Co může přinést zimu do Evropy?

Co může přinést zimu do Evropy? Jaké existují z pohledu klimatologie a atmosférické cirkulace vlivy na přísun studeného vzduchu do vnitra Evropy během zimního období? Jaké jsou tedy aktuální pravděpodobnosti takového vývoje počasí během blížící se chladné a tedy obecně zimní poloviny roku Vám přiblíží tento text. Jeho cílem není sestavit nějakou první předpověď na zimu 2022/2023 nyní na počátku podzimu, jak se mnohé články na internetu snaží. Nebo jak mnohá média již od konce srpna hlásají na základě závěrů klimatologů a meteorologů ve Světě, stejně jako v letech předcházejících. Či spíše jak se snaží některá média z určitých sdělení vytvořit a postavit na nich předpověď kruté a mrazivé nadcházející zimy. V tomto textu prezentujeme možný vývoj. Ale protože klima na Zemi je provázaný systém cirkulací závislý na mnoha faktorech s regionálním vývojem, předpověď jako taková zatím smysl nemá.

V nadpisu i dále v textu je důležité to slovo “může” přinést zimu, resp. studený vzduch, do Evropy. Protože vývoj může být i přes splnění určitých faktorů jiný vlivem působení dalších faktorů opačným směrem.

Faktory pro výskyt studeného vzduchu v Evropě: Polární vír a vlivy na jeho stabilitu, co může přinést zimu do Evropy?

Představíme klimatický mechanismus, který významným způsobem ovlivňuje klima během studené části roku mimo jiné v Evropě. Píšeme o něm již v článku Co je to polární vortex a co určuje? Jde o polární vír ve stratosféře nad severním pólem, který se zvýrazňuje s příchodem podzimu s dosažením maxima v zimě. Také v tomto období ho vědci bedlivě sledují, protože naznačuje jak se zachová počasí během následující zimy. A to s odkazem na historii dopadů tohoto víru na zimní počasí v USA a Evropě. Tento vír může být silný, dále slabý nebo zcela zhroucený. Podle toho má ohledně počasí určitý vliv.

Polární vír znamená situaci hluboké a významné cyklonální cirkulace nad póly, která nahrazuje tzv. letní anticyklonu. Stratosférický polární vír má silný vliv na vývoj počasí během zimy.

Polární vír se tvoří, začíná se tak dít v srpnu. Během podzimu významně sílí a svého maxima dosahuje na konci roku. V současné době je vír velmi rozvinut a rychle se zvětšuje. Čím je významnější, tím více může ovlivnit počasí u povrchu. Jak může v Evropě a okolí tento vír ovlivnit zimní počasí? Dvojím způsobem.

1. Silný polární vír = obvykle silná polární cirkulace a mírnější zima v USA a Evropě
2. Slabý polární vír = slabé tryskové proudění a studenější zim v USA a Evropě

V prvním případě dojde k uzamčení studeného vzduchu v polárních oblastech a tryskové proudění má potenciál být silné a stabilní.  Ve druhém případě se jedná o proměnlivý vír se slabým jet streamem s malým potenciálem zadržet studený vzduch u pólů a tento může z těchto oblastí postoupit dále do USA a Evropy. Tato situace tedy může přinést studený průběh zimního období i do jižnějších oblastí Evropy. Jak je znázorněno přehledně na obrázku 1, tryskové proudění vykazuje výchylky. V určitých oblastech dochází k průniku studeného vzduchu více na jih do nižších šířek a v jiných se naopak “stěhuje” teplý vzduch více na sever.

Proto silný polární vír neznamená, ač to tak může působit, potenciál počasí být v zimním období v Evropě a okolí studené. Naopak tento typ váže studený vzduch na polární oblasti, posiluje tedy polární cirkulaci bez možnosti úniku studeného vzduchu do jiných oblastí. Co může přinést zimu do Evropy?

Obr. 1 Co může přinést zimu do Evropy? Druhy polárního víru a cirkulace na Zemi, zdroj: noaa.gov

Co může přinést zimu do Evropy: Náhlé stratosférické oteplení jako možná cesta k zimnímu počasí v Evropě

Náhlé stratosférické oteplení jako situace, kdy polární vír slábne vlivem zvýšení teploty a tlaku vzduchu ve stratosféře. Toto oteplování může způsobit zhroucení polárního víru. Toto oteplení má podobě náhlého zvýšení teploty ve stratosféře během zimního období. Polární vír se tímto oslabí. Tento vývoj naruší tryskové proudění, nad polárním kruhem zvýší tlak vzduchu a tím dojde k uvolnění arktického vzduchu mimo jiné do Evropy. Tento arktický vzduch je v případě stabilního polárního víru vázán na polární oblasti. Průběh počasí po této události kolapsu polárního víru může být ale různorodé, neboť ho ovlivňuje řada dalších faktorů. Může také dojít k odklonu účinku tohoto oteplení.

Co může přinést zimu do Evropy? Stav polárního víru a jeho vývoj během zimy značně ovlivňuje mimo jiné evropské počasí. Na základě mnoha dalších faktorů dochází někde k zeslabení až zhroucení tohoto víru. To poté, jak uvádíme výše, může přinést podmínky pro odpoutání arktického vzduchu z polárních oblastí směrem do nižších zeměpisných šířek s jeho průnikem mimo jiné do střední Evropy. Poté se vyskytují značně významnější zimní situace i u nás.

Obr. 2 Co může přinést zimu do Evropy? Odchylka teploty vzduchu za třicetidenní období po výskytu stratosférického oteplení během zimy, zdroj: severe-weather.eu

Proces postupu studeného vzduchu po oteplení

Po výskytu stratosférického oteplení působí tlaková výše nad arktickými oblastmi uvolnění mrazivého vzduchu. Tento putuje z polárních oblastí do středních zeměpisných šířek Ameriky i Evropy. jistota, že tento vývoj při stratosférickém oteplování nastane samozřejmě ale není. Jde o průměr takového chování počasí, zde hrají roli další procesy, které se musejí vyskytnout příhodně. Některé předpovědi očekávají snížení rychlosti stratosférických zonálních větrů a to na přelomu podzimu a zimy. Sílu polárního víru tato cirkulace ovlivňuje, takže může vlivem poklesu jejich síly k oslabení polárního víru. Současně modely na přelomu podzimu a zimy ukazují snížení indexu NAO (Severoatlantické oscilace) do záporných hodnot na přelomu podzimu a zimy. To by přineslo oslabení přenosu západ-východ s vyšší pravděpodobností studených až mrazivých přílivů právě ze severních směrů.

Vliv fáze La Niňa na klima a polární vír

Pod vlivem fáze ENSO zvané La Niňa je klima již třetím rokem a tato je také posledním. Následně dochází zpravidla k přepnutí do opačné fáze El Niňo. Fáze La Niňa b měla vrcholit během podzimu a v zimě. Na jaře příštího roku začne slábnout. Z historického pohledu fáze La Niňa dokáže s pravděpodobností 60 až 75% způsobit náhlé stratosférické oteplení, popsané v kapitole výše. Největší pravděpodobnost takového vlivu na oteplení bývá v lednu a únoru. Opačný jev El Niňo má menší pravděpodobnost na vyvolání tohoto stratosférického oteplení. V posledních letech bylo možné se s tímto trendem vývoje setkat, proto zaznamenáváme zpravidla v první polovině zimy spíše teplejší počasí. A k ochlazení s četnějším výskytem zimních epizod dochází až během ledna či případně v únoru. Samozřejmě záleží na situaci a stavu polárního víru v konkrétní sezóně.

Předpověď vlivu fáze La Niňa na polární vír v zimě 2022/2023

Predikce v současné době za podmínek fáze La Niňa ukazují n pravděpodobnost oteplení stratosféry v polovině zimy. Ale záleží na rozložení tlakových útvarů v Pacifiku a dalších faktorech. Například na rozdílech teploty oceánu. Prognóza stratosférického zonálního proudění ukazuje pokles intenzity těchto větrů na konci podzimu a začátku zimy. Tyto větry ovlivňují sílu polárního víru a jejich zeslabení by mohlo znamenat i pravděpodobnost oslabení polárního víru. Tím by byla narušena stabilita víru a vazba studeného vzduchu v polárních oblastech, jak popisujeme již v předchozím textu.

Obr. 3 Co může přinést zimu do Evropy? Pravděpodobnost kolapsu polárního víru podle fází ENSO, zdroj: severe-weather.eu

Výbuch sopky v loňské zimě jako podklad pro studené počasí v té letošní?

V lednu 2022 vybuchla podmořská sopka Hunga Tonga v jižním Pacifiku. Mohutnou erupcí se dostalo do atmosféry velké množství vodní páry, neboť se jedná o podmořskou sopku. Vodní pára se dostala velmi vysoko a to do atmosférické pod vrstvy stratosféra a pronikla až do mezosféry. Vodní pára způsobuje značné ochlazení jižní stratosféry. Existuje spojitost mezi ochlazováním jižní stratosféry a událostmi stratosférického oteplování severní stratosféry v pozdějším čase. Působí zde samozřejmě mnoho faktorů a nutno tuto spojitost dále studovat. Vodní pára a s ní spojené plyny, včetně síry, mohou v kratším čase způsobit ochlazení. Ale dlouhodobě vodní pára jak je známo platí za účinný skleníkový plyn. Takže z dlouhodobého hlediska vědci očekávají, že posílí skleníkový efekt Země a způsobí tak na určitou dobu naopak oteplení.

Vzhledem k tomu, že se jedná o podmořskou sopku, tak se do atmosféry dostalo enormní množství vodní páry. Proto by z dlouhodobého hlediska měla tato erupce tedy poprvé způsobit naopak oteplení klimatu Země do doby než vliv vodní páry odezní. Tedy do doby, než se pára navíc vyvržená do atmosféry erupcí z ní opět dostane a sníží se tedy koncentrace tohoto skleníkového plynu na hodnoty před erupcí.

Závěr: Máme jen možné indikátory pro vývoj počasí v zimě, co může přinést zimu do Evropy?

Článek prezentuje indikátory a možné vlivy na určitý průběh počasí v zimě. Ač se těchto určitá média u nás chytají a dosti odvážně prezentují tyto informace jako fakt, že toto v zimě skutečně nastane, nemusí tomu tak být. Předpokládat takový vývoj podle současně chladnějšího počasí s prvním sněžením na horách také nelze. První sněžení či sníh na horách v září neznamená nic výjimečného a nevypovídá o průběhu nadcházející zimy. Pro jistá média jde o skvělý podklad pro předpověď typu “katastroficky mrazivé zimy”. Tyto články se objevují již dlouho před začátkem zimy každoročně.

V současné době není snadné odhadnout průběh počasí v zimě, která začíná klimatologicky až za dva měsíce, ani formou převažujícího vývoje počasí. Ani v podobě předpovědi odchylek základních klimatických prvků v delších obdobích. Zatím máme pouze indikátory, které by mohly znamenat určitý vývoj počasí během zimy. Pokud se indikátory nesplní a vyvinou se jinak, k avizovanému nedojde a průběh bude jiný, zpravidla tedy opačný. V článku rozebíráme zásadní jev s vlivem na počasí v zimě na evropském kontinentu (mimo jiné). Tím je polární vír a možnost jeho zhroucení v podobě stratosférického oteplení. Dále popisujeme faktory, které mohou mít vliv na vznik tohoto oteplení a oslabení či zhroucení víru. Prezentovat mapy numerických modelů s předpovědí odchylek teploty vzduchu a srážek od normálu na zimu zatím opravdu smyslu nemá.

Shrnutí – co může přinést zimu do Evropy?

Víme, že zásadním pro možnost přísunu mrazivého vzduchu dále do Evropy z polárních oblastí je vývoj polárního víru a výskyt tzv. stratosférického oteplení, které může vír zhroutit. Tím dojde k “odvázání”, přerušení vazby mrazivého vzduchu na polární oblasti. Toto je faktem, jde o zásadní klimatický jev s vlivem na zimní počasí u nás a o proces, který při zde uvedeném nastane. Dále můžeme spekulovat o indikátorech, které mohou zvyšovat pravděpodobnost, že se tak stane a dojde tedy k narušení zmíněné cirkulace s tím, že k tomuto přistupují další faktory. Klima Země máme jak známo provázané a tím nevyzpytatelné. Uvedený jev mohou aktuálně z pohledu letošní zimy narušit následující. Stratosférické oteplení může významně ovlivnit proudění a změnit významně tlak vzduchu. Průběh počasí tomu poté bude odpovídat, toto může přinést zimu do Evropy.

Tři zásadní faktory přispívající k možnosti vývoje počasí se studeným vpádem – co může přinést zimu do Evropy?

• Výskyt jevu La Niňa – odehrává se třetím a pravděpodobně posledním rokem a při jeho výskytu existuje vyšší pravděpodobnost vzniku stratosférického oteplení během zimy, zejména od ledna. S tím, že se během zimy začne jev překlápět do neutrální fáze.
• Pokles intenzity stratosférického zonálního větru – tato cirkulace ovlivňuje polární vír a pokles její intenzity může snížit intenzitu víru a způsobit oteplení.
• Výbuch sopky a injekce vody do stratosféry – v kratším čase působí účinek ochlazení planety, který by se mohl projevit právě v letošní chladné části roku a přispět k celkovému snížení teploty na Zemi.

Výše uvedené můžeme brát jako indikátory a tedy náznaky. V potaz nutno brát předpovědi dalších klimatických modelů, avšak to spíše až na konci podzimu. Přidat k tomu můžeme pozorování stavu a chování přírody, které nám může obrázek o možném vývoji počasí během zimy do jisté míry “dotvořit”. Avšak, jak mnohokrát uvádíme, jde pouze o odhady a spekulace dle aktuálních podmínek. Cirkulační podmínky ovlivňující klima na Zemi jsou ovlivňovány mnoha faktory. Existuje zde tedy silná závislosti na sebemenší změně každého z nich. Proto je taková předpověď možná jen velmi těžko a vždy tomu tak bude.