Komt er een koude winter aan?

In Siberië is de afgelopen maand bijzonder veel sneeuw gevallen. Wat betekent dat voor de winter?

Was het bij ons in de vandaag eindigende oktobermaand vooral warm, veel verder naar het oosten in Siberië heeft zich de afgelopen 4 á 5 weken in hoog tempo een indrukwekkend sneeuwdek opgebouwd. Kijken we naar de totale oppervlakte van het inmiddels besneeuwde gebied daar, dan is een plek in top 3 van oktobermaanden met de meeste sneeuw (sinds het begin van de satellietwaarnemingen) mogelijk. Niet alleen de totale oppervlakte van het besneeuwde gebied spreekt tot de verbeelding, ook het tempo waarmee er in de gebieden ten zuiden van de 60ste breedtegraad sneeuw is gevallen, mag er zijn. De cijfers volgen binnenkort. Volgens de theorie van de SAI, de Snow Advance Index, neemt bij ons de kans op een koude winter hiermee toe.

Vier weken geleden was op deze site al een verhaal te lezen over het mogelijke verband dat er bestaat tussen het tempo waarmee Siberië in de oktobermaand besneeuwd raakt en de overheersende drukverdeling in de winter die binnenkort op Noordelijk Halfrond. De crux was dat hoe sneller Siberië besneeuwd raakt, hoe groter de kans is op geblokkeerde drukverdelingen in de winter en op herhaalde uitbraken van kou, vanuit het noordpoolgebied zuidwaarts. Om niet te hoeven zoeken, nemen we delen van het verhaal van toen hieronder nog een keer over.

Scepsis
Seizoensverwachtingen worden door veel mensen binnen en buiten de meteorologie – om begrijpelijke redenen – met de nodige scepsis bekeken. Het klimaatsysteem op het noordelijk halfrond is zo chaotisch en grillig dat het heel lastig is om een factor binnen of buiten het systeem te isoleren waarvan de invloed zo groot is dat die boven de grilligheid uit stijgt. Toch moeten zulke factoren er zijn. Het is niet voor niets dat we ons ieder jaar afvragen of er een zachte, of misschien wel een strenge winter aankomt. Blijkbaar is de richting van de grilligheid en de chaos in het weer, die er altijd zijn, het ene jaar anders dan het andere. Maar wat bepaalt die richting? Als we dat zouden weten, worden seizoensverwachtingen ineens een stuk leuker.

Nu zijn we hier bij MeteoGroup in Wageningen niet de enigen die hiernaar op zoek zijn. Wereldwijd wordt gewerkt aan het verbeteren van seizoensverwachtingen en dat op allerlei manieren (zie daarvoor ook ons verhaal van 4 september). Eén van de mensen die veel belangstelling hebben voor het verbeteren van seizoensverwachtingen is de Amerikaanse onderzoeksmeteoroloog Judah Cohen, die werkt voor het instituut Atmospheric and Environmental Research (AER). Zijn interesse gaat vooral uit naar de relatie tussen de snelheid waarmee het sneeuwdek op het Euraziatische continent zich (in oktober) opbouwt en het type stromingspatroon daar in de winter op volgt.

NAO- en AO-index
De indices die de verschillen in de overheersende stromingspatronen gedurende de winters van het Noordelijk halfrond het best beschrijven zijn de NAO- en de AO-index. Beide geven een indicatie voor de plek waar we de belangrijkste hoge- en lagedrukgebieden terugvinden. De NAO-index doet dit voor het zeegebied tussen IJsland en de Azoren (de oceaan), de AO-index voor het Noordpoolgebied.

Is de NAO-index positief dan is de luchtdruk bij IJsland laag en de luchtdruk bij de Azoren hoog. In dat geval is de westelijke stroming boven de oceaan sterk en hebben we in Europa gedurende de wintermaanden vaak met zacht en wisselvallig weer te maken. Een negatieve NAO-index laat de omgekeerde situatie zien, met hogedruk in het noorden bij IJsland en lagedruk in de buurt van de Azoren. Doet zich in de winter een negatieve NAO-index voor, dan is de kans op noordoostelijke winden op het Europese continent een stuk groter en komt vaker winterweer voor.

De AO-index beschrijft de drukverdeling in het Noordpoolgebied. Is de AO-index positief, dan is de luchtdruk boven de Noordpool laag. De poolwervel, de straalstroom in de stratosfeer om het poolgebied heen, is dan sterk en de winden, die het lagedrukgebied in het poolgebied in draaien, houden de koude lucht daar goed op zijn plaats. De kans op uitbraken van de kou naar zuidelijker gelegen gebieden is daarmee een stuk kleiner. De kou blijft dan in het poolgebied, op de continenten er omheen is het juist vaak zacht. Is de AO-index negatief, dan ligt boven het Noordpoolgebied een hogedrukgebied. De poolwervel is in dat geval zwak en de winden rond het hogedrukgebied, die naar buiten toe waaien, zorgen er voor dat de kans op uitbraken van de kou naar zuidelijker gelegen gebieden juist groot is. Het relatief zachte weer zit dan in het poolgebied, de kou er vaak omheen.

Snow Advance Index
Eerder onderzoek van Cohen had al als resultaat opgeleverd dat er een relatie lijkt te bestaan tussen de hoeveelheid sneeuw op het Euraziatische continent in het najaar (eigenlijk Siberië, want vooral daar sneeuwt het dan al) en het teken van met name de AO-index in de winter daarop. Een speciale situatie deed zich voor, voorafgaande aan de koude en sneeuwrijke winter van 2010 die door recordlage AO- en NAO-indices werd gedomineerd. In het najaar van 2009 was het niet de sneeuwbedekking van Siberië als geheel die opviel, maar het tempo waarin dat sneeuwdek zich toen opbouwde. En dat zette Cohen op het spoor van de nieuwe Snow Advance Index.

De Snow Advance Index beschrijft het tempo waarin het sneeuwdek in Siberië zich, ten zuiden van de 60ste breedtegraad, opbouwt gedurende globaal de oktobermaand. Er wordt nog een beetje gesteggeld over de vraag of je nu de weken 39 tot en met 44 of 40 tot en met 44 moet nemen. Onderzoek moet uitwijzen welk van de periodes uiteindelijk het beste resultaat biedt. Op basis van een relatief korte meetperiode (van 1997 tot en met 2010) is Cohen tot de conclusie gekomen dat zijn aan het einde van iedere oktobermaand bepaalde Snow Advance Index (SAI) ongeveer 75 procent van de variaties in de AO-index tijdens de winters erop beschrijft. Dat mag je gerust een spectaculair resultaat noemen. Breid je de periode verder in het verleden uit (maar door gebrek aan meetgegevens moet dan met een beperktere SAI worden gewerkt), dan is het resultaat overigens wat minder goed, maar volgens Cohen en de zijnen nog steeds ruimschoots goed genoeg.

Ingewikkeld proces
Eigenlijk werkt het zo: hoe sneller het gebied ten zuiden van 60 graden noord in Siberië tijdens de oktobermaand onder een sneeuwlaag verdwijnt, deste groter is de kans op een negatieve AO-index in de winter erop, en dus op een winter met veel kou-uitbraken. Er zit een ingewikkeld proces achter dat te maken heeft met de grote hoeveelheden zonlicht die door sneeuw worden gereflecteerd zodra er een sneeuwlaag aanwezig is. Het gebied waar de sneeuw ligt, wordt dan kouder. Gevolg hiervan is dat het Siberische hogedrukgebied, dat gedurende de wintermaanden altijd van de partij is, eerder dan anders groot en sterk wordt en daarmee ook eerder dan anders het stromingspatroon op het noordelijk halfrond naar zijn hand kan zetten. Er volgt een kettingreactie die erin resulteert dat warme lucht via de stratosfeer tot het Noordpoolgebied kan doordringen – tijdens de wintermaanden. En het is die warme lucht op grote hoogte die er uiteindelijk toe leidt dat zich in de winter in de Noordpoolregio het hogedrukgebied vestigt dat tot de negatieve waarde van de AO-index leidt. Horend bij het snelle dichtsneeuwen van het gebied in Siberië ten zuiden van de 60ste breedtegraad, gedurende de oktobermaand. Daarmee is het cirkeltje rond.

Als dit alles blijft staan, ook de komende jaren, is er mogelijk dus eindelijk een factor gevonden die richting geeft aan de chaos en grilligheid van het winterweer op het Noordelijk halfrond. Dat zou een grote stap voorwaarts zijn voor het kunnen maken van winterverwachtingen.

Nog steeds vragen
Overigens blijven er nog genoeg moeilijkheden en vragen over. Zo leiden een negatieve AO- en NAO-index lang niet in alle gevallen op dezelfde plaatsen tot koud winterweer, ook in onze omgeving niet. In tijden van een negatieve AO- of NAO-index kan het bij ons ook gewoon zacht zijn. Een andere moeilijkheid is waarom juist het tempo, waarmee het sneeuwdek zich opbouwt, de belangrijke factor is en niet de totale grootte van dat dek. Want stel dat er begin oktober in Siberië al veel sneeuw ten zuiden van de 60ste breedtegraad aanwezig is, dan is de kans op een verdere, snelle opbouw in de oktobermaand, natuurlijk kleiner dan in een situatie waarbij oktober begint met nog geen sneeuw ten zuiden van 60 graden noord. Het zal de komende jaren hopelijk allemaal blijken.

De komende winter
En wat betekent dit nu allemaal voor de komende winter? Als de theorie van Cohen klopt (en dat lijken we nu meteen een keer goed te kunnen gaan testen) dan bestaat de kans dat we vanaf december al met kouder wee te maken krijgen, als het Siberische hogedrukgebied zich westwaarts zou uitbreiden, iets wat de laatste jaren in vergelijkbare gevallen al eerder is gebeurd. De tweede helft van de winter zou vervolgens door een zogenoemde SSW, een ‘sudden stratospheric  warming’, een plotselinge en snelle opwarming van de stratosfeer boven de Noordpool gedomineerd kunnen gaan worden. Met de opbouw van een sterk hogedrukgebied boven de pool en als gevolg daarvan diverse uitbraken van koude lucht vanaf de Noordpool naar het zuiden. De laatste keer dat dit bij ons gebeurde was in de winter en in het (bijzonder koude) voorjaar van 2013.

Garanties?
Kunnen we uit dit alles dan concluderen dat we nu zeker een koudere dan normale winter tegemoet gaan? Het antwoord op die vraag is nee. Ook als het allemaal volgens de hiervoor beschreven theorie verloopt, dan nog zijn binnen de te verwachten trend drukverdelingen mogelijk die het in Nederland zacht laten blijven. Een mooi voorbeeld daarvan is de winter van 1976/1977. Ook toen vormde zich boven het poolgebied een sterk hoog, maar kwam het bij ons nauwelijks tot winterweer van enige importantie. Dus, ook al weten we nu misschien al meer dan ooit, dan nog kan het vriezen en kan het dooien.

Bron: MeteoGroup, AER, VWKweb.nl, Weerwoord.be