Waarom de invloed van de recordvroege instorting van de poolwervel moeilijk in te schatten is
We bevinden ons op onbekend terrein. Het scenario van het recordvroege verzwakken van de poolwervel is momenteel een hot topic, maar niemand kan eigenlijk met zekerheid zeggen wat dit op termijn gaat doen met het weer. Wetenschappers staan voor een raadsel dat pas na verloop van tijd verduidelijkt wordt.Unieke gebeurtenis
Het gaat om een verstoring in de normale stroming van de poolwervel, een ‘sudden stratospheric warming’ (SSW). Door golven in de atmosfeer kunnen de westenwinden van de poolwervel vertragen of zelfs omkeren, in meer detail uitgelegd in dit recente artikel. Niet ieder jaar komt er een plotselinge opwarming met een windomkering voor in de stratosfeer. Gemiddeld genomen is er iedere twee jaar een krachtige SSW en dan meestal in januari of februari.
Vorig jaar was er een vrij krachtige stratosferische opwarming aan het einde van november. Dit was erg vroeg; alleen in de winter van 1968-1969 was er ook een SSW in november. De huidige omkering van de windrichting in de stratosfeer wordt door modellen verwacht rond 4 november, wat het record met minstens drie weken zou verbreken.
De poolwervel nu en de verwachting
Op dit moment ziet de poolwervel er van bovenaf uit als een groot, cirkelvormig lagedrukgebied met zijn koude kern over de Noordpool. Boven het noordelijkste deel van de Stille Oceaan begint zich een stratosferisch hogedrukgebied te vormen. Modelverwachtingen laten echter een snelle en grote verstoring zien die de poolwervel in tweeën splitst. Het wordt in feite “gesandwiched” tussen drukgebieden die een golfbeweging doorgeven. Golven van opwarming werken door op de stratosfeer en dat dwingt de poolwervel om zich uiteindelijk te scheiden tot twee kernen van lagedruk. Om het nu grotere hogedrukgebied waait de wind met de klok mee, waardoor de stratosferische wind tegen zijn normale richting in waait.
Links is een 3D-weergave van de splitsing van de poolwervel in twee kernen van lagedruk. In het bovenaanzicht rechts is dezelfde splitsing te zien, met hogedruk in het midden. Bron: Severe Weather Europe
Weersinvloeden?
Midden in de winter zou de impact van zo’n splitsing groots kunnen zijn voor winterfans, maar aangezien het nog midden in de herfst is, kan de impact verschillen en is het minder voorspelbaar. Het lastige met records is dat er geen vergelijkbare situaties zijn in historische meetreeksen. Een SSW kan doorwerken op de lagere atmosfeer, de voorkeurposities van hoge- en lagedrukgebieden veranderen en daarbij het weer beïnvloeden. Een verstoring van de poolwervel wordt vaak geassocieerd met kou-uitbraken omdat koude lucht makkelijker naar lagere breedtegraden kan uitstromen. Daarom zijn we bovenal geïnteresseerd in de uitwerking van de aanstaande verstoring op weersverwachtingen op de langere termijn. Krijgen we een periode van winters weer? Of ligt de drukverdeling net verkeerd en gaat de kou ons voorbij?
El Niño niet te negeren
El Niño bereikt binnenkort zijn piek en geeft temperatuurafwijkingen van tot wel 8 graden boven de normaal in de tropische Stille Oceaan. Het erg warme zeewater veroorzaakt een sterke atmosferische forcering. De atmosferische impact van El Niño is daarom te groot om te negeren bij een verstoring van de poolvortex. Golfbewegingen die door El Niño worden opgewekt, leiden tot verplaatsingen in de straalstroom en luchtdrukpatronen, zoals diepere lagedruk over de noordelijke Stille Oceaan en sterkere hogedruk over Canada.
De afwijking van de hoge luchtdruk blijft niet beperkt tot de stratosfeer. In het voorspelde gedeelte is te zien dat de afwijking zich snel uitbreidt naar hogere en lagere lagen van de atmosfeer. Hogedrukgebieden zijn geneigd om over het poolgebied te vormen. De invloed van een SSW heeft meestal een vertraging van 1 tot 4 weken, maar dat geldt voor de gemiddelde SSW die voorkwam in de winter. Met een gebeurtenis zo vroeg in het seizoen, in combinatie met een nog weinig ontwikkelde poolwervel en een krachtige El Niño, zijn de kaarten opnieuw en op onbekende wijze geschud.
Verticale weergave van de luchtdrukafwijking in de onderste helft van de atmosfeer. Hier is in het voorspellingsgedeelte duidelijk te zien dat de ontstane hogedrukanomalie in de loop van de tijd stijgt en tegelijkertijd ook daalt. Dit duidt op een ongekende drukafwijking in de atmosfeer voor deze tijd van het jaar. Bron: Severe Weather Europe
De gemiddelde temperatuur in de 30 dagen na een volledige instorting van de poolwervel midden in de winter, gebaseerd op 34 grote SSW-gebeurtenissen. Het grootste deel van de VS en Noord- en Centraal-Europa is gemiddeld kouder dan normaal na een SSW op het juiste moment. Bron: Severe Weather Europe
Machine Learning kan er weinig mee
Niet alleen in het alledaagse leven, maar ook in de wetenschap is het gebruik van AI-modellen toegenomen. Deze modellen worden getraind met behulp van enorme datasets van situaties uit het verleden. Zo leren AI-orkaanmodellen van de achtergrondcondities en structuur van eerdere orkanen, en kunnen daardoor inschatten hoe een bestaande tropische storm zich gaat ontwikkelen. De huidige ontwikkelingen rond de poolwervel zijn nog nooit eerder zo voorgekomen en bestaan dus ook niet in de datasets. Een AI-model kan geen eerdere situatie erbij pakken en moet eigenlijk “gokken” door een zo soortgelijk mogelijke context te selecteren. Hierdoor heeft ook het zo befaamde Machine Learning moeite om ons te vertellen wat de impact van deze recordvroege SSW gaat zijn.
