Naukowcy zastanawiają się jaką rolę może odgrywać oscylacja północnoatlantycka (NAO – North Atlantic Oscillation) na zmiany klimatu w korelacji z polarnym prądem strumieniowym.
Pod względem meteorologicznym, gdy podczas tzw. dodatniej fazy oscylacji północnoatlantyckiej (NAO – North Atlantic Oscillation) normalnie stabilnie płynie polarny prąd strumieniowy, mamy pół-stały Wyż Azorski nad Wyspami Kanaryjskimi, który jest dalej wysunięty na zachód od północno-zachodniej Afryki po stronie zwrotnikowych mas powietrza oraz mamy pół-stały Niż Islandzki, który kształtuje się wówczas po drugiej stronie frontu polarnego w strefie mas powietrza arktycznego bliżej na północ koło Grenlandii.
Wtedy jest ciepło we wschodniej części USA oraz w północnej Europie. Natomiast chłodno i sucho jest na południu Europy i w basenie Morza Śródziemnego, a w północno-wschodniej Kanadzie i na zachodniej Grenlandii jest nie tylko chłodno, ale i dodatkowo też więcej jest lodu morskiego.
Wartość ciśnienia w Wyżu Azorskim jest większa od średniej wartości wieloletniej. Natomiast wówczas wartość ciśnienia w Niżu Islandzkim jest mniejsza od średniej wieloletniej.
Różnica ciśnień pomiędzy Azorami i Islandią jest wtedy większa od przeciętnej (przede wszystkim w okresie DJF (grudzień-styczeń-luty).
Z kolei, gdy podczas ujemnej fazy NAO polarny prąd strumieniowy silnie meandruje, to wyż azorski jest wysunięty bliżej północno-zachodniej Afryki i jest już pod wpływem polarnych mas powietrza. Tak samo jak niż Islandzki, który jest wysunięty dalej na południe od Grenlandii.
Różnica ciśnień pomiędzy Azorami i Islandią jest wtedy mniejsza od przeciętnej.
Wówczas jest dość często bardzo chłodno i śnieżnie we wschodniej części USA. Wówczas mamy tam często do czynienia z polarnymi mroźnymi i burzowymi wiatrami tzw. Nor’easterami (północnowschodniakami), czyli cyklonami śnieżnymi.
Również jest chłodno i sucho w północnej Europie. Natomiast jest ciepło i mokro na południu Europy i w basenie Morza Śródziemnego, a w północno-wschodniej Kanadzie i na zachodniej Grenlandii jest cieplej i jest mniejsza ilość lodu.
Wartość ciśnienia w Wyżu Azorskim jest mniejsza od średniej wartości wieloletniej. Natomiast wówczas wartość ciśnienia w Niżu Islandzkim jest większa od średniej wieloletniej.
—
Rys.1. Model dwóch trybów Oscylacji Północnoatlantyckiej (NAO), powiązanej aktywności sztormowej i dystrybucji wilgoci nad Północnym Atlantykiem: a) ujemnych i b) dodatnich faz indeksu NAO. H – centrum ciśnienia subtropikalnego azorskiego wyżu, L – centrum ciśnienia subpolarnego islandzkiego niżu (http://www.ldeo.columbia.edu/res/pi/NAO/) 1.
—
Clara Deser, James W. Hurrell i Adam S. Phillips z Wydziału Klimatu i Dynamiki Globalnej, Narodowego Centrum Badań Atmosfery w Boulder, stwierdzili, że Oscylacja Północnoatlantycka (NAO) jako dominujący sposób zmienności cyrkulacji atmosferycznej w sektorze północnoatlantyckim/europejskim, jest wiodącym regulatorem wahań klimatu zimowego w Europie, basenie Morza Śródziemnego, części Bliskiego Wschodu i wschodniej części Ameryki Północnej w szerokim zakresie skal czasowych od wewnątrzsezonowych do wielodekadowych (np. Hurrell J. W. 1995 ; Hurrell J. W. et al., 2003) 2.
Zdaniem naukowców, klimat europejski w nadchodzących dziesięcioleciach i stuleciach będzie nadal pod silnym wpływem NAO. Jednak, jak już wiemy, dalszy wzrost stężenia gazów cieplarnianych, spowodowany spalaniem paliw kopalnych i zmianami użytkowania terenu, będzie odgrywać coraz większą rolę. Względne wielkości wpływów klimatycznych wywołanych przez naturalnie występujące NAO i czynniki antropogeniczne będą zależeć od horyzontu czasowego (np. następne kilkadziesiąt lat vs. koniec XXI wieku) oraz skali czasu (międzyroczna vs. wieloletnia). Będzie miało to wpływ nie tylko na wzorce zmienne temperatury, ale i też opadów deszczu oraz śniegu w okresie zimowym.
—
Rys.2. Przyszłe 30-letnie trendy (2016-2045) zimą: (a, b) temperatura powietrza na powierzchni (SAT – Sea Air Temperature) (w °C na 30 lat; cieniowanie) ; (c, d) opady (P) (w mm/dzień w ciągu 30 lat; cieniowanie). Symulacje 13 i 25 ze środowiskowego modelu systemu Ziemi w wersji 1 szerokiego zestawu (CESM1 Large Ensemble – Community Earth System Model version 1 Large Ensemble), wybrane ze względu na kontrastujące trendy ciśnienia nad poziomem morza (SLP – Sea Level Pressure) ; (kontury; odstęp = 1 hPa na 30 lat z wartościami ujemnymi przerywanymi) (Rys. Clara Deser i inni, 2017).
—
Naukowcy ci położyli nacisk w badaniu na analizę przebiegu wpływu NAO na prognozowane zmiany w sezonie zimowym (średnia grudzień-marzec). Skoncentrowali się na analizie temperatury powietrza na powierzchni (SAT – Surface Air Temperature) i opadów (P – Precipitation) w okresie najbliższych 30–50 lat. W zakresie metod badawczych wykorzystali złożony z 40 elementów zestaw symulacji zmian klimatu w ramach scenariuszy historycznych (przedindustrialnych) oraz industrialnych RCP8.5 w celu zbadania wymuszeń radiacyjnych na lata 1920–2100, przeprowadzonych z wykorzystaniem środowiskowego modelu systemu Ziemi w wersji 1 (CESM1 – Community Earth System Model Version 1) (Hurrell J. W. i in. 2013 ).
Autorzy napisali w swoje pracy:
Ponieważ NAO jest przede wszystkim kontrolowany przez wewnętrzną dynamikę atmosfery, stanowi główne źródło nieprzewidywalnej naturalnej zmienności, której wpływ nałoży się na antropogeniczne zmiany klimatyczne. Tak więc przyszłe trendy klimatyczne w regionach dotkniętych przez NAO są najlepiej wyrażane w postaci oczekiwanego zakresu, który obejmuje zarówno naturalną zmienność, jak i sygnał wymuszonej zmiany klimatu. Nasze wyniki pokazują, że ten oczekiwany zakres wynikający z wewnętrznej zmienności NAO jest istotny zarówno dla trendów SAT, jak i P w ciągu najbliższych 30 lat (a w przypadku P może nawet zmienić znak trendu). Chociaż wpływ NAO na trendy SAT i P w ciągu najbliższych 50 lat jest mniejszy, pozostają one ważne dla oceny wielkości przyszłego ocieplenia i zmian opadów.
—
Referencje:
- Visbeck M. ; North Atlantic Oscillation ; Ideo.Columbia,edu ; https://www.ldeo.columbia.edu/res/pi/NAO/
- Deser C. et al., 2016 ; The role of the North Atlantic Oscillation in European climate projections ; Climate Dynamics ; https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-016-3502-z