Sudden stratospheric warming (plotselinge stratosferische opwarming)

Een plotselinge stratosferische opwarming (PSO), (Engels: 'Sudden stratospheric warming', SSW) is een meteorologische gebeurtenis waarbij de polar vortex van westenwinden op het winterhalfrond afremt of zelfs omkeert binnen een tijdsbestek van een aantal dagen. De verandering gaat gepaard met het toenemen van enkele tientallen kelvins op stratosferische hoogte.

De eerste doorlopende metingen aan de stratosfeer werden gedaan door Richard Scherhag in 1951. Hij gebruikte radiosondes om temperatuurmetingen van de bovenste laag van de stratosfeer (ongeveer 40 km hoogte) te maken. Hij observeerde de eerste plotselinge stratosferische opwarming op 27 januari 1952. Na zijn ontdekking verzamelde Scherhag een aantal meteorologen, met als doel om de stratosfeer te observeren aan de Vrije Universiteit van Berlijn. Deze groep bracht de temperatuur en geopotentiële hoogte van de bovenste laag van de stratosfeer in kaart door middel van radiosondes en raketsondes. In 1979, aan de start van het satelliettijdperk begon, namen meteorologische metingen in aantal toe. Ondanks dat satellieten vooral voor de troposfeer gebruikt werden, namen ze ook metingen af voor de stratosfeer. Tegenwoordig worden zowel satellieten als radiosondes gebruikt om aan de stratosfeer te meten.

In het algemeen wordt door meteorologen een PSO in een van drie verschillende categorieën opgedeeld: major (groot), minor (klein), en final (laatste).

Soms wordt er een vierde categorie toegevoegd, de zogenaamde Canadese opwarming, vanwege haar unieke structuur en levensloop. Als uitgangspunt wordt de temperatuur op 10 hPa gebruikt. Meestal hebben PSO's na ongeveer zeven tot tien dagen effect op het West-Europese weer. Als de drukgebieden op gunstige plaatsen komen te liggen kan er (zéér) koude lucht de kant van Europa opkomen.

Major (groot)
Plotselinge stratosferische opwarmingen worden groot (major) genoemd als de westenwinden op 60 N en 10 hPa (Geopotentiële hoogte) omdraaien, oftewel oostelijk worden. Een volledige ontwrichting van de polar vortex treedt op en de vortex zal zich splitsen, of zal verdrongen worden van haar normale locatie op de pool.

Volgens de Commissie voor Atmosferische Wetenschappen van de Wereld Meteorologische Organisatie (Mclnturff, 1978):

a stratospheric warming can be said to be major if at 10 mb or below the latitudinal mean temperature increases poleward from 60 degree latitude and an associated circulation reversal is observed (that is, the prevailing mean westerly winds poleward of 60 latitude are succeeded by mean easterlies in the same area).

Een stratosferische opwarming wordt een 'major' genoemd als op 10 mb of beneden de latitude de gemiddelde temperatuur richting de pool toeneemt vanaf de 60e breedtegraad, mits een daarbij horende omdraaiende circulatie wordt waargenomen (dat is wanneer in eenzelfde gebied de normaal gesproken heersende westenwinden worden overtroefd door oostenwinden).

— Mclnturff, 1978
Minor (klein)
Kleine (minor) plotselinge stratosferische opwarmingen zijn gelijkend aan grote. Kleine zijn echter minder ingrijpend; de westenwinden nemen wel af, maar worden niet volledig een halt toegeroepen. Om die reden wordt bij een kleine plotselinge stratosferische opwarming nooit een ineenstorting van de polar vortex waargenomen.

Mclnturff stelt:

a stratospheric warming is called minor if a significant temperature increase is observed (that is, at least 25 degrees in a period of week or less) at any stratospheric level in any area of winter time hemisphere. The polar vortex is not broken down and the wind reversal from westerly to easterly is less extensive.

Een stratosferische opwarming wordt tot de kleine gerekend als, in de winter, op welke hoogte in de hemisfeer dan ook, een aanzienlijke toename in de temperatuur wordt waargenomen (ten minste 25 graden in een tijdsbestek van een week of minder). De polar vortex breekt niet en de omkeer van de westenwind is minder omvangrijk.

— Mclnturff, 1978
Final (laatste)
De jaarcyclus van de stratosferische stromen bestaat uit twee fasen. In de winterfase is de gemiddelde stroming westelijk en in de zomerfase juist oostelijk. Een laatste (final) opwarming vindt plaats vlak voor de overgang van winter naar zomer. De polar vortex-winden draaien om, maar draaien niet terug om totdat de volgende winterfase zich aandoet. Dit is omdat de stratosfeer dan reeds de zomerfase heeft aangedaan. Het verschijnsel heet de laatste stratosferische opwarming omdat stratosferische opwarmingen niet in de zomer voor kunnen komen.

Canadese
Canadese opwarmingen vinden plaats in het begin van de winter in de stratosfeer van het noordelijk halfrond, normaal gesproken tussen half november en begin december. Canadese opwarmingen komen niet voor op het zuidelijk halfrond.

Optreden
Iedere winter op het noordelijk halfrond komen gemiddeld enkele kleine plotselinge stratosferische opwarmingen voor. Een grote treedt ongeveer eens per twee jaren op. Aanleiding voor grote plotselinge stratosferische opwarmingen op het noordelijk halfrond is dat de Orografie en de verschillen tussen de luchttemperaturen boven land en zee lange Rossby-golven (golfgetal 1 of 2) veroorzaken in de troposfeer. Deze golven dringen door tot in de stratosfeer en verstoren daar de windcirculatie, door deze af te remmen. De golven veroorzaken ook een toename in luchttemperatuur van het noordpoolgebied. Dit is de reden dat grote plotselinge stratosferische opwarmingen vrijwel alleen op het noordelijk halfrond voorkomen. Enkele voorvallen:

In 2002 ontstond een grote plotselinge stratosferische opwarming op het zuidelijke halfrond.[2] Tot nog toe is deze gebeurtenis onverklaarbaar onder meteorologen.
2010: in september van dat jaar deed zich een opwarming van geringere omvang voor boven het zuidelijk halfrond[3]
Effecten op het weer
Ondanks dat plotselinge stratosferische opwarmingen vooral op planetaire schaal hun oorsprong vinden, hebben ze indirect ook een substantiële invloed op het weer in de biosfeer. Na een plotselinge stratosferische opwarming draaien de winden op grote hoogte om van richting. De oostenwinden die dan ontstaan dalen dan in de atmosfeer en reduceren de snelheid van de straalstromen, vaak gevolgd door het aantrekken van oostenwinden aan het aardoppervlak, resulterend in een drastische daling van temperatuur in Europa mits de drukgebieden op de juiste plaatsen liggen.

Bron: Wikipedia

« Encyclopedie overzicht