Negativen AO, južna pot ciklonov in mokra prva polovica februarja

Vplivi atmosferskih rek v osrednji Grenlandiji: sneženje, oblaki in atmosfersko stanje

Atmosferske reke so ozke, a izjemno močni tokovi vlage v ozračju, ki prenašajo ogromne količine vodne pare iz subtropskih območij proti višjim širinam. Te pojave pogosto povezujemo z obilnimi padavinami, poplavami in močnimi vetrovi v zmernih zemljepisnih širinah, vendar njihovi vplivi segajo tudi daleč na sever, vse do osrednje Grenlandije. Osrednji del otoka, kjer leži postaja Summit na približno 3200 metrih nadmorske višine, je eden najbolj suhih in hladnih krajev na svetu. Kljub temu lahko prav atmosferske reke tu prinesejo presenetljive spremembe v sneženju, oblačnosti in celotnem atmosferskem stanju. Raziskava, objavljena pred nekaj dnevi v reviji Journal of Geophysical Research: Atmospheres pod vodstvom Alanne E. Wedum in sodelavcev, natančno analizira te vplive na podlagi 12-letnih opazovanj med leti 2010 in 2022.

Avtorji so pregledali 41 dogodkov atmosferskih rek, ki so dosegli osrednjo Grenlandijo. Čeprav se ti pojavi zgodijo zelo redko – le 0,97 % vsega časa in 2,68 % časa, ko sneži –, prispevajo kar 5,8 % k celotni količini padlega snega. To pomeni, da so kljub redkosti izjemno pomembni za masno bilanco ledenega pokrova. Med temi dogodki so povprečne hitrosti sneženja kar 80 % višje kot pri običajnem sneženju, dnevna količina padavin pa se podvoji v primerjavi z drugimi snežnimi obdobji. Takšne številke kažejo, da gre za izrazito intenzivne epizode, ki lahko v kratkem času dodajo znatno količino snega na ledenik.

Satelitski posnetek tipične atmosferske reke, ki se z jugozahoda približuje Grenlandiji. Ozek, a dolg in gosta pas oblakov (označena kot “atmospheric river”) jasno kaže transport ogromne količine vodne pare globoko v notranjost otoka, kar je značilno za dogodke, ki dosežejo Summit Station.

Eden glavnih učinkov atmosferskih rek je segrevanje ozračja. V bližini površja in vse do višine približno 350 hPa (kar ustreza višini okoli 8–9 km) se temperatura dvigne za več kot 7 °C. Hkrati se specifična vlažnost poveča za okoli 66 %. To prinaša vodo v sicer izjemno suho in hladno okolje osrednje Grenlandije. Običajno je zrak tu tako suh, da snežni kristali rastejo počasi in padajo v majhnih količinah. Ko pride atmosferska reka, se vlaga in toplota združita ter omogočita veliko hitrejšo rast snežnih delcev. Radarji na postaji Summit so zabeležili globlje oblake in višjo radar reflektivnost, kar kaže na gostejše in debelejše oblačne sisteme. Ti oblaki niso le višji, ampak tudi učinkovitejši pri proizvajanju padavin.

Postaja Summit

Pomembno je razumeti, da osrednja Grenlandija leži globoko v notranjosti ledenega pokrova, daleč od obale, kjer se večina vlažnih zračnih mas izliva že prej. Kljub temu lahko nekatere močnejše atmosferske reke prečkajo gorske verige in dosežejo Summit. Ko pridejo tja, prinesejo ne le vlago, ampak tudi toploto, ki začasno spremeni stabilnost ozračja. Običajno prevladujejo zelo stabilne inverzije, ki zavirajo vertikalno gibanje zraka, vendar atmosferske reke to prekinjajo. Rezultat so globoki oblaki, v katerih lahko snežni kristali rastejo z agregacijo in rimingom – procesi, ki so v tem okolju redki. Prav to omogoča višje snežne količine in večjo učinkovitost padavin.

Zeleni zaščitni pokrov skriva znanstveno anteno za merjenje atmosfere in ledu – ključni del spremljanja atmosferskih rek na robu ledenega pokrova.

Ti dogodki niso le zanimivi z meteorološkega vidika, ampak imajo tudi širše posledice za Grenlandski ledeni pokrov. Čeprav prispevajo le okoli 6 % k celotnemu snegu, lahko v posameznih letih znatno vplivajo na masno bilanco. Grenlandija vsako leto izgublja ogromne količine ledu zaradi taljenja in odtoka v morje, kar prispeva k dvigu morske gladine. Vsak dodaten centimeter snega na površini pomeni večjo albedo (odbojnost sončne svetlobe) in zapoznel začetek poletnega taljenja. Nekatere študije kažejo, da lahko posamezen močan dogodek atmosferske reke – kot je bil tisti marca 2022 – v enem dnevu prinese več kot 10 milijard ton snega in začasno izravna del letne izgube ledu.

Pregled območja okoli postaje Summit

Poleg snega in temperature atmosferske reke spreminjajo tudi oblačnost. Običajno so oblaki nad Summitom tanki in nizki, pogosto gre za cirusne ali stratiformne oblike z malo padavinami. Med AR dogodki pa se oblaki poglobijo, postanejo večplastni in vsebujejo več tekoče vode ter ledu. To poveča učinkovitost padavin in hkrati vpliva na sevanje – debelejši oblaki bolje zadržujejo toploto ponoči in odbijajo sončno svetlobo podnevi. V hladnem okolju to lahko pomeni manj izgube toplote z dolgotrajnim sevanjem in s tem nekoliko višje temperature tudi po koncu dogodka.

Raziskava Wedum in sodelavcev temelji na kombinaciji meritev z radarji, lidarmi, radionsondami, snežnimi merilniki in reanaliznimi podatki ERA5. Takšna večplastna analiza omogoča natančno ločevanje vplivov AR od običajnih snežnih dogodkov. Rezultati kažejo, da so atmosferske reke v osrednji Grenlandiji dosledno povezane z višjimi temperaturami, večjo vlago, globljimi oblaki in močnejšim sneženjem. Čeprav predstavljajo le majhen delež časa, so nepogrešljive za razumevanje variabilnosti padavin v tem ekstremnem okolju.

Grenlandski ledeni pokrov je ogromna ledena masa, ki pokriva 660.000 kvadratnih milj (1.710.000 kvadratnih kilometrov), kar je približno 80 % površine Grenlandije.

V prihodnosti lahko podnebne spremembe te vplive še okrepijo. Toplotno segrevanje Arktike povečuje količino vodne pare v ozračju, kar lahko vodi do močnejših in pogostejših atmosferskih rek tudi v visokih širinah. Po eni strani to pomeni več snega pozimi, kar bi lahko nekoliko upočasnilo izgubo ledu. Po drugi strani pa lahko poletne atmosferske reke prinesejo dež na površino ledenika, kar pospeši taljenje in zmanjša albedo. Ravnotežje med temi procesi bo ključno za prihodnjo maso Grenlandskega ledenega pokrova.

Na koncu lahko rečemo, da atmosferske reke v osrednji Grenlandiji niso le redka zanimivost, ampak pomemben dejavnik v sistemu ledenega pokrova. Prinašajo vlago in toploto v sicer suho in hladno okolje, omogočajo intenzivnejše sneženje ter spreminjajo oblake in atmosfersko stanje na načine, ki jih običajni vremenski vzorci ne dosežejo. Raziskave, kot je ta, nam pomagajo bolje razumeti te procese in napovedovati, kako se bo Grenlandija odzvala na nadaljnje segrevanje planeta. Čeprav prispevajo le majhen delež k celotnim padavinam, je njihov vpliv nesorazmerno velik in lahko v ključnih trenutkih vpliva na globalno morsko gladino.

Negativen AO, južna pot ciklonov in mokra prva polovica februarja

Torej kaj smo se naučili o polarnem vrtincu v prejšnjih objavah. Da na hitro ponovimo, kot rečeno se pričakuje povečanje temperature zraka v stratosferi pri tlaku 10 hPa (približno 31 km) na območju nad Severnim Atlantikom in tudi (nekoliko manj izrazito) nad severovzhodno Azijo.

Segrevanje v zgornjem delu stratosfere

To segrevanje bo povzročilo motnjo polarnega vrtinca, ki se bo razdelil na dve jedri. Eno jedro bo nad Sibirijo, drugo pa nad severno Kanado. Z drugimi besedami, polarni vrtinec, ki je v drugih primerih kompakten in ga v bistvu zaznamuje velik tlak nizko v polarni stratosferi, se razcepi na dva manjša tlačna nizka območja, ki ju običajno zaznamuje hladnejši zrak. Po drugi strani pa se nad severnim Atlantikom in severovzhodno Azijo v toplejšem zraku tvorijo tlakovni vrhovi, ki se vrtijo v nasprotni smeri od polarnega vrtinca, ga oslabijo in motijo. Dvig temperature v stratosferi, kot na sliki zgoraj, imenujemo nenadno segrevanje stratosfere (SSW). To je izraz močne interakcije med troposfero in stratosfero, pri kateri izrazitejši planetarni valovi lahko premaknejo relativno toplejši zrak iz troposfere v sicer zelo hladno polarno stratosfero, s čimer motijo polarni vrtinec. Planetarni (tudi Rossby) valovi nastajajo predvsem zaradi temperature in s tem zaradi kontrastov gostote in tlaka med kopnimi in oceani v srednjih zemljepisnih širinah (prav tako zaradi precejšnje robustnosti reliefa severne poloble).

Imamo dva tipa nenadnega stratosferskega segrevanja (SSW). Levo (2004): vrtinec se premakne v en kos nad Evropo – displacement tip. Desno (2009): vrtinec se razcepi na dva dela – split tip. Modra pomeni vrtinec, rdeče pomeni segrevanje nad polom. Razcepitve (desno) pogosto prinesejo hitrejši in močnejši mraz v Evropo, premiki pa bolj enostranski vpliv.

Če bi šli globlje v teorijo teh planetarnih valov, jih lahko v bistvu razdelimo glede na njihovo prostorsko strukturo in vplive na polarni vrtinec na valovih-1 in 2 (obstajajo še drugi, vendar so ti glede na vplive na stratosfero, kar je najpomembneje). Val-1 ima značaj enega tlačnega vrha, povezanega s toplim zrakom, in enega tlaka nizkega (polarni vrtinec) v stratosferi, njegovo ojačanje pa vodi predvsem do premika polarnega vrtinca od njegovega običajnega položaja nad severnim polom (slika 2 na levi). Po drugi strani pa val-2 ustvari dve nasprotni višini tlaka in dva nižja tlaka, kar vodi do večjega raztezanja polarnega vrtinca in se pogosto razcepi na dve ločeni jedri (razcep; slika 2 na desni). Vplivi SSW so zato tesno povezani s tem, kateri od teh vrst planetarnih valov prevladuje. V praksi pa se pogosto uporablja kombinacija obeh vrst planetarnih valov. Dušenje vrtinca zaradi vala-1 ustvarja pogoje za kasnejšo okrepitev vala-2, kar lahko povzroči močno segrevanje stratosfere z velikimi vplivi na kroženje v troposferi.

Aktivnost planetarnih valov (val-1 na levi; val-2 na desni) pri tlaku 10 hPa na 60. vzporedniku N v tem letnem času (rdeča in vijolična) z napovedjo (oranžna) skupaj z dolgoročnim povprečjem (črna)

Opisana kombinacija obeh vrst planetarnih valov je jasno vidna na sliki zgoraaj. Na začetku te zimske sezone je prevladoval val-1 (levo), katerega aktivnost je bila od novembra nadpovprečna. Vendar pa bo po napovedih njegova aktivnost zdaj oslabela. Nasprotno, kot je razvidno iz aktivnosti vala-2, je bil precej pod ali okoli povprečja, zdaj pa se bo njegova aktivnost znatno povečala in najverjetneje povzročila delitev polarnega vrtinca, kot je prikazano na prvi sliki.

Pričakovana motnja polarnega vrtinca v stratosferi se lahko pojavi tudi v troposferi z določeno časovno zamudo. Če pride do pomembne oslabitve ali celo obrata conalnega toka v stratosferi, se ta signal pogosto v naslednjih tednih razširi navzdol na nižje ravni. V troposferi se običajno kaže v prehodu v negativno fazo arktične oscilacije (AO) in pogosto v severnoatlantsko oscilacijo (NAO). To pomeni oslabitev zonalnega toka v zmernih širinah, pogostejši pojav blokovnih tlačnih sistemov in večjo verjetnost meridionalnega toka, kar omogoča hladnemu zraku prodor iz višjih zemljepisnih širin v Evropo in Severno Ameriko. Vendar pa vplivi SSW na vreme niso avtomatični ali časovno določeni, temveč so odvisni od stopnje in trajanja motenj polarnega vrtinca ter od trenutnih kroženj v troposferi. Kljub temu lahko rečemo, da trenutni razvoj v stratosferi povečuje verjetnost hladnejših epizod in bolj spremenljivega vremena v srednjih zemljepisnih širinah v drugi polovici februarja in začetku marca.

Januar se bliža koncu, temperaturno ne bo nič posebnega, okoli 40.mesta od leta 1850. Ko bo Arso konec leta objavil podatke še za 100 let daljše obdobje(trenutno od 1948) bomo dobili še malo bolj jasno sliko o trendu segrevanja. Močno negativen AO indeks se bo nadaljeval tudi v februarju, to pomeni da bo nad Severno Evropo in Arktiko območje večinoma visokega zračnega pritiska, ciklonska območja pa se bodo pomikala večinoma čez južno polovico Evropo, več padavin pa bo tudi nad zahodno Rusijo, kjer bo večinoma snežilo. Januar je v Moskvi najbolj padavinski mesec v zadnjih 200 letih, snežna odeja pa je trenutno debela okoli 60cm.

AO indeks bo večino februarja negativen

Največ padavin v naslednjih 15 dneh lahko pričakujemo nad južno polovico Evropo in nad zahodno Rusijo

Jutri bo na Primorskem večinoma sončno, drugod bo večinoma oblačno, ponekod bo občasno rahlo rosilo, pihal bo šibak severovzhodni veter, na Primorskem šibka do zmerna burja, najvišje temperature bodo med 1 °C in 6 °C, na Primorskem do 11 °C.

Proti območju Alp se iz severa Evrope postopno širi izrazitejše območje visokega zračnega tlaka . Ta v naše kraje prinaša nekoliko hladnejše vreme v primerjavi s tem, kar smo bili vajeni v zadnjem tednu, ko so bile temperature za ta čas razmeroma visoke. Z njegovo krepitvijo se bo zračna masa nad nami zamenjala, zato bo občutek hladnejšega vremena še nekoliko izrazitejši.

Območje visokega zračnega pritiska iz severa Evrope bo segalo do našega območja tja do torka

V jutranjih urah bodo temperature nižje, ponekod bo lahko tudi rahla slana, predvsem v nekoliko bolj zakritih in višje ležečih legah. Zaradi hladnejšega dotoka zraka iz severovzhodne smeri tudi čez dan ne bo posebej toplo. Dnevne temperature se bodo ustavile precej nižje kot v preteklih dneh, kljub temu pa ne pričakujemo izrazitega mraza, temveč bolj tipično za zimsko vreme.

Temperature čez dan bodo primernejše letnemu času(vir imweather)

Od severovzhoda bo pritekal hladen in razmeroma vlažen zrak. Vlaga v zraku bo poskrbela za več nizke oblačnosti, ponekod se bo lahko zadrževala kar večji del dneva. Iz katere bo lahko tudi rosilo. Zato bo v notranjosti Slovenije prevladovalo pretežno do v glavnem oblačno vreme, sončnih obdobij bo malo ali pa jih sploh ne bo. V takih razmerah bo občutek mraza še nekoliko močnejši, kot bi ga pričakovali glede na same izmerjene temperature.

Drugačna vremenska slika pa se obeta na Primorskem, posebej ob morju in v nižjih predelih. Tam bo ob šibki burji več sonca, kar bo nekoliko ublažilo vtis hladnega vremena, medtem ko bodo drugje po Sloveniji nebo prekrivali oblaki in bo dan deloval bolj siv in hladen.

V ponedeljek bo večinoma oblačno, na Primorskem pa sončno vreme, šibka burja na Primorskem bo oslabela, najvišje temperature bodo med 0 °C in 5 °C, na Primorskem do 10 °C.

V začetku naslednjega tedna se bo vremenska slika postopno spremenila, saj bomo prešli pod izrazitejši vpliv ciklonskega območja. To območje nizkega zračnega tlaka se bo poglobilo nad Biskajskim zalivom, od tam pa bo vplivalo na vreme nad večjim delom zahodne in srednje Evrope, vključno z našimi kraji. Takšna sinoptična situacija običajno pomeni bolj nestanovitno vreme, več oblakov ter povečano verjetnost za padavine.

Ciklonsko območje se bo več dni obnavljalo nad zahodnim delom Sredozemlja(vir weatherbell)

V torek bo oblačno, padavine se bodo zjutraj in dopoldne pojavljale večinoma na zahodu, čez dan pa dosegle tudi osrednje kraje. Meja sneženja bo sprva na okoli 800nm, nato pa se bo hitro dvignila. Na vzhodu bo večinoma suho vreme, ob morju bo pihal jugo, najvišje temperature bodo med 4 °C in 9 °C, na Primorskem do 12 °C.

V noči na torek se bo v višinah krepil jugozahodni veter. Ta okrepljen višinski zračni tok bo imel pomembno vlogo pri preoblikovanju zračne mase nad nami. Iz smeri Sredozemlja se bo proti našim krajem začel dotok toplejšega in vlažnejšega zraka. Advekcija, bo zaradi okrepljenega vetra v višjih slojih ozračja precej učinkovita, kar pomeni, da se bo zračna masa razmeroma hitro zamenjala. Posledica bo dvig temperatur, zlasti v višjih legah, in hkrati povečanje količine vlage v ozračju, kar je osnova za nastanek oblačnosti in padavin. Prve padavine lahko pričakujemo v torek. Sprva bodo verjetno bolj lokalne in razmeroma zmerne, pojavljale se bodo v obliki dežja, nad 800m pa večinoma kot sneg, vendar se bo snežna meja hitro dvigovala. Na vzhodu bo padavin zelo malo.

Največ padavin pa za zdaj kaže na sredo. Ob vplivu fronte lahko pričakujemo več padavin povsod, največ še vedno na zahodu. Ob morju se bo v tem času krepil jugo, tudi tam bo pogosto deževalo, meja sneženja pa bo večinoma nad 1500m.

V sredo bo oblačno, občasno bo deževalo, več dežja bo v zahodni Sloveniji, meja sneženja bo nad 1500m, ob morju bo pihal jugo. Najvišje temperature bodo med 6 °C in 11 °C.

Skupna količina padavin do četrtka

V stilu negativnega AO, ki forsira spremenljiv tip vremena nad južno Evropo. Za nas to pomeni, da bomo tudi ob koncu naslednjega tedna imeli več oblakov, pogosteje se bodo pojavljale padavine, vmes pa bodo možna krajša obdobja suhega vremena in razjasnitev.

V četrtek bo oblačno, občasno bo rahlo deževalo, ponekod bo pihal jugozahodni veter, najvišje temperature bodo med 6 °C in 11 °C.

Okoli 9. februarja se modelske sinoptične konfiguracije vse pogosteje nagibajo k postopnemu prehodu na meridionalni tip cirkulacije, kar bi lahko omogočilo vpliv stratosferskih motenj na troposfersko situacijo. Opazna je tvorba močne blokadne anomalije nad Grenlandijo. Vendar pa so takšne sinoptične spremembe, vključno s prenosom signala iz stratosfere v troposfero in trajnostjo grenlandske blokade, v tej fazi še obremenjene z veliko stopnjo negotovosti: različni skupinski izračuno modelov kažejo različno verjetnost nastanka in trajanja blokade ter časovne zamejitve njenega vpliva.

Nad Grenlandijo bi se lahko vzpostavil močan greben