Jak zrozumieć i prognozować zimę?

Przed nami kolejny sezon. Biorąc pod uwagę fakt, iż mamy znaczny przyrost liczby nowych, a zarazem aktywnych użytkowników , chciałbym przedstawić pokrótce o czym nasza skromna redakcja będzie pisać w kolejnych miesiącach. Oczywiście przede wszystkim chodzi tutaj o prognozowanie pogody, jednak nas szczególnie interesuje to co dzieje się nad północną częścią Atlantyku. Ponieważ na podstawie zmian zachodzących nad Atlantykiem zimą można konstruować najtrafniejsze prognozy, nasze oczy coraz częściej kierowane są właśnie tam, do generatora pogody. Latem procesy zachodzące w tych szerokości geograficznych mają duże znaczenie dla kształtowania się pogody, jednak zimą zmiany te odczuwane są przez nas znacznie wyraźniej i gwałtowniej. Nie bez znaczenia w wielu opracowaniach naukowych Atlantyk ujmowany jest jako “kuźnia klimatu”. Oczywiście to co dzieje się nad północną częścią Atlantyku to tylko wynik wielu składowych z których każda odrywa ogromną rolę w kształtowaniu klimatu i pogody w Europie.

Aby zrozumieć to co dzieje się nad Atlantykiem należy sięgnąć znacznie głębiej, tam gdzie wszystko ma swój początek. A wszystko ma swoją genezę w energii cieplnej wymienianej pomiędzy wodami Atlantyku, a powietrzem. Oczywiście wymiana ta może zachodzić dzięki wielu procesom fizycznym zachodzącym w relacjach woda-powietrze. Bardzo istotnymi strumieniami w tych relacjach są ciepło, pęd, wilgotność oraz aerozole i gazy.

Ciepło między wodą a powietrzem wymieniane może być na kilka sposobów, między innymi radiacyjnie przez promieniowanie krótkofalowe i długofalowe oraz poprzez ciepło utajone. Drugim bardzo ważnym czynnikiem jest pęd, który jest niczym innym niż siłą styczną wiatru wymuszającą wielkoskalową cyrkulację oceaniczną. Jednym z najbardziej istotnych dla powstawania niżów czynników nad Oceanem jest ewaporacja czyli zmiana stanu skupienia cieczy w postać gazową. Należy zwrócić uwagę na to że oceany odzyskują wodę słodką poprzez opad atmosferyczny i tracą właśnie poprzez parowanie.

Dzięki oceanicznej cyrkulacji napędzanej przez wiatr, pływy oraz cyrkulację termohalinową (prądy oceaniczne) pomimo anomalii klimat pozostaje w relatywnej równowadze.

Bez uwzględnienia wszystkich powyższych czynników nie da się jasno wyjaśnić zjawisk zachodzących w atmosferze, dlatego wszystko to jest bazą do konstruowania jakichkolwiek teorii na temat tego co dzieje się w strefie największego pogodowego gracza jakim dla nas jest Atlantyk. NAO, bo ta nazwa będzie najczęściej pojawiać się w naszych prognozach jest kluczem do rozwikłania wszelkich zagadek związanych z zimą w Europie.

Czym tak na prawdę jest NAO?

NAO czyli Oscylacja Północnoatlantycka jest właśnie wynikiem wszystkich wyżej wymienionych procesów i zjawisk zachodzących nad wodami Północnego Atlantyku. Cyrkulacja ta jest jednym z najdłużej badanych systemów,  a zarazem nadal jedną z największych zagadek meteorologicznych. Gilbert Walker, twórca pojęcia indeksu definiuje indeks NAO jako różnicę ciśnienia znormalizowanego (czyli zredukowanego do poziomu morza) pomiędzy dwoma quasi-stacjonarnymi układami barycznymi – Wyżem Azorskim i Niżem Islandzkim.

Ciekawostką jest iż w trakcie długoletnich badań nad NAO stwierdzono podobieństwo dwóch różnych cykli.
Długość cyklu w którym występowało powietrze o podobnej charakterystyce jest podobna do czasu przebycia cząsteczki wody w tzw. “niezwykłej pętli” czyli wymienionej przeze mnie wcześniej cyrkulacji termohalinowej. Może być to dowodem iż prąd zatokowy może odgrywać istotną rolę stabilizującą klimat.

Wpływ NAO na zmiany pogody:

NAO jest jednym z najważniejszych sterów pogodowych w Europie. Występować może w dwóch fazach, dodatniej i ujemnej przy czym im bardziej indeks oddala się od zera tym mocniej wpływać może na cyrkulację nad Europą. Oczywiście NAO nie przesądza o rozkładzie ciśnienia, jednak ogrywa kluczową rolę w przypadku braku istotnego wyżowego układu sterującego nad Europą.

Jak więc NAO wpływa na pojawienie się bądź brak zimy?

W fazie mocno dodatniej kiedy średnia dla okresu badań wartość  w Wyżu Azorskim jest większa od średniej wartości wieloletniej, a równocześnie odpowiednia wartość ciśnienia w Niżu Islandzkim jest mniejsza od średniej wieloletniej, nad Atlantykiem pojawiają się głębokie niże które w zależności od obecności wyżu lub jego braku nad Europą powodują napływ mas powietrza z zachodu, często również bardzo duży gradient ciśnienia i silny wiatr w szerokościach geograficznych ściśle zależnych od położenia układów barycznych. W silnej fazie dodatniej nad Wyspami Brytyjskimi często pojawiają się głębokie niże które przeszły do nomenklatury meteorologicznej jako Orkany. W fazie dodatniej NAO mówi się często o pojawieniu się cyrkulacji zachodniej.

W fazie silnie ujemnej kiedy średnia dla okresu badań wartość ciśnienia w Wyżu Azorskim jest mniejsza od średniej wartości wieloletniej, a równocześnie odpowiednia wartość ciśnienia w Niżu Islandzkim jest większa od średniej wieloletniej, cyrkulacja zachodnia najczęściej zostaje zablokowana przez wyż rejonie Skandynawii lub w głębi kontynentu. Wówczas Niże Atlantyckie nie przedostają się wgłąb Europy, a stacjonują nad Środkową częścią Północnego Atlantyku podsyłając często wtórne produkty na południe kontynentu przez Cieśninę Gibraltarską lub w skrajnych przypadkach znikają z map prognostycznych. W takim przypadku bardzo często zimą w Europie środkowej pojawia się silniejszy mróz lub opady śniegu pochodzące z niżów wtórnych generowanych na południu kontynentu.

Oczywiście scenariuszy zarówno w przypadku fazy dodatniej jak i ujemnej może być bardzo wiele w zależności od lokalizacji poszczególnych centrów barycznych.
Wielu naszych użytkowników pozna je jeszcze tegorocznej zimy. Należy przypomnieć iż w zeszłym roku niemal przez całą zimę dominowała faza dodatnia.

Efekt jest doskonale wszystkim znany.

Na koniec dodam jeszcze iż uruchomiliśmy specjalną sekcję dla NAO i AO z prognozą siedmiodniową:
https://lowcysniezyc.pl/pogoda/ao
https://lowcysniezyc.pl/pogoda/nao