Зимние экстремумы холода связаны с ослаблением высокогорного полярного вихря

Когда сильные ветры, окружающие Арктику, ослабевают, холодный полярный воздух может вырваться наружу и вызвать экстремальные зимние похолодания в некоторых частях Северного полушария. Новое исследование показывает, что эти периоды слабости вихря стали более устойчивыми за последние четыре десятилетия и могут быть связаны с холодными зимами в России и Европе. Это первая работа, демонстрирующая, что изменения в ветрах высоко в стратосфере внесли существенный вклад в наблюдаемую тенденцию к похолоданию зим в северной Евразии. Хотя вопрос о влиянии изменений в Арктике на остальной мир в условиях изменения климата все еще изучается, это исследование дает дополнительные доказательства того, что меняющаяся Арктика влияет на погоду в крупных населенных центрах Северного полушария.

«Зимой ледяной арктический воздух обычно «заперт» сильными околополярными ветрами на высоте в несколько десятков километров в атмосфере, известными как стратосферный полярный вихрь, так что холодный воздух ограничен вблизи полюса», — говорит Марлен Кретчмер из Потсдамского института исследований воздействия климата (PIK), ведущий автор исследования, которое будет опубликовано в Bulletin of the American Meteorological Society. «Мы обнаружили смещение в сторону более устойчивых слабых состояний полярного вихря. Это позволяет морозному воздуху прорываться из Арктики и угрожать России и Европе холодными экстремумами. Фактически, это может объяснить большую часть наблюдаемого похолодания евразийских зим с 1990 года».

Несмотря на глобальное потепление, последние зимы на северо-востоке США, в Европе и особенно в Азии были аномально холодными — в некоторых регионах, таких как Западная Сибирь, даже наблюдается тенденция к понижению зимних температур. В резком контрасте с этим Арктика быстро нагревается. Парадоксально, но оба явления, вероятно, связаны: когда морской лед к северу от Скандинавии и России тает, обнаженный океан выделяет больше тепла в атмосферу, и это может влиять на атмосферу вплоть до стратосферы на высоте около 30 километров, нарушая полярный вихрь. Слабые состояния высотного ветра, окружающего Арктику, затем способствуют возникновению холодных периодов в средних широтах. Предыдущая работа Кретчмер и коллег выявила эту причинно-следственную связь в данных наблюдений, и она дополнительно подтверждается несколькими исследованиями с помощью климатического компьютерного моделирования.

«Наши последние выводы не только подтверждают связь между слабым полярным вихрем и суровой зимней погодой, но и рассчитывают, какая часть наблюдаемого похолодания в регионах, таких как Россия и Скандинавия, связана с ослаблением вихря. Оказывается, большая часть», — говорит соавтор Джуда Коэн из Atmospheric and Environmental Research / Массачусетского технологического института (США). «Несколько типов погодных экстремумов учащаются с изменением климата, и наше исследование добавляет доказательств, что это также может включать периоды холода, что является неприятным сюрпризом для этих регионов». Эффект сильнее в Азии и Европе, чем в США.

«Очень важно понимать, как глобальное потепление влияет на циркуляционные паттерны в атмосфере», — говорит соавтор Дим Куму из Свободного университета Амстердама (Нидерланды). «Изменения струйного течения могут привести к более резким и неожиданным нарушениям, к которым обществу придется адаптироваться. Неопределенности довольно велики, но глобальное потепление представляет собой явный риск, учитывая его потенциал для нарушения циркуляционных паттернов, управляющих нашей погодой, — включая потенциально катастрофические экстремумы».