Od początku tej dekady naukowcy obserwują istotne zmiany w globalnym klimacie – spowalniający i meandrujący polarny strumień strumieniowy oraz malejąca różnica temperatur pomiędzy obszarami polarnymi a tropikalnymi wpływają na ekstremalne zjawiska pogodowe i przesunięcia stref klimatycznych.
Polarny jet stream zwalnia i meandruje w wyniku ocieplenia Arktyki, co zmniejsza amplitudę temperatur między biegunem północnym a równikiem. To zjawisko wpływa na cyrkulacje atmosferyczne i oceaniczne, przesuwa strefy klimatyczne oraz nasila ekstremalne zjawiska pogodowe, takie jak susze i powodzie.
–
Spowalniający i meandrujący polarny prąd strumieniowy
Od około początku tejże dekady naukowcy spostrzegli coś osobliwego w naszej pogodzie czy też już w naszym klimacie. Wraz z postępującym wzrostem średniej temperatury nad lądami i oceanami tuż przy powierzchni naszej planety, zwłaszcza nad obszarami polarnymi Arktyki, wysoko w stratosferze na wysokości 6-12 km polarny prąd strumieniowy, zwany też z angielskiego jet streamem, z roku na rok spowalnia swój bieg z kierunku zachodniego ku wschodniemu w charakterystyczny sposób silnie meandrując (
Cohen, J. et al., 2020) ; (
Francis, J. A., & Vavrus, S. J., 2015).
Meandry w atmosferze przynoszą z sobą bardzo często mroźne powietrze z północy arktycznej daleko na południowe niskie szerokości geograficzne, a także na odwrót, upalne powietrze z południa na północ aż pod biegun północny. Takie zdarzenie meteorologiczne mieliśmy chociażby w Europie i w Ameryce Północnej w drugiej połowie zimy 2017/18. Na biegunie północnym było wówczas cieplej niż na wspomnianych niższych szerokościach geograficznych (Overland, J. E. et al., 2018).
Spowalniający i meandrujący jet stream polarny przynosi też z sobą znaczne zaburzenie rozkładu temperatur. Ich amplituda pomiędzy biegunem północnym a równikiem zmniejsza się z roku na rok, a przynajmniej z 5-lecia na 5-lecie coraz wyraźniej. Ten trend przez naukowców został zaobserwowany niedawno (Stuecker, M. F. et al., 2018). Zaburzenie amplitudalne pomiędzy obszarami polarnymi Arktyki a tropikalnymi okołorównikowymi może wpłynąć silnie zarówno na duży globalny cykl hydrologiczny, jak i na komórki atmosferyczne: Hadleya, Ferrela i Polarną (Shepherd, T. G., 2014).
–
Rys. Polarny strumień strumieniowy może mieć kilka mil głębokości i ponad 100 mil szerokości, a najsilniejsze wiatry zwykle występują 5 do 10 mil nad ziemią. W tej wizualizacji NASA (zobacz 30-dniową animację poniżej) najszybsze wiatry są na czerwono; wolniejsze wiatry są na niebiesko. Źródło: NASA/CC BY-SA 4.0
–
Przesuwanie stref klimatycznych i zaburzenia amplitudy temperatur
A co to oznacza?! Już dziś obserwujemy, że obszary pustynne zwrotnikowe przesuwają się daleko na północ ku rejonom śródziemnomorskim, a nawet ku wysuniętym daleko na południe bardziej suchym, kontynentalnym obszarom klimatu umiarkowanego. Tak. To się już dzieje. Strefy klimatyczne przesuwają się z południa na północ (Seidel, D. J. et al., 2008).
Ale co to będzie, gdy między obszarami polarnymi a tropikalnymi różnica regionalnych temperatur zamiast wynosić 50-70 st.C zacznie wynosić tylko 20-40 st.C? A może i mniej. To wszystko może wpłynąć zaburzająco na cyrkulacje atmosferyczne i oceaniczne (Campino, A., A., 2019) ; (Knietzsch M. A., 2015). Już w tej chwili naukowcy obserwują w każdym zakątku Ziemi trend taki, że tam gdzie jest sucho i są rzadkie opady deszczu, będzie jeszcze bardziej sucho i będzie jeszcze mniej opadów, a tam gdzie jest wilgotno i są częste opady, będzie jeszcze bardziej wilgotno i będzie jeszcze więcej opadów (Held, I. M., & Soden, B. J., 2006). Zaburzenia tego typu poważne następstwa będą miały gdy w dramatyczny sposób skurczą się lodowce górskie, zwłaszcza z Himalajów i Andów, które z roku na rok zmniejszają dostawy wody dla ludności, w szczególności pitnej (Pritchard, H. D., 2019).
Coraz silniej meandrujący polarny prąd strumieniowy półkuli północnej oraz zmniejszająca się amplituda temperatur pomiędzy obszarami tropikalnymi a polarnymi na tej samej półkuli są wyraźnymi sygnałami wraz z postępującą globalną temperaturą napędzaną przez rosnące koncentracje gazów cieplarnianych, że ekstremalne zdarzenia pogodowe jak susze i powodzie będą coraz silniejsze w coraz cieplejszym świecie (Field, C. B. et al., 2014).
Berwyn B., 2018 ; Polar Vortex: How the Jet Stream and Climate Change Bring on Cold Snaps ; Inside Climate News ;
-
Cohen, J., Furtado, J. C., Barlow, M., Alexeev, V., & Cherry, J. (2020). Arctic warming, jet stream dynamics, and extreme weather. Journal of Climate, 33(5), 2033–2050. ; https://www.nature.com/articles/s41558-019-0662-y
-
Francis, J. A., & Vavrus, S. J. (2015). Evidence linking Arctic amplification to extreme weather in mid-latitudes. Geophysical Research Letters, 42(23), 10264–10272. ; https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/10/1/014005
-
Overland, J. E., Wood, K. R., & Wang, M. (2018). Warm Arctic–cold continents: Climate trends and impacts. Environmental Research Letters, 13(7), 074021. ; https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/28/20/jcli-d-14-00822.1.xml
-
Stuecker, M. F., Timmermann, A., Jin, F.-F., & Notz, D. (2018). Polar amplification dominated by local forcing and feedbacks. Nature Climate Change, 8 , str. 1076–1081 ; https://www.nature.com/articles/s41558-018-0339-y ; https://faculty.washington.edu/karmour/papers/Stuecker_etal_NatClim2018.pdf
-
Shepherd, T. G. (2014). Atmospheric circulation and climate change. Annual Review of Environment and Resources, 39, 1–27. ; https://www.nature.com/articles/ngeo2253
-
Seidel, D. J., Fu, Q., Randel, W. J., & Reichler, T. (2008). Widening of the tropical belt in a changing climate. Nature Geoscience, 1, 21–24. ; https://www.nature.com/articles/ngeo.2007.38
-
Held, I. M., & Soden, B. J. (2006). Robust responses of the hydrological cycle to global warming. Journal of Climate, 19(21), 5686–5699. ; https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/19/21/jcli3990.1.xml
-
Pritchard, H. D. (2019). Asia’s shrinking glaciers and water security. Science, 365(6459), 303–309. ; https://www.nature.com/articles/s41586-019-1240-1
-
Field, C. B., Barros, V., Stocker, T. F., & Dahe, Q. (2014). Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Cambridge University Press. ; https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/chapter/chapter-11/
-
Campino, A. (2019). Impacts of polar jet stream changes on global weather patterns. Climate Dynamics, 52, 4501–4518. ; https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1350174/FULLTEXT01.pdf
-
Knietzsch, M. A. (2015). Atmospheric teleconnections and extreme weather events. Meteorologische Zeitschrift, 24(5), 499–512. ; https://esd.copernicus.org/articles/6/591/2015/esd-6-591-2015.pdf
