Stabilno vreme s temperaturnim obratom in meglo, proti koncu naslednjega tedna možne spremembe

Vpliv stratosferskih procesov na dinamično stabilnost polarnega vrtinca: Vloga QBO, ENSO in Eliassen–Palmovega fluksa

Polarni vrtinec je ključna sestavina polarnega atmosferskega kroženja in pomemben del globalnega klima sistema. Gre za obsežno območje nizkega tlaka z zahodnim mejnim tokom, ki se pozimi stalno oblikuje nad polarnimi območji. Nastane zaradi velike temperaturne razlike med zelo hladnim polarnim zrakom in toplejšim zrakom v zmernih in subtropskih širinah. V stratosferi — približno med 15 in 50 km nad površjem — pride v hladnejših mesecih zaradi omejene sončne osvetlitve do močnega ohlajanja, kar spodbuja ciklonsko cirkulacijo, znano kot polarni vrtinec. Nad Antarktiko je ta vrtinec običajno močnejši in bolj stabilen kot nad Arktiko, kar je deloma posledica bolj raznolike razporeditve kopnega in morja na severni polobli. Razlike v segrevanju celin in oceanov vplivajo na temperaturo, gostoto in tlak ter lahko sprožijo velike planetarne valove, ki prenašajo toploto iz troposfere v stratosfero in s tem motijo polarni vrtinec. Jeseni se arktični polarni vrtinec postopoma krepi, njegova moč pa je odvisna od več atmosferskih dejavnikov, kot sta El Niño-Južna oscilacija (ENSO) in kvazi-dvoletna oscilacija (QBO) v tropski stratosferi. Letos naj bi ti dejavniki prispevali k motnjam, zaradi česar bi moral biti vrtinec razmeroma šibkejši. EP-fluks je ključen element v razumevanju prenosa impulza in toplote, ki ga izvajajo atmosferski valovi, kot so Rossbyjevi valovi, zlasti v stratosferi. V nadaljevanju članka bomo podrobneje obravnavali te procese.

Povprečna conska hitrost vetra na 60. vzporedniku severno pri tlaku 10 hPa (približno 30 km) v tej sezoni (rdeča in roza)

Intenziteto polarnega vrtinca običajno merimo s povprečno consko hitrostjo vetra (zahod–vzhod) na 60. vzporedniku pri tlaku 10 hPa (približno 30 km). Slika kaže, da se vrtinec trenutno postopno krepi; conska hitrost znaša približno 20 m/s. Letos se je oblikoval bolj postopno in je oktobra kazal začasno šibkejše hitrosti, zdaj pa poteka v skladu z dolgoročnim povprečjem (črna krivulja), ki običajno doseže vrh konec decembra ali v začetku januarja. V drugi polovici zime in spomladi se nato postopoma tanjša, poleti pa se kroženje preusmeri iz zahodnega (ciklonskega) v vzhodni (anticiklonski). Mejne krivulje na sliki poudarjajo veliko medletno variabilnost intenzivnosti.Modra krivulja na sliki prikazuje sezono 2024/2025: do konca februarja je bil vrtinec nadpovprečno močan, a ga je na prehodu iz februarja v marec prizadelo nenadno stratosfersko segrevanje (SSW). SSW se kaže kot hitra, večdesetstopinjska (do ~50 °C) povišanja temperature v stratosferi v nekaj dneh in izhaja iz delovanja planetarnih (Rossbyjevih) valov. Ti valovi nastanejo v troposferi zaradi neenakomerne razporeditve kopnega, morja in gorskih verig, kar zmoti zahodni tok; ob primernih pogojih se valovi širijo navzgor v stratosfero in vstopijo v interakcijo s polarnim vrtincem. Ko planetarni valovi prispevajo energijo in kotni moment v stratosfero, zavirajo conski tok polarnega vrtinca, kar lahko povzroči njegovo oslabitev ali razpad. Če je motnja dovolj močna, se conski vetrovi lahko obrnejo v vzhodne (negativne hitrosti, kot je na sliki). V drugih primerih se valovi od vrtinca odbijejo brez večje motnje njegove strukture.

Shematski prikaz učinka kvazi-dvoletnega nihanja (QBO) na polarni vrtinec

Aktivnost planetarnih valov in pojav nenadnega stratosferskega segrevanja sta odvisna od več atmosferskih dejavnikov, med katerimi ima pomembno vlogo kvazi-dvoletna oscilacija (QBO). QBO je izmenjava vzhodnih in zahodnih vetrov v ekvatorialni stratosferi s približno dvema letoma perioda in močno vpliva na stabilnost polarnega vrtinca. V vzhodni fazi QBO, ko prevladujejo vzhodni vetrovi nad ekvatorjem, se spremeni porazdelitev temperature in pretoka v stratosferi, kar olajša širjenje planetarnih valov proti polom in v zgornje plasti atmosfere; ti valovi potem lažje motijo polarni vrtinec, kar poveča verjetnost njegove oslabelosti ali razpada in sproži SSW. V zahodni fazi QBO je stratosferski tok bolj stabilen, polarni vrtinec pa ostaja bolj kompakten in odporen na motnje od planetarnih valov. QBO torej povezuje tropsko in polarno stratosfero ter pomembno vpliva na dinamiko obeh.

Napoved verjetnosti pojava faze ENSO

Poleg QBO pomembno na stabilnost polarnega vrtinca vpliva tudi ENSO — stanje tropskega Pacifika, ki kroži med fazami El Niño, La Niña in nevtralnim stanjem. V zimah z izrazitim El Niño ali La Niña se SSW pojavlja pogosteje kot v nevtralnih sezonah; dolgoročne analize kažejo, da je verjetnost razpada polarnega vrtinca med zimami El Niño približno dvakrat večja kot v nevtralnih zimah. To nakazuje, da tropski dogodki, podobno kot QBO, pomembno vplivajo na širjenje planetarnih valov in stabilnost polarne stratosfere. Trenutne napovedi kažejo prevlado La Niñe od oktobra do decembra, z možnostjo prehoda v nevtralno stanje od januarja (glej sliko).Ker letos sovpadata vzhodna faza QBO in La Niña, obstaja povečana verjetnost SSW, kar lahko oslabi polarni vrtinec. Tak oslabljen vrtinec poveča verjetnost prodorov hladnega zraka iz Arktike v zmerne širine. Natančen prostor in pot vdora hladnega zraka pa je težko napovedati, saj je odvisen od trenutne razporeditve tlakovanih sistemov v troposferi in lege curka.

Primer negativne divergence(konvergence) na grafu Eliassen-Palmovega toka usmerjene navzgor, to običajno kaže na prenos energije iz troposfere v stratosfero. Ta vertikalni tok energije je povezan z motenjem polarnega vrtinca, kar lahko prispeva k njegovemu oslabljenju.

EP-fluks je ključen element v razumevanju prenosa impulza in toplote, ki ga izvajajo atmosferski valovi, kot so Rossbyjevi valovi, zlasti v stratosferi. Ta prenos ima pomembne posledice za stabilnost in dinamiko polarnega vrtinca, še posebej v zimskih mesecih, ko vrtinec postane izrazitejši. Polarni vrtinec je v osnovi območje nizkih temperatur in hitrih vetrov, ki se pojavljajo v višjih slojih atmosfere nad polarnimi območji. Njegova moč in stabilnost sta odvisni od dinamičnega ravnotežja prenosov impulza, ki jih izvedejo atmosferski valovi, kar lahko pojasni dinamične spremembe v vremenskih vzorcih na površju.

EP-fluks, predstavljen z vektorskim poljem, prikazuje tako smer kot intenziteto prenosa energije in impulza. Kadar ima fluks konvergentno naravo v bližini severnega pola, to pomeni, da so valovi sposobni učinkovito širiti svojo energijo navzgor, kar oslabi polarni vrtinec. Drugače pa pozitivna divergenca fluksa krepi vrtinec, saj zmanjšana prenosna kapaciteta povzroča stabilizacijo zonalnih vetrov, kar je izrazito vidno pri naravnih variabilnih ciklih vrtinca. Fazi 4 in 7 sta v tem pogledu osnovni: medtem ko faza 7 označuje pogoje, kjer konvergenca toplotnih tokov oslabi vrtinec, faza 4 nakazuje na krepitev zaradi bolj divergentnih tokov.

Troposferski vplivi, kot je Madijevo-Julianova oscilacija (MJO), močno vplivajo na te dinamične procese. MJO je vremenski fenomen, ki vključuje gibanje padavin in konvektivnih aktivnosti okoli ekvatorja in lahko modulacijsko vpliva na prenose energije v višjih slojih atmosfere. Na primer, faze MJO, ki povzročajo okrepitev konvekcije v indijskem ali pacifiškem bazenu, lahko generirajo valovno aktivnost, ki se učinkovito prenaša v stratosfero. Ta aktivnost potem pospešuje ali zavira EP-fluks, odvisno od faze, in s tem vpliva na moč polarnega vrtinca. Medtem ko pozitivne faze MJO(faze 6-8, zlasti 7) lahko povečajo konvergenco EP-fluksa, s čimer oslabijo polarni vrtinec, lahko negativne faze(faze 3-5,zlasti 4) zmanjšajo to interakcijo.

Stabilno vreme s temperaturnim obratom in meglo, proti koncu naslednjega tedna možne spremembe

V zadnjih dneh se vremenske razmere niso bistveno spreminjale, kar bo veljalo tudi za prihodnje dni. Pričakujemo lahko utrditev temperaturnega obrata, ki bo dosegel vrhunec jutri. Ta pojav se kaže v tem, da imamo pri tleh nižjo temperaturo kot na višini, kjer je zrak toplejši. Danes je sloj megle in nizke oblačnosti relativno tanek, segal je do približno 550 metrov nadmorske višine. Nad tem slojem se nahaja toplejši zrak, ki je tudi precej bolj suh. Zaradi te suhosti in temperaturne razlike je soncu uspelo hitro razbiti okoli 250 metrov debel sloj megle nad ljubljansko kotlino in razmeroma hitro je posijalo sonce.

Jutri bo pretežno jasno, zjutraj in del dopoldneva bo po nižinah megla ali nizka oblačnost, na Primorskem bo zapihala šibka burja, najvišje temperature bodo med 8 °C in 13 °C, na Primorskem do 18 °C.

Vertikalna sondaža nad Ljubljano ob 4.40 UTC(vir: ARSO)

V petek bo v višjih legah in na Primorskem pretežno jasno, drugod bo večji del dneva megla oz. nizka oblačnost, pihal bo šibak vzhodni veter, na Primorskem šibka burja, najvišje temperature bodo med 6 °C in 11 °C, na Primorskem do 17 °C.

Od petka dalje bo prišlo do ohladitve v višjih zračnih plasteh. Medtem bo v prizemnih slojih iz vzhodne smeri dotekal vlažen in hladen zrak, kar bo vplivalo na zmanjšano količino sončne svetlobe. Od vzhoda bo privleklo proti notranjosti države precej megle oz. nizke oblačnosti ki bo marsikje prevladovala večji del dneva, kar bo ustvarilo bolj turobno vremensko podobo. Na Primorskem in v višjih legah pa bo vztrajalo večinoma sončno vreme, z razmeroma toplimi temperaturami. Podobna slika bo tudi v soboto.

V soboto bo v višjih legah in na Primorskem pretežno jasno, drugod bo vztrajala megla ali nizka oblačnost, pihal bo šibak vzhodni veter, na Primorskem šibka burja, najvišje temperature bodo med 6 °C in 11 °C, na Primorskem do 16 °C.

Predvidena nizka oblačnost v petek popoldne po modelu ECMWF, sega od vzhoda proti notranjosti Slovenije(vir weatherbell)

V nedeljo bo pretežno jasno, zjutraj in dopoldne bo po nižinah megla ali nizka oblačnost, ki se bo čez dan večinoma razkrojila, najvišje temperature bodo med 8 °C in 13 °C, na Primorskem do 16 °C.

Večji del naslednjega tedna se bo nadaljevalo suho vreme, z jutranjio in dopoldansko meglo po nižinah, največ sonca bo na Primorskem. Temperature bodo ostale v okviru povprečja za ta letni čas, kar pomeni, da ne pričakujemo niti izrazito toplega niti hladnega vremena. Ob koncu naslednjega tedna na skupinskih izračunih kaže na več dinamike in morebitnim prehod vremenske fronte, ki bi prinesla nekaj padavin, kar bi prekinilo dalj trajajoče suho obdobje.

V ponedeljek bo pretežno jasno, zjutraj in del dopoldneva bo po nižinah megla ali nizka oblačnost, pihal bo šibak vzhodni veter, na Primorskem bo pihala šibka burja, najvišje temperature bodo med 8 °C in 13 °C, na Primorskem do 16 °C.

Skupinski izračun AIFS kaže na možnost padavine od sobote/nedelje naprej. Sicer je še kar precej skakanja, zadnji kaže prehod fronte nekoliko kasneje kot predhodni izračuni.

Skupinski izračun nakazuje, da se nad Biskajskim zalivom obeta poglobitev ciklonskega območja. Ta ciklon bo poskrbel za prehoden dvig subtropske zračne mase proti našim krajem, kar lahko prinese toplejše in bolj vlažno vreme. Pred prehodom vremenske fronte lahko pričakujemo tudi nekaj jugozahodnega vetra, ki bo spremljal to spremembo.

Sinoptična situacija, ki nakazuje poslabšanje vremena ob koncu prihodnjega tedna

Tipično pri jugozahodnem tipu vremena, največ padavin pričakujemo v zahodni polovici Slovenije, proti vzhodu pa vse manj.

Za naprej lahko rečem, da se odpirajo tudi razmere, ki bi bile podobne zimskim situacijam. Kot je napisano zgoraj stratosferski vzhodnik nad Ekvatorjem podpira oslabljen polarni vrtinec. Po začasni okrepitvi polarnega vrtinca, ki sledi dinamiki s hitrim širjenjem tropske konvekcije nad zahodnim Pacifikom bo sledilo močno segrevanje nad Kanado. Na sinoptični situaciji ob koncu prihodnjega tedna vidimo obsežno območje nad Arktiko, ki se bo spustilo najverjetneje proti severnemu delu Atlantika, to bi lahko prineslo novo poslabšanje pred 20.novembrom s precej nizko snežno mejo.

Napoved zonalnih vetrov v stratosferi v naslednjih štirih tednih, vidimo precej zgodnjo oslabitev polarnega vrtinca.