25 januari 2024 - 9 min. lezen
1 reacties 1

In de winter is de stratosfeer boven de Noordpool een factor van belang, daar heerst meestal een krachtige westcirculatie, soms wordt deze onderbroken door een stratosferische opwarming, waardoor de wind tijdelijk oostelijk wordt. Dat vergemakkelijkt de vorming van winterse blokkades. Soms zijn er echter uitzonderingen, in de winter van 2023-2024 beleven we er één.

Historie van SSW’s

Op 16/17 januari werd de zonale wind op 10 hPa 60 graden noorderbreedte tijdelijk oost; officieel spreken we dan van een SSW, een Sudden Stratospheric Warming. De afgelopen jaren hebben dergelijke omkeringen van de stratosferische wind nogal eens een winterse periode ingeluid.

Wat te denken van de vorstperiode van januari 2013, met tien ijsdagen opeenvolgend in De Bilt, of de extreme kou eind februari, begin maart 2018, inclusief een reeks ijsdagen en ook nog een koude veeg halverwege maart. Memorabel was de sneeuwstorm van 7 februari 2021 in Nederland, hoewel België er weinig van meekreeg. Alleen de uitwerking van de SSW van 2019 viel ondanks sneeuwval en vorst in de tweede helft van januari toch wat tegen.

December 1998: een ‘verkeerde’ SSW

In het moderne klimaat zijn we veel meer dan vroeger aangewezen op de SSW’s om winterweer een kans te geven, daarom is het des te teleurstellender als het een keer niet lukt. Probleem is dat sommige stratosferische opwarmingen contraproductief uitwerken, zeg maar singulariteiten zijn binnen hun soort.

Bij dergelijke gebeurtenissen wordt de westcirculatie in de troposfeer aangezwengeld in plaats van afgeremd. Dat gebeurde bijvoorbeeld na de late SSW van 24 februari 2007, die gevolgd werd door een paar maanden bijzonder zacht, zeg maar gewoon warm weer. Andere voorbeelden zijn de late SSW’s van 22 februari 1979 en 2008 (Kodera et. al) Als voorbeeld bespreken we hier de vroege SSW 15 december 1998.

Afbeelding 1. De gemiddelde zonale wind in de stratosfeer, op 10 hPa drukniveau. Op 15 december wordt de zonale wind negatief (oost): SSW 1. Eind februari 1999 opnieuw: SSW 2.

In afbeelding 1 zien we de krachtige SSW, herkenbaar aan de plotselinge daling van de zonale wind tot (ver) onder nul, dat wil zeggen dat de wind op die hoogte tijdelijk oost werd. De stratosferische poolwervel herstelde zich in het vervolg slechts langzaam, zijn troposferische evenknie daarentegen kreeg een enorme impuls, waardoor zich een krachtige westcirculatie instelde, die tot begin februari aanhield.

De omslag naar zacht winterweer wordt tot uitdrukking gebracht in afbeelding 2, met links de situatie vóór de SSW en rechts die erna.

Afbeelding 2. Links de 500 hPa anomalie van de eerste helft van december 1998 tot aan het moment van de SSW, rechts idem maar dan van de maand na de SSW.

Twee soorten SSW’s

Nemen we afbeelding 1 er nog eens bij, dan zien we dat er later in de winter opnieuw een SSW optrad: in februari werd de wind in de stratosfeer weer oostelijk, deze keer wél met de ‘normale’ respons in de troposfeer, namelijk de overgang van een westcirculatie naar blokkades.

In navolging van Kodera et al. spreken we in het eerste geval (december 1998) van een reflecterend (reflecting) type SSW, het tegenovergestelde van een absorberend (absorption) type SSW – zoals in februari 1999. De SSW van december 1998 was een reflecterend type, de SSW ruim twee maanden later een absorberend type.

Wat is nu precies het verschil? Bij een terugkaatsing type is de warmte-impuls niet naar de Noordpool gericht maar naar de subtropen. Bij een absorberend type is de warmte-impuls wel naar de Noordpool gericht. Bij een reflecterend type nemen aan de grond alleen de zonale winden in het poolgebied in kracht af. Bovendien versterkt zich de subtropische hogedrukgordel (primair boven de Stille Oceaan).

De recente SSW in 2024

De grafiek in afbeelding 3 toont met de rode lijn de kracht van de stratosferische zonale wind deze winter tot nu toe, in blauw hetzelfde maar dan van vorig jaar. Vorig jaar hadden we een goed ontwikkelde stratosferische poolwervel (SPV), navenant dominerende westcirculaties vanaf Kerst.

Helemaal aan het einde een SSW en wat licht winterweer in de eerste helft van maart. Dit jaar zien we een heel ander verloop. De SPV werd boven normaal sterk in november, maar begin december al vond er een eerste lichte verstoring van die poolwervel plaats (1). Halverwege de maand een volgende: er vond een zogenaamde Canadian Warming plaats met een hoog in de stratosfeer boven Canada, waardoor de poolwervel naar Noord-Rusland werd geduwd (2).

Downwelling naar de troposfeer zorgde voor de ontwikkeling van een hoog boven Canada, maar begin januari ook boven Noordwest-Europa. Een winterse periode was geboren, later in het zadel gehouden door de minor warming van 29/30 december (3).

Een officiële SSW, de zogenaamde major warming, had alles perfect kunnen maken maar helaas ontbrak deze tot dusver aan de palmares van deze winter. Alles wees erop dat het bij een displacement (verplaatsing) van de SPV zou blijven, totdat deze zich half januari uitstrekte richting Noord-Amerika en er daar een aparte kern ontstond. Plotseling was de mijlpaal bereikt: een dubbele vortex nog wel, eentje die alles weg had van een gesplitste poolwervel. Op 16 en 17 januari werd de zonale wind op 10 hPa 60 graden noorderbreedte dan toch eindelijk oost (4): het was gelukt.

Afbeelding 3. De gemiddelde zonale wind in de stratosfeer, op 10 hPa drukniveau. Blauw die van vorige winter, rood deze winter. Genummerd de respectievelijke opwarmingen die geleid hebben tot de SSW van 16/17 januari (4)

Een ‘valse’ SSW

In plaats van zelf met een beschouwing te starten over deze merkwaardige SSW lijkt het me verrijkend om te beginnen met een blik vanaf de andere kant van de Oceaan, vanuit de VS. Judah Cohen schrijft (vertaald) in zijn blog:

Het is een zeer interessante gebeurtenis en verdient verdere studie. Maar ik herhaal mezelf: ik denk dat het zeer informatief is om de gevolgen voor ons weer nauwer te associëren met een uitgerekte PV dan met een klassieke SSW. De uitgerekte PV heeft eindelijk de winter naar Noord-Amerika gebracht, net op tijd voor mijn officiële start van de winter, inclusief de VS met […]  recordkoude en ontwrichtende sneeuwstormen.

Ironisch genoeg zou, als er een grote opwarming wordt bereikt, dit kunnen worden omschreven als “het paard achter de wagen spannen”, aangezien de traditionele troposferische reactie op SSW’s, Groenlandblokkering en negatieve NAO, aan de grote opwarming voorafging! Bijna alsof de tijd achteruit gaat.

Afbeelding 4. Geopotentiaal en temperatuur van 17 januari, 00 UTC, op 10 hPa. Er heeft zich aan de lijzijde van de Rocky Mountains een nieuwe vortex gevormd: de SSW is een feit.

In afbeelding 4 (bron) zien we de situatie op 17 januari jl, een dag na het begin van de SSW. De zonale wind op 60 graden noorderbreedte is negatief, dat is linksboven te zien: -2 m/s. Dat is te danken aan de vorming van een tweede stratosferische vortex, boven de VS. In het kielzog hiervan kwam het tot extreem winterweer zuidelijk tot Texas aan toe.

Bij de vorming van het laag werd stratosferisch warmte zuidwaarts gevoerd aan de lijzijde van de Rocky Mountains. Technisch kon er gesproken worden van een SSW, met een schijnbare splitsing van de stratosferische poolwervel. Een echte splitsing was het echter niet, slechts de vorming van een secondaire cel.

Afbeelding 5. Geopotentiaal en temperatuur van 22 januari, 06 UTC, op 10 hPa. De twee vortexen hebben zich samengevoegd en brengen boven Europa een westcirculatie op gang.

Het gevolg is niet een ‘normale’ blokkade maar juist een versterkte westcirculatie, eerst alleen stratosferisch doordat de beide kernen samensmelten en als geheel aan de zuidzijde een westelijke stroming op gang brengen (afbeelding 5). De hogedrukcel in de stratosfeer boven Zuidwest-Europa domineert inmiddels het weerbeeld, met uitzonderlijk hoge temperaturen en een versterking van de daar al tijden heersende droogte.

De omslag wordt in beeld gebracht in afbeelding 6. De prachtige blokkade is in no time omgezet in een krachtige westcirculatie De gelijkenis met wat er gebeurde na de SSW van 15 december 1998 is treffend.

Afbeelding 6. Links de 500 hPa anomalie van de eerste helft van januari 2024, tot aan de SSW. Rechts die van de eerste vijf dagen erna. De blokkade is na de SSW ingeruild voor een westcirculatie.

Verder verloop winter 2023-2024

Hoe nu verder? Normalerwijs blijven we wekenlang zo niet maanden vast zitten in de westcirculatie die zich hersteld heeft. Dan misschien hopen op opnieuw een SSW? Het kan in principe, de winter van 1998/1999 heeft het bewezen, maar dat winterseizoen heeft ook aangetoond dat het weinig oplevert voor de winterliefhebber: laat in februari kan een SSW wel weer winterse blokkades opwerpen, serieus winterweer met schaatskansen inclusief een sneeuwdek van een week of langer zit er hoogstwaarschijnlijk niet meer in. Maart 1999 in ieder geval kwam niet verder dan een aantal nachten met lichte vorst en slechts één etmaal met een maximum temperatuur lager dan +5 °C (De Bilt).

Wat verder nog? Een van de opties is de transgressie van de Madden Julian Oscillation (MJO), het omweerscomplex langs de evenaar, naar een voor winterweer gunstiger fase. Eerder was de MJO verantwoordelijk voor de afbraak van de winterse blokkades begin december, nu halverwege januari heeft dat proces zich herhaald, in samenhang met de eerder toegelichte stratosferische anomalie.

De komende weken echter komt de MJO weer in een territorium waar noordelijke blokkades versterkt worden, bovendien verplaatst de SPV zich weer naar Noord-Rusland. Hetzelfde gebeurde later in december, met twee weken winterweer in januari als resultaat.

Ten slotte nog de aantekening dat de El Nino, die met zijn teleconnecties het weer beïnvloedt – in het bijzonder boven Noord-Amerika waar het fenomeen verantwoordelijk is voor het overwegend zachte winterweer, in onze omgeving positief kan gaan uitwerken. Het verleden heeft laten zien dat juist in het tweede deel van de winter deze kansen het grootst zijn.

Vooralsnog tonen de deterministische modellen weinig houvast voor een dergelijke evolutie, maar EC46, die tot anderhalve maand vooruit berekent, toont al dagen een toenemende kans op blokkades (rood) en een afnemende kans op westcirculaties (blauw). Het is nog even afwachten of die kans verzilverd gaat worden.

Afbeelding 7. De frequentie van de weerregimes in de komende 46 dagen (EC46). Blauw is een westcirculatie, rood een blokkade, paars een rug boven de Atlantische Oceaan. Groen NAO-.

Paul Verheij

Door Paul Verheij

Na een klein jaar op de klimatologische Dienst van het KNMI gewerkt te hebben, heb ik fysische geografie gestudeerd, bijvak meteorologie. Sinds 1977 ben ik met een onderbreking actief voor de Vereniging voor Weer en Klimaat, ik schrijf voor hun blad Weerspiegel regelmatig artikelen over weerhistorie of de stratosfeer. Met Sebastiaan Cobelens ben ik medeorganisator van de Wintermeeting.


Verder lezen

Alles bekijken