Nadchodzi zima – w końcu. Nowe badania sugerują, że podczas gdy Ziemia się ociepla, atmosfera ulega zmianom w sposób, który w niektórych regionach powoduje długie napady ekstremalnego zimowego chłodu lub wilgoci.
Autorzy badania twierdzą, że zidentyfikowali gigantyczne meandry w globalnym prądzie odrzutowym, które niosą polarne powietrze na południe, powodując jednoczesne występowanie mroźnych lub wilgotnych warunków nad większą częścią Ameryki Północnej i Europy, często na kilka tygodni. Twierdzą, że częstotliwość takich fal pogodowych podwoiła się od lat sześćdziesiątych XX wieku. W ciągu zaledwie kilku ostatnich lat zabili setki ludzi i sparaliżowali systemy energetyczne i transportowe.
Nowy artykuł ukaże się w tym tygodniu w Biuletynie Amerykańskiego Towarzystwa Meteorologicznego.
„Mimo że zimy są średnio coraz łagodniejsze, dzieje się to kosztem coraz bardziej niszczycielskich ekstremalnych temperatur w ciepłej porze roku” – powiedział autor Kai Kornhuber, adiunkt w Obserwatorium Ziemi Lamont-Doherty na Uniwersytecie Columbia. „Za sto lat prawdopodobnie nie będziemy musieli tak bardzo martwić się ekstremalnym zimnem, ponieważ wszystko staje się coraz cieplejsze. Jednak dzisiaj i w przyszłości zimno nadal stanowi bardzo istotne zagrożenie”.
Strumień strumieniowy to szybko poruszająca się rzeka powietrza, która w sposób ciągły okrąża półkulę północną ze wschodu na zachód. Zwykle przepływa w obrębie stosunkowo prostych granic, oddzielając masy zimnego powietrza polarnego od średnich szerokości geograficznych, ale czasami może w naturalny sposób powodować duże wahania. Niektórzy naukowcy uważają, że te wahania stają się coraz większe i częstsze z powodu szybkiego ocieplenia się Arktyki, które jest znacznie odbiegające od regionów bardziej południowych; twierdzi, że destabilizuje to system, powodując wiatry, które przełamują barierę północ-południe. W odpowiednich warunkach niektóre z tych drgań mogą zostać wzmocnione w symetryczne fale, które następnie unieruchomią się na całym świecie, nieco podobnie do wibracji wytwarzających stały ton muzyczny. Są to tak zwane fale Rossby’ego.
W badaniu przeprowadzonym w 2019 roku Kornhuber i współpracownicy wykazali, że powtarzający się wzór fal Rossby’ego, znany jako fala 7 – czyli siedem gigantycznych szczytów i siedem pasujących do nich dolin rozciągających się na całym świecie – zasysa ciepłe, suche powietrze od stref podzwrotnikowych po średnie szerokości geograficzne. powodując jednoczesne letnie fale upałów i susze w przewidywalnych częściach Ameryki Północnej, Europy i Azji. Z badania wynika, że mogą one powodować rozległe, jednoczesne straty w plonach w ważnych regionach spichlerza.
Nowsza gazeta ukazuje mniej więcej drugą stronę medalu. Zimowy wzór znany jako fala 4 – na całym świecie cztery szczyty i cztery pasujące doliny – ma tendencję do blokowania się. Autorzy twierdzą, że kiedy tak się stanie, ryzyko ekstremalnego zimna lub wilgoci w dolinie potroi się. Jednocześnie w szczytach mogą wystąpić nienormalnie ciepłe lub suche warunki.
Ostatnia duża iteracja fali 4 przyniosła falę zimna w lutym 2021 r. do większości Kanady, Stanów Zjednoczonych, a nawet północnego Meksyku. Temperatury spadły aż o 50 stopni F poniżej średniej aż do wybrzeża Zatoki Meksykańskiej. W niektórych częściach głębokiego południa opady śniegu były rzadkie. Najbardziej dotknięte: Teksas, gdzie rekordowo sparaliżowane zimno rurociągi gazu ziemnego i inna infrastruktura energetyczna uległy zniszczeniu, powodując awarię znacznej części sieci energetycznej oraz powodując pociemnienie i zamrożenie domów i przedsiębiorstw. W sumie co najmniej 278 osób zginęło bezpośrednio lub pośrednio w wyniku fali zimna, a szkody wyniosły prawie 200 miliardów dolarów. Podobne, choć mniej niszczycielskie wydarzenie, spowodowało trzask mrozu w styczniu i lutym 2019 r. we wschodnich Stanach Zjednoczonych, w wyniku którego zginęło ponad 20 osób.
Ten sam schemat często uderza w tym samym czasie po drugiej stronie Atlantyku, zwykle najbardziej ekstremalnie w południowo-zachodniej Europie i Skandynawii. Wydarzenie, które miało miejsce od stycznia do lutego 2019 r., przyniosło ekstremalnie niskie temperatury zarówno w południowej Francji, jak i w Szwecji. Jednocześnie, naciągając wilgotne powietrze znad Atlantyku, spowodował ekstremalne opady i powodzie na wielu obszarach Europy Środkowej i Wschodniej. Podobne wydarzenia miały miejsce w Europie w latach 2013 i 2018.
Naukowcy twierdzą, że 50 lat temu takie równoległe fale występowały średnio tylko raz każdej zimy. Liczby te zmieniają się z roku na rok, ale obecnie średnia wzrosła do dwóch razy w roku.
„To stanowi coraz większą liczbę dowodów na to, że ekstremalne warunki pogodowe w Ameryce Północnej i Europie są często zsynchronizowane” – stwierdziła inna autorka badania, Gabriele Messori ze szwedzkiego Uniwersytetu w Uppsali. Na początku tego roku Messori opublikował artykuł, w którym odnotował powtarzające się przykłady tego zjawiska i wysunął hipotezę o powiązaniu z wzorcami cyrkulacji atmosferycznej na dużą skalę.
Kornhuber powiedział, że dokładne mechanizmy powodujące pojawienie się fali 4 wymagają dalszych badań, ale podejrzewa, że zaczynają się one od okresowych zmian warunków oceanicznych w częściach Pacyfiku, które w odpowiednich okolicznościach mogą wywołać globalną reakcję łańcuchową. Wyjaśnienie tego mechanizmu może pozwolić naukowcom na lepsze przewidywanie fal zimnych i mokrych – dodał.
Kornuber stwierdził, że istnieje coraz więcej dowodów na związek między ocieplającym się klimatem a letnimi meandrami, które niosą ze sobą fale upałów; jednakże fale zimowe są nadal przedmiotem intensywnego dyskursu naukowego. Naukowcy badają obecnie kilka możliwych mechanizmów, które mogą wskazywać na powiązanie klimatyczne i możliwy rozwój sytuacji w przyszłości.
Kornhuber zauważył, że badanie, którego jest współautorem na początku tego roku, wykazało, że modele klimatyczne nadal mają trudności z odtworzeniem nawet latem najbardziej ekstremalnych regionalnych anomalii pogodowych związanych z tymi wzorcami na większą skalę; może to prowadzić do niedoszacowania potencjalnych strat w uprawach spowodowanych pogodą na poszczególnych obszarach. Powiedział, że nadchodzące prace skupią się na zbadaniu, czy najgorsze skrajności mają związek z przyczynami ludzkimi, czy po prostu z naturalną zmiennością.