Полярный вихрь: наука за морозом

В конце января 2019 года полярный вихрь — вращающийся поток низкого давления в атмосфере на высоте около 10 км — обрушил экстремальный холод на Средний Запад и Северо-Восток США. Температуры были настолько низкими, что обморожение могло наступить за считанные минуты. К 1 февраля из-за арктического воздуха, направленного вихрем в города от Фарго до Детройта, были закрыты школы и предприятия, отменены тысячи авиарейсов, приостановлена почтовая доставка. Погибло не менее 21 человека.

По словам атмосферного ученого из Стэнфорда Адити Сешадри, всё началось после того, как 2 января полярный вихрь, обычно находящийся над Северным полюсом, раскололся надвое. Это произошло из-за разрушения планетарных волн в стратосфере. Когда вихрь расщепляется, струйное течение смещается к югу над Атлантическим бассейном, увлекая за собой штормы. Холодный арктический воздух, обычно удерживаемый струйным течением у полюса, прорывается в средние широты на восточном побережье США, в Среднем Западе и Западной Европе.

Полярный вихрь формируется каждую зиму из-за разницы температур между экватором и полюсами. На его поведение влияют волны Россби, возникающие у поверхности Земли. Они могут нарушить циркуляцию вихря настолько, что он смещается или расщепляется на два «дочерних» вихря. Увеличение содержания CO₂ в атмосфере охлаждает полярную стратосферу, что потенциально может усиливать вихрь. Однако модели также свидетельствуют, что волны в тропосфере становятся более энергичными по мере потепления планеты, что ведёт к большей возмущённости стратосферы. Хотя термин «полярный вихрь» существует с конца 1940-х годов, за последние 20 лет вихрь стал значительно более возмущённым в середине зимы, и события его расщепления происходят чаще.