Hoe reageert de atmosfeer op een SSW?
0
Een Sudden Stratospheric Warming (SSW) dient zich aan, een bijzonder vroege nog wel. De terechte vraag elk jaar gesteld is hoe dat van invloed op het weer in de Lage Landen. Tijd om dit eens onder de loep te nemen. Daarvoor onderzoeken we eerst of het stromingspatroon verandert. Daarvoor gebruiken we een aantal SSW’s uit het verleden. In tweede instantie kijken we of het weer eventueel reageert. Hoe reageert de atmosfeer op een SSW: een tipje van de sluier wordt opgelicht.
Een bijzonder vroege SSW
De stratosfeer op 10 hPa hoogte ziet er op 4 november om 00 UTC als volgt uit:
Op de kaart van 6 november (00Z) zien we een splitsing van de poolwervel. Een hogedrukgebied bij de Beringstraat en twee aparte restkernen van de poolwervel. Een ligt er boven Labrador, de andere boven Siberië. Officieel is het hierbij een SSW: dit betekent dat de wind op 10 hPa-drukvlak gemiddeld op 60 graden noorderbreedte oostelijk is geworden. Een radicale omkering van de wind dus. Uitzonderlijk in zichzelf al in het winterhalfjaar, maar des te extremer daar dit nog nooit zo vroeg voorgekomen is. Het vorige record is trouwens nog maar één jaar oud: 28 november vorig jaar.
Wat betekent dit voor ons weer?
De vraag bij dit soort gebeurtenissen is telkens weer: wat betekent dat voor ons weer? Met hogedruk op de Noordpool in de stratosfeer verwachten we downwelling naar de troposfeer. En hogedruk boven het noordpoolgebied verzwakt de westcirculatie op de gematigde breedtes, of doet de straalstroom meer zuidelijk terechtkomen. Het gemakkelijkst te kwantificeren is de reactie echter door te kijken naar de eerste reactie, namelijk de luchtdruk op de Noordpool zelf. Een geschikte maat is de AO, de Arctic Oscillation. Wordt deze negatief, dan overheerst hogedruk op de Noordpool. Wordt hij positief, dan overheerst lagedruk.
Reactie van de AO
We nemen alle SSW’s vanaf 1958 tot aan 2016, de datum van het onderzoek. Hoe reageert de AO op deze SSW’s?
De oranje lijn stelt het moment van de SSW voor. Omstreeks het begin van de SSW is de AO maximaal. Dat heeft te maken met het mechanisme van de opwarming waarbij de luchtdruk boven de Pool laag is en op lagere breedtegraden, meestal boven Noordwest-Rusland, een hogedrukgebied aanwezig is. We zien dat de AO binnen een maand wegzakt, na een drietal weken wordt een minimum bereikt. Na een korte stijging rond een maand na de SSW zakt de AO opnieuw weg, ditmaal tot een nog dieper dal.
Van de 27 SSW’s die onderzocht zijn, gaven er zestien een duidelijk negatieve reactie van de AO. Bij negen was er geen significante reactie, vaak omdat er al een blokkade was. Twee SSW’s brachten een versterking van de troposferische poolwervel, namelijk die van 2002 en 2007.
Het proces van downwelling
Al in 2001 zijn stratosferische opwarmingen en hun effect op de troposfeer uitgebreid onderzocht (Baldwin en Dunkerton, 2001). Ook hier zien we duidelijk de downwelling naar de troposfeer, die in fases verloopt.
Reactie op de SSW (2)
Een studie van Baldwin e.a. uit 2017 komt tot een onvervalste reactie van de troposfeer op de SSW. Hij beschouwt het gemiddelde van de 60 dagen volgend op de SSW en kijkt naar de afwijking van de luchtdruk, de temperatuur en de neerslag op het noordelijk halfrond. Hier toont hij een prachtig overzicht van het noordpoolgebied, waarbij meteen opvalt hoe sterk de luchtdruk boven Groenland en de Noordpool zelf stijgt na de SSW.
Bijzonder nuttig is ook de weergave van de temperatuurverandering, met de kern van de temperatuurdaling boven Noord-Rusland en Scandinavië. Onze regio heeft eveneens een negatieve anomalie, maar duidelijk minder uitgesproken. We zien als laatste dat het weer van West-Europa na een SSW gemiddeld natter wordt.
Reactie van de temperatuur van De Bilt bij vier recente SSW’s
We bevinden ons duidelijk niet in het kerngebied van de berekende invloed, dat blijkt ook uit andere studies. Is het dan nog wel de moeite waard voor de Lage Landen om rekening te houden met de gevolgen van een SSW? Bovendien kan de uitwerking in de laatste tien jaar veranderd zijn. Om die reden en als aanvulling op bovenstaande heb ik gekeken naar de laatste vier SSW’s vanaf 2018, die van 2018, 2019, 2021 en 2024. SSW’s na half februari (2023 en 2026) zijn weggelaten, omdat die vooral relevant zijn voor de lente.
We zien twee duidelijke temperatuurdalingen na de SSW: een dal twee weken erna, de andere een maand na de SSW. Het dal van de AO ruim een maand na de SSW valt samen met het tweede temperatuurdal. Het valt op dat de temperatuur ook rond en vlak voor het moment van stratosferische opwarming al redelijk laag is.
Of en hoe een SSW in het algemeen uitwerkt is in hoge mate afhankelijk van de positie van de hogedrukkern in de troposfeer op het moment van aanvang van de SSW. Ligt deze boven Groenland, dan is de uitwerking van de SSW gering. Ligt deze daarentegen boven Europa, dan is een vervolg met hogedruk boven Groenland beduidend kansrijker. Vorig jaar november was het eerste scenario van toepassing (toen duurde het meer dan drie weken voordat er enige reactie kwam), dit jaar het tweede.
Tweede fase van de SSW
Tussen 10 en 12 november komt de zonale wind opnieuw in de oosthoek: dat is een tweede SSW. Technisch maakt hij onderdeel uit van de eerste. Qua vorm wijkt hij af: nu geen split van de poolwervel maar een verplaatsing (displacement). Het restant van de poolwervel komt bij Scandinavië te liggen. Een hogedrukgebied daartegenover boven Noord-Canada. Daarmee is het een Canadian Warming. Pas tegen het einde van de maand herstelt de poolwervel zich weer enigszins. In december blijft hij naar verwachting zowaar boven normaal sterk, in januari is de kans boven normaal groot dat zich weer een SSW voordoet.
Hoe gedraagt zich de troposfeer in het vervolg?
Hieronder de verwachting van het EC46-model voor 16-23 november. In eerste instantie wordt de stroming duidelijk meer zonaal, met boven verwachting veel neerslag. Gemiddeld zeker geen te koud voor het jaar. In de verdere termijn zijn er sterke aanwijzingen dat noordelijke hogedruk meer dominant wordt. Dat kan begrepen worden als een reactie op de SSW.
