Piše: JOSIP BARIĆ

Prethodnih tjedana naslovnice svih medija bile su pune su izvještaja o polarnom prodoru koji je zahvatio Kanadu i SAD. I dok kod nas prevladava netipično vrijeme za ovaj dio godine, stanovnici tih država muku su mučili sa ekstremno niskim temperaturama i velikim snježnim padalinama. Tek što je jedna ledeni val prošao, na vidiku je sljedeći!

Cijeli prvi dio siječnja smo “odraditi” s temperaturama koje više podsjećaju na proljeće (ili jesen) nego na zimu. To možda i nije neka vijest da ovakvo vrijeme ne traje već duži niz dana. Za početak siječnja je vrlo neobično da su sve naše planine bez snijega te da i kontinentalci pored dalmatinaca uživaju u suncu i visokim temperaturama. Iako se ljudi baš i ne tuže previše, štedeći na resursima za grijanje i uživajući u sunčanim danima, gledajući pak vijesti sa druge strane svijeta mnogi se pitaju gdje je nestala zima i hoće li je uopće biti.

Iako smo krajem studenog 2013.godine imali zanimljiv niz meteoroloških pojava (ciklona Teodor i ciklona Zlatka) koje su donijele zimska obilježja u naše krajeve odgovor na to pitanje je jako teško dati jer su sezonske prognoze koje se bave tim jako često netočne i nepouzdane. One nam često govore kolika će biti odstupanja od godišnjeg prosjeka za svaki pojedini mjesec koji slijedi. To ipak nije dovoljno jer se može dogoditi da jedna polovina mjeseca ima veliko negativno odstupanje dok druga polovica ima pozitivno odstupanje. Iako su to dvije različite vrijednosti koje u jednoj polovini mjeseca mogu donijeti npr. ekstremne minuse a u drugoj ekstremnu toplinu, na razini prosjeka taj mjesec matematički vrlo lako može završiti u kategoriji „u prosjeku“.

Zadnjih nekoliko godina sve je veći broj meteorologa i zaljubljenika u meteorologiju koji se bave aktivnijim proučavanjem stratosfere i njenim utjecajem na troposferu.
Jedan od nama najznačajnijih i najuzbudljivijih meteoroloških događaja koji se dogodio 02.veljače.2012 je bio usko povezan sa stanjem u stratosferi pri čemu se dosta ranije dalo zaključiti da bi poremećaj u tom sloju atmosfere mogao dovesti do ekstremnih zimskih uvjeta u našim krajevima.

Krajem četvrtka, 02.veljače 2012 god. naši krajevi su bili pod utjecajem jake sredozemne ciklone Gabor čiji se utjecaj 3.veljače proširio i na ostale dijelove Hrvatske. Obilne snježne padaline i debeli minusi uz samu obalu bili su jedan od glavnih obilježja koje je donijela ta ciklona.

Riječi jednog od naših članova koji je tada izrekao slijedeće upravo govore koliko je rijetka takva pojava u našim krajevima : „ I dogodilo se. Polustoljetni sibirski prodor. Za ostalo nismo niti trebali brinuti, Sredozemlje je jednostavno moralo reagirati na ovakav podražaj. I reagiralo je vrlo brzo. S time da je, barem za istočni i južni dio zemlje ispalo daleko gore (ili “bolje”, kako za koga). Da netko kojim slučajem dođe u posjed karata iz siječnja 1929. godine vjerojatno bi pokazivale istu ili vrlo sličnu situaciju. Stoga, osim ako stvarno ne idemo prema ledenom dobu, ovo je ono što će otprilike svatko od nas svjedočiti jednom ili dvaput u životu“.

21. prosinca 2011.god članovi Crometeo tima zamijetili su nagli porast temperature u stratosferi,fenomen bolje poznat kao SSW (Sudden Stratospheric Warming), koji je vrlo često popraćen polarnim prodorima hladnog zraka u niže geografske širine.

U sloju atmosfere od 5 hPa dogodio se porast temperature za 60*C a na 10 hPa porast od 30*C. Iako ovakve pojave vode do velikih promjena u troposferi, bitno je imati na umu da ne profitiraju uvijek svi od toga. Zato smo u narednim tjednima pratili karte i gledali hoće li poremećaj u tom sloju atmosfere utjecati na naš dio kontinenta.
Na donjoj slici možete vidjeti vertikalni presjek atmosfere podijeljen od 1000 hPa do 1 hPa pri čemu sloj od 100hPa do 1hPa pripada sloju kojeg nazivamo stratosfera i o kojem će u daljnjem dijelu teksta biti najviše govora.

U području sjevernog pola (90 N) vrlo lako primjećuje nagli porast temperature koji je prethodno spomenut:

Iz donje tablice najbolje se vidi  koliko je taj porast temperature bio ekstreman. Za srednji sloj stratosfere na plohi 10hPa porast temperature je bio veći za oko 40*C od prosjeka za taj dio mjeseca u godini.

Stratosfera je sloj atmosfere koji se proteže u granicama između 10 i 50 km iznad Zemljine površine. Nalazi se odmah iznad troposfere, prvog sloja atmosfere koji je direktno odgovoran za vremenske pojave koje mi svakodnevno doživljavamo. Granica između stratosfere i troposfere je poznata pod nazivom tropopauza. Tlak zraka se rasprostire u granicama od 100hPa u nižim slojevima stratosfere do oko 1hPa u višim slojevima. Sloj između 10-30hPa naziva se srednji sloj stratosfere.

Svake zime dolazi do dramatičnog hlađenja stratosfere zbog manje količine apsorbiranog UV zračenja od strane ozona. Temperaturna razlika između Sjevernog Pola i nižih geografskih širina zbog velikog termalnog gradijenta uzrokuje stvaranje vrlo snažnog polarnog vrtloga. Stratosferni vrtlog ima vrlo jaku vezu sa troposfernim vrtlogom ispod njega. Što je jači stratosferni vrtlog to je i jači vrtlog u troposferi.

Snaga i pozicija troposfernog vrtloga direktno je povezana sa vremenskim pojavama koje se odvijaju u troposferi.

Jačina polarnog vrtloga povezana je sa indeksom kojeg nazivamo arktička oscilacija(AO indeks) i koja predstavlja razliku tlaka između Polarnih područja i umjerenog pojasa . Vrlo visoka vrijednost AO indeksa sugerira nam vrlo jaki polarni vrtlog, tj. jake zapadne vjetrove u subpolarnim područjima koji sprječavaju da se hladni zrak sa Sjevernog pola spušta u umjerene geografske širine. Ako pak gledamo meteorološke karte atmosferskog tlaka na razini 500hPa za sjevernu hemisferu vrlo lako ćemo uočiti glavna obilježja pozitivnog AO indeksa – vrlo jaka ciklonalna aktivnost u sjevernim morima (npr. U području Grenlanda, Skandinavije, Beringovog mora…).

Na donjoj slici vidimo uvjete koji su vladali 05.01.2007. kada je AO indeks imao vrijednost +3.7:

Nasuprot tome, kada AO indeks prijeđe u negativnu fazu nastupaju česte tzv. „blocking“ situacije širom sjeverne hemisfere. Drugim riječima, dolazi do slabljenja polarnog vrtloga, slabe zapadni vjetrovi pa anticiklone iz južnijih geografskih širina lakše „probijaju“ oslabljeni cirkulacijski krug u subpolarnim područjima. Na Sjevernom polu slabi dominacija ciklonalne aktivnosti dok sve više jača anticiklonalna aktivnost. U takvim slučajevima hladni polarni zrak se po istočnoj strani anticiklone spušta u umjerene geografske širine pri čemu u reakciji sa toplim Mediteranskim morem dolazi do ciklonalne aktivnosti koja u kombinaciji sa hladnim zrakom donosi snježne padaline skroz do same obale.

19.01.1985. AO indeks je imao ekstremno nisku vrijednost, vjerojatno i najnižu otkako postoje mjerenja (-6.1). Europa je bila na pravom zimskom udaru. Snijeg i debeli minusi okovali su obalu i otoke. Ta je zima (pored zima iz 1929. i1956. god.) ostala zapamćena kao jedna od najjačih zima u našim krajevima:

Za razliku od troposfere, stratosfera je dosta stabilniji sloj atmosfere. Unatoč tome postoje određeni čimbenici koji mogu uzrokovati promjene unutar tog sloja atmosfere – udio stratosferskog ozona, faze solarnih ciklusa, Quasi Biennialna oscilacija (QBO), valne aktivnosti iz stratosfere i jesenske vrijednosti snijega na Euroazijskom kontinentu.

Ozon je vrlo važan faktor zato jer apsorbira UV zračenje koje uzrokuje zagrijavanje stratosfere. Najveća količina ozona nalazi se iznad umjerenih geografskih širina i tokom proljeća (kada je u pitanju sjeverna hemisfera), a najmanja tokom jeseni. Uočeno je da se ozon tokom zime rasprostire u nešto dubljem sloju. Ovakva raspodjela je posljedica tzv. Brewer-Dobsonove cirkulacije zbog koje se, ozon stvoren iznad tropskih područja, transportira prema polovima i prema nižim stratosferskim visinama na višim geografskim širinama. Brewer-Dobsonova cirkulacija je veoma spor proces. Vrijeme potrebno da se djelić zraka popne sa visine tropopauze (iznad ekvatora – oko 16km) do visine od oko 20 km iznosi 4-5 mjeseci. Jačina ove cirkulacije varira od godine do godine i ovisna je o nekim drugim čimbenicima koji utječu na nju. Jedan od tih čimbenika je Quasi Biennialna oscilacija. To je zonalni vjetar koji se nalazi iznad ekvatora u prostoru stratosfere i periodički oscilira svakih 28 mjeseci pri čemu se mijenja režim vjetrova iz istočnog smjera u zapadni. Uzastopni režim prvo se pojavljuje iznad 30km (približno 10hPa), i propagira se u niže slojeve brzinom 1km/mjesec. Ovaj režim može imati direktni utjecaj na jačinu polarnog vrtloga. Istočni vjetrovi (negativna faza) doprinose slabljenju stratosfernog polarnog vrtloga dok je za negativnu fazu utjecaj suprotnog karaktera.

Kada je QBO u negativnoj fazi , u kombinaciji sa solarnim maksimumom u stratosferi dolazi do veće mogućnosti za prethodno spomenut fenomen poznam pod nazivom „Sudden Stratospheric Warming“ (SSW). Suprotno tome, vjerojatnost za porast temperature u stratosferi za vrijeme negativne faze i solarnog minimuma je dosta manja.
Na donjoj slici prikazan je period QBO u periodu od 10 godina. Plava boja predstavlja negativnu vrijednost (istočne vjetrove) a crvena pozitivnu vrijednost (zapadne vjetrove).

Dramatični događaj (SSW) koji se očituje ekstremnim povišenjem temperature u stratosferi za vrijeme zime i promjenom režima vjetrova iz zapadnih smjerova glavna je prijetnja polarnom vrtlogu te narušavanju standardne atmosferske cirkulacije.

Prilikom takvog događaja, ovisno o njegovoj snazi, može doći do premještanja polarnog vrtloga ili pak do cijepanja vrtloga na dva dijela. Premještanjem vrtloga ili pak njegovim cijepanjem vrlo je vjerojatno da će se na samom polu uspostaviti anticiklonalno djelovanje što je predstavljeno preko negativnog AO indeksa. Neposredno prije takvih događaja prati se valna aktivnost (wave activity)na planeti koja stvara direktni udar na vrtlog.

Stabilan polarni vrtlog na plohi 50hPa:

Polarni vrtlog odcjepljen na dva dijela:

“Wave number” zapravo prestavlja valnu duljinu troposfernih valova u smjeru istok-zapad zemljopisne širine. Dijele se na duge i kratke valove za srednju i višu troposferu. Valovi u vrijednosti od 1-6 spadaju u duge valove. Vrijednost 1 zapravo označava da u opsegu 360* imamo jedan minimum i maksimum vala ili meteorološki rečeno jedno polje visokog i jedno polje niskog tlaka. Vrijednost 2 znači da imamo takva dva min i maksimum sa valnom duljinom 180* (prvo polje visokog i niskog tlaka unutar 180* zatim za preostalih 180* još takva dva polja). , vrijednost 3 unutar 120* i tako dalje. Povećanjem broja smanjiva se valna duljina svakog vala pa ih je samim time i više unutar kružnice.

Dugi valovi su okarakterizirani sa hladnim poljima niskog tlaka i poljima vise temperature visokog tlaka. Većinom se sporo kreću ili su stacionarni. Najlakše ih možete uočiti na plohi 300-500mb.

Znači, premještanje vrtloga uzrokovano je wave 1 aktivnošću dok je za njegovo cijepanje potrebna wave 2 aktivnost ili djelovanje 2 anticiklone koje bi ga “stegle”. Hoće li doći do cijepanja ili ne ovisi naravno o jačini toj aktivnosti. U većini slučajeva zonalni tok donjih dijelova stratosfere je vrlo jak za vrijeme zime zbog niskog polja tlaka na polu i planetarni valovi koji se propagiraju vertikalno ne uspiju tako lako utjecati na poremećaj zapad-istok toka i odbijaju se nazad prema ekvatoru. Ukoliko je wave aktivnost bila dovoljno jaka da poremeti zonalni tok i oslabi ga vertikalni planetarni valovi uspijevaju se “probiti” prema polu.

Područje iznad maksimuma tog energetskog toka je zapravo ono što je jako bitno. U toj točki silnice divergiraju i djeluju na zapadnu struju tako da je dodatno usporavaju pri čemu preostala cirkulacija “propadanjem” uzrokuje adijabatsko grijanje koje reducira termalni gradijent.

Iako je na početku samog teksta objašnjeno zašto je teško govoriti o tome kakvo nas vrijeme očekuje do promjene sinoptičke situacije po nekim naznakama ipak bi trebalo doći pri čemu bi se polako vratili temperaturama više primjerenijim siječnju.

Vrijeme kakvo je prevladavalo od početka studenog pa sve do danas možemo povezati sa ekstremno niskim temperatura koje prevladavaju u području stratosfere nad Sjevernim polom. Temperaturne vrijednosti koje su dosta ispod prosjeka za plohu 10hPa i 30hPa kao što je prikazano na donjoj slici, povezane su sa zonalnim strujanjem koje je također bilo vrlo jako tokom cijelog navedenog perioda. Velika aktivnost Atlantika i vrlo jak Islandski minimum sa dubokim ciklonalnim centrom obilježili su veći dio studenog , prosinca i početka siječnja pri čemu su u sklopu južnih strujanja nad većim dijelom Europe temperaturna odstupanja ostala visoko iznad prosjeka.

Proteklih nekoliko dana uslijed jačih grijanja u stratosferi došlo je do vrlo velike redukcije zonalnog strujanja za više od 100km/h što je svakako dobar signal za period koji je pred nama.

Komentari