Uszkodzenia spowodowane ekstremalnymi warunkami pogodowymi podczas 2017 podniosły największe w historii rachunki dla USA Większość tych zdarzeń wiązała się z warunkami, które intuicyjnie dostosowują się do globalnego ocieplenia: zapisy ciepła, susze, pożary, powodzie przybrzeżne, uszkodzenia huraganu i ulewne deszcze.

Paradoksalne są jednak możliwe powiązania między zmianami klimatu a ostatnimi falami mroźnych tygodni we wschodniej Ameryce Północnej. Bardzo nowym i „gorącym tematem” w badaniach nad zmianami klimatu jest przekonanie, że szybkie ocieplenie i całkowite stopienie Arktyki może odgrywać rolę w wywoływaniu uporczywych mrozów.

Wyobraźnia ta nie wymaga wiele wyobraźni połowa arktycznego lodu morskiego w ciągu zaledwie 30 lat może siać spustoszenie w pogodzie, ale dokładnie tak nie jest jasne. Jako badacz atmosferyczny, ja „The Puzzle of Monogamous Marriage” w jaki sposób ocieplenie w Arktyce wpływa na regiony temperaturowe na całym świecie. Czy możemy powiedzieć, że zmiany w Arktyce spowodowane globalnym ociepleniem miały wpływ na dziwaczną zimową pogodę, jakiej doświadczyła Ameryka Północna?

„Dipol” nienormalnych temperatur

Dziwna i destrukcyjna pogoda była w mediach prawie stale podczas 2017, a 2018 wydaje się postępować zgodnie z tym samym skryptem. Większość mieszkańców Europy Wschodniej przetoczyli się przez koniec 2017 w Nowy Rok, podczas gdy ludzie z Zachodu tęsknili za deszczem, aby stłumić spieczone gleby i ugasić pożary. Zamiecie nękały Wschodnie Wybrzeże - w szczególności burzę „cyklonu bombowego” w styczniu 4, 2018 - podczas gdy w kalifornijskim Sierra Nevada prawie nie ma śniegu.

Badanie kontrastów: ocieplenie w pobliżu Alaski i Oceanu Spokojnego jest „składnikiem” wzoru pogodowego, w którym zimne powietrze z Arktyki zanurza się głęboko w Ameryce Północnej. NASA Obserwatorium Ziemi, CC BY

Ta historia staje się znana, ponieważ podobne warunki miały miejsce w czterech z ostatnich pięciu zim. Niektórzy politycy w Waszyngtonie, w tym prezydent Trump, użyli niezwykłego zimna, by zakwestionować globalne ocieplenie. Gdyby jednak spojrzeli na duży obraz, zobaczyliby, że wschodnie zaklęcia chłodne są względnym przypadkiem na całej półkuli północnej jako całości i że większość obszarów jest cieplejsza niż normalnie.

Ciepła, sucha zachodnia Ameryka Północna występująca w połączeniu z zimnym, śnieżnym wschodem nie jest niczym niezwykłym, ale rozpowszechnienie i trwałość tego wzoru w ostatnich latach wzbudziły zainteresowanie badaczy klimatu.

Strumień odrzutowy - szybka rzeka wiatru na górnym poziomie, która otacza Półkulę Północną - odgrywa kluczową rolę. Kiedy strumień odrzutowy płynie daleko na północ i południe w dużej fali, mogą wystąpić ekstremalne warunki. W ciągu ostatnich kilku tygodni wielka huśtawka na północ, tworząc tak zwany „grzbiet” utrzymującego się ciśnienia atmosferycznego, utrzymywała się na Zachodnim Wybrzeżu wraz z głębokim spadkiem na południe lub „rynną” nad Wschodem.

Stworzono nowe terminy, aby opisać te uparte cechy: „Zimowy dipol temperaturowy w Ameryce Północnej” dotychczasowy „Absurdalnie odporna grań” nad Zachodem i „Strasznie wytrwała rynna” na wschodzie.

Podczas gdy wschodnie stany USA ucierpiały w wyniku bardzo niskich temperatur w ostatnim okresie zimna, znaczna część reszty półkuli północnej odnotowała wyższe niż przeciętne temperatury powietrza. NOAA, CC BY

Niezależnie od tego, jak się to nazywa, ten wzór dipoli - nienormalnie wysokie temperatury na dużej części Zachodu wraz z chłodnymi warunkami na Wschodzie - zdominował pogodę w Ameryce Północnej w ciągu czterech z ostatnich pięciu zim. Styczeń 2017 był ostrym wyjątkiem, gdy silny El Niño przerzucił wzór grzbietu, zrzucając rekordowy deszcz i opad śniegu w Kalifornii, podczas gdy wschód cieszył się łagodnym miesiącem.

Dwie inne ważne cechy są widoczne w strukturze temperatur dipola: wyjątkowo ciepłe temperatury w Arktyce w pobliżu Alaski i ciepłe temperatury oceanów we wschodnim Pacyfiku. Kilka nowe badania wskazują na te „składniki” jako klucz do ostatnich lat z trwałym dipolem.

Do tanga trzeba dwojga

Jaką rolę odgrywa ocieplenie - szczególnie ocieplające się temperatury oceanu i powietrza w Arktyce - w tym klimacie pogodowym na zachód / chłodno-wschód? Wyjaśnienie wygląda następująco.

Temperatury Oceanu Spokojnego zmieniają się naturalnie ze względu na krótkotrwałe zjawiska, takie jak El Niño / La Niña i dłuższe wzory o dekadach długości. Naukowcy już dawno to zauważyli zmiany te wpływają na wzorce pogodowe w całej Ameryce Północnej i poza nią.

Kiedy trwały obszar ciśnienia atmosferycznego pozostaje w zachodnich Stanach Zjednoczonych, powietrze z Arktyki wlewa się do USA, powodując podział na ciepły i suchy Zachód i zimny Wschód. Mesocyclone2014 i David Swain, CC BY-SA

Nowym zwrotem w tej historii jest to, że Arktyka ociepla się co najmniej dwukrotnie szybciej niż reszta globu, co oznacza, że ​​różnica temperatur między Arktyką a obszarami położonymi dalej na południe maleje. Ma to znaczenie, ponieważ różnica temperatur północ / południe jest jednym z głównych czynników napędzających strumień odrzutowy. Strumień strumieniowy tworzy systemy wysokiego i niskiego ciśnienia, które dyktują nasze błękitne niebo i burzę, jednocześnie nimi kierując. Wszystko, co wpływa na strumień odrzutowy, wpłynie również na naszą pogodę.

Gdy temperatury oceanów na zachodnim wybrzeżu Ameryki Północnej są cieplejsze niż normalnie, jak zwykle przez zimę 2013, strumień odrzutowy ma tendencję do tworzenia grzbietu wysokiego ciśnienia wzdłuż zachodniego wybrzeża, powodując odwrócenie burz od Kalifornia i pozostawiając znaczną część Zachodu wysoko i sucho.

Jeśli te ciepłe temperatury oceanu wystąpią w połączeniu z nienormalnie ciepłymi warunkami w pobliżu Alaski, dodatkowe ciepło z Arktyki może zintensyfikować grzbiet, powodując, że dotrze on dalej na północ, stanie się bardziej trwały i przepompuje jeszcze więcej ciepła do regionu w pobliżu Alaski. W ostatnich latach Alaska doświadczyła okresów rekordowo wysokich temperatur, częściowo z powodu zmniejszonego lodu morskiego.

Ja i moi koledzy nazwaliśmy to połączenie efektów naturalnych i zmian klimatu „Do tanga trzeba dwojga, ”Koncepcja, która może pomóc w wyjaśnieniu absurdalnie odpornej grani obserwowanej często od 2013. Kilka nowa badania naukowe wesprzyj jednak ten naturalny wzorzec spowodowany przez człowieka kontrowersje wciąż istnieją dotyczące mechanizmów łączących szybkie ocieplenie Arktyki wzorce pogodowe bardziej na południe w środkowych szerokościach geograficznych.

Nadchodzi bardziej ekstremalna pogoda?

W odpowiedzi na wzmocniony zachodni grzbiet ciśnienia atmosferycznego wiatry strumienia odrzutowego zwykle również tworzą głębszą, silniejszą rynnę w dół rzeki. Głębokie rynny działają jak otwarte drzwi lodówki, pozwalając mroźnemu arktycznemu powietrzu opadać na południe, niosąc nieszczęście w obszarach, które nie są odpowiednio przygotowane. Za burze śnieżne w Teksasie, burze lodowe w Gruzji i chłodne ptaszki na Florydzie można winić strasznie uporczywą nieckę grudnia 2017 i stycznia 2018.

Dodanie lukru na torcie to tendencja do powstawania tzw. „Nor'easterów”, takich jak „cyklon bombowy”, który uderzył X stycznia 4, wzdłuż wschodniego wybrzeża, gdy południowo-zachodnie wiatry koryta wyrównują się wzdłuż wybrzeża Atlantyku. Wynikający z tego intensywny kontrast temperatur między zimnym lądem a ocieplonym oceanem Gulf Stream stanowi paliwo dla tych okrutnych burz.

Wielkim pytaniem jest, czy zmiany klimatu sprawią, że wzory dipoli - wraz z towarzyszącymi im tendencjami do wywoływania ekstremalnych warunków pogodowych - będą bardziej powszechne w przyszłości. Odpowiedź brzmi: tak i nie.

Powszechnie oczekuje się, że globalne ocieplenie wytworzy mniej zapisów w niskiej temperaturze, co już zaobserwowano. Ale może również być prawdą, że zimne zaklęcia staną się bardziej trwałe Wzorce dipoli nasilają się, tendencja, która również wydaje się występować.

Trudno jest ustalić, czy ten wzór pogody - ogólnie cieplejsze zimy w Ameryce Północnej, ale dłuższe zimne trzaski - będzie się utrzymywał. Zrozumienie mechanizmów stojących za tymi złożonymi interakcjami między wpływami naturalnymi a zmianami spowodowanymi przez człowieka stanowi wyzwanie.

Niemniej jednak badania idą szybko do przodu w miarę opracowywania nowych, kreatywnych wskaźników. Naszymi najlepszymi narzędziami do patrzenia w przyszłość są wyrafinowane programy komputerowe, ale one również próbują symulować te skomplikowane zachowania systemu klimatycznego. Biorąc pod uwagę znaczenie prognozowania ekstremalnych warunków pogodowych i ich wpływu na wiele aspektów naszego życia, badacze muszą nadal rozwiązywać powiązania między zmianami klimatu a pogodą, aby pomóc nam przygotować się na prawdopodobne napady złości przez Matkę Naturę.

O autorze

Jennifer Francis, profesor badań, Rutgers University

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki:

at Rynek wewnętrzny i Amazon