA5, предоставленных Эми Батлер.
