Marek Kučera, Meteoinfo.sk / 27.03.2013 22:41
Už v posledných rokoch sme boli svedkami rozsiahlych cirkulačných zmien v severoatlantickom a európskom priestore, ktoré boli charakterizované prechodom z kladnej fázy Severoatlantickej oscilácie na zápornú fázu. Prvé náznaky k prechodu na negatívnu fázu boli zaznamenané od augusta do decembra 2002, kedy 5 mesiacov v rade oba indexy dosahovali výraznejšie záporné hodnoty. Ešte nižšie klesli priemerné mesačné hodnoty indexu počas zimy 2005/06 resp. decembra 2005 až marca 2006, kedy sme na Slovensku mali aj vďaka negatívnej fáze AO a NAO chladnú zimu, s výraznými vpádmi arktického vzduchu a snežením. Ešte dlhšie obdobie charakteristické menšími tlakovými gradientmi medzi stacionárnymi tlakovými útvarmi než obvykle, bolo detekované od apríla do septembra 2008, obe oscilácie zažívali celého pol roka výraznú negatívnu fázu.
Tlakový gradient medzi Islandskou nížou a Azorskou výšou je slabý, dôsledkom toho je aj dlhá zima.
Príloha: Obrázok znázorňujúci polohu akčných centier Severoatlantickej oscilácie počas negatívnej a pozitívnej fázy a tzv. "stormtrack", ktorá prináša západné vetry nad Euráziu.
Cirkulácia sa vracia späť do 40.-tych až 70.-tych rokov
Výrazný zlom prišiel v období december 2009 až január 2011 - najmä rok 2010 bol poznačený hlbokou negatívnou fázou AO a NAO, len počas jedného mesiaca počas vyššie uvedeného 14-mesačného obdobia dosahovali indexy oscilácií slabé kladné hodnoty. Hlboká záporná fáza NAO sa prejavovala extrémnym vychýlením trasy frontálnej zóny smerom na juh, tlakové níže postupovali po celý rok smerom do strednej Európy a prinášali ničivé povodne a historické úhrny zrážok nielen na Slovensku. V roku 2012 sa striedali mesiace so zápornou hodnotou indexu AO a NAO s mesiacmi, v ktorých sa táto hodnota pohybovala okolu nuly. Od novembra 2012 do marca 2013 sme sa opäť ocitli v hlbokej negatívnej fáze a počasie sa začína správať podobne ako v roku 2010 - južné trasovanie cyklón z Atlantiku ponad Stredomorie, Janovské níže zasahujúce severným okrajom strednú Európu a s nimi spojené advekcie studeného arktického vzduchu - to všetko zažívame uplynulých 5 mesiacov aj na Slovensku, pričom prvý takýto vpád sme tu mali už na konci októbra 2012 kedy týždeň po letnom dni snežilo. Zima výrazne udrela v decembri, odkedy sa do 5. marca udržala po celý čas na juhu stredného Slovenska snehová pokrývka, ktorej veľké množstvo pochádzalo práve z kalamitných jadranských tlakových níží, ktoré naše územie zasiahli v januári a vo februári. Marec priniesol rekordné hodnoty indexu AO až pod -5, čo predstavuje najnižšie marcové hodnoty indexu od roku 1948, index NAO sa udržiaval tiež hlboko pod nulou, čo podnietilo meridionálny presun vzduchových hmôt, prílev studeného vzduchu v tyle tlakových níží prechádzajúcich z juhozápadu Európy ďalej na východ až severovýchod. Mnoho európskych a svetových klimatológov sa venuje v posledných desaťročiach najmä fenoménu NAO, uznávané vedecké práce Hurrella či Wannera sumarizujú fakty o NAO a prinášajú nové pohľady na zmenu klímy v Európe. Kým obdobie prvých desaťročí 20. storočia sa viaže s pozitívnou fázou NAO, v 40. rokoch nastal zlom - oscilácia medzi Islandskou nížou a Azorskou výšou slabla, tlakový gradient vyvolával slabšie západné vetry a indexy oscilácie začali dosahovať podobné indexy ako dnes. Výrazná negatívna fáza pretrvávala v 50.-tych, 60.-tych a 70.-tych rokov, tieto roky sú známe silnejšími a dlhšími zimami s dostatkom snehu v priestore strednej Európy, ale i výraznými vlnami horúčav, keďže negatívne NAO prináša presadzovanie meridionálnych situácií nielen v zimnom, ale aj v letnom období. Od 70. rokov cca do roku 1995 vrcholila veľmi silná kladná fáza NAO, ktorá bola sprevádzaná posunom akčných centier smerom na severovýchod - frontálna zóna bola vysunutá až nad severnú Európu a najmä Škandinávia zaznamenávala rekordné množstvá zrážok, kým Stredomorie trpelo suchými a studenými zimami. Je faktom, že škandinávske ľadovce sa v týchto desaťročiach aj napriek trendu globálneho otepľovania zväčšovali, pokým tie alpské sa výrazne zmenšovali - a to napriek tomu, že janovské/stredomorské tlakové níže v týchto desaťročiach výrazne absentovali. Situácia sa začala na prelome tisícročí meniť a ako sme uviedli v úvode článku, prvé signály k návratu k negatívnej fáze oscilácie boli zaznamenané už v roku 2002, pričom periódy s negatívnymi sumárnymi indexami AO a NAO sa v ďalších rokoch predlžovali, až kým sme sa neocitli v súčasnej hlbokej negatívnej fáze. Zaujímavosťou je, že počas negatívnej fázy NAO je ovplyvnený aj Golfský prúd, ktorý sa po niekoľkých rokoch pretrvávajúcich záporných hodnôt presúva na miesta ležiace o 100 km južnejšie ako počas pozitívnej fázy. Ďalším zaujímavým znakom širokopriestorových cirkulačných zmien je, že počas súčasnej zápornej fázy síce vládne v našich končinách dlhá zima, no po prednej strane tlakových níží doslova dávkovaných južnou trasou ponad Stredomorie a juh Európy preniká do oblasti strednej Ázie a Kazachstanu veľmi teplý vzduch, takže paradoxne v kontinentálnych oblastiach ďaleko na východ vládne veľmi teplé jarné počasie, kým na naše územie prinášajú níže sneženie a v ich tyle prúdi studený vzduch.
Príloha: Porovnanie zimných indexov AO a NAO od roku 1951 (Zdroj: P. Matejovič et. al, http://www.nun.sk/zima2009_2010.htm)
Môže sa zopakovať rok 2010?
Po zhliadnutí predchádzajúcich riadkov sa nám naskytá otázka, dokedy bude tento trend zápornej oscilácie pretrvávať, resp. či sa nevrátia povodne z roku 2010. Už na prelome rokov si slovenskí klimatológovia všimli, že cirkulácia v severoatlantickom a európskom priestore sa začína podobať na prelom rokov 2009 a 2010 a boli vyslovené prvé obavy o tom, že sa vyskytnú sledy mesiacov s nadpriemerným množstvom zrážok. Január, február a marec tieto predpoklady potvrdili, pretože dokopy spadlo zatiaľ miestami až o 70% zrážok viac ako v rovnakom období v roku 2010. Dokumentujú to aj štatistiky našich pozorovateľov. Či však bude negatívna fáza pretrvávať aj počas ďalších mesiacov, v lete či na jeseň, zatiaľ nemožno potvrdiť ani vyvrátiť. Tendencie sú však jasné - enormné topenie morského ľadu v Arktíde vyvoláva otepľovanie nad Arktídou, vyššie teploty nad Arktídou súvisia s polárnym vortexom - oblasti nízkeho tlaku vzduchu vo vyšších zemepisných šírkach sú plytšie, tlakový a teplotný gradient medzi rovníkom a Severným pólom slabne, čím je oslabovaná samotná Arktická či Severoatlantická oscilácia a tie následne nadobúdajú záporné indexy. Pokiaľ budú zmeny nad Arktídou pretrvávať, je možné, že ďalšie otepľovanie v tejto oblasti vyvolá ďalšie a ďalšie návraty k negatívnej fáze, čo môže najmä v najbližších zimách priniesť podobné počasie tej dnešnej - s dostatkom snehu a početnými vpádmi arktického vzduchu, ktoré v extrémnych prípadoch môžu byť výrazné ako vo februári 2012, kedy sme na Slovensku tri dni v rade namerali pod -30°C (Zamagurie, -33,3°C). Počas jari 2013 sa negatívne fázy oscilácií môžu prejaviť daždivým počasím, nakoľko sa frontálna zóna bude zo Stredomoria presúvať čoraz severnejšie, nevylučujeme ani možné povodne, najmä v závere jari a počas leta. V lete by sa však mali níže presunúť výraznejšie na sever a zasahovať by nás postupne mali len frontálne systémy s nimi spojené. V extrémnom prípade však môže nastať situácia ako v roku 2010, kedy oblasti nízkeho tlaku vzduchu a frontálne systémy prinášali intenzívne búrky a dlhšietrvajúce dažde. Môžeme však pozvoľne prejsť k pozitívnej fáze - tá by zaručila menšiu meandrovitosť Rossbyho vĺn a tým pádom aj menšie teplotné a zrážkové extrémy.
Príloha: Korelácie zrážok a indexu NAO v Európe (zdroj Beranova a Huth, Time variations of the effects of circulation variability modes on European temperature and precipitation in winter, 2008)
Príloha: Korelácie priemerných teplôt a indexu NAO v Európe (zdroj Beranova a Huth, Time variations of the effects of circulation variability modes on European temperature and precipitation in winter, 2008)
V prílohách si všimnime korelácie indexu NAO s priemernými teplotami a úhrmi zrážok naprieč Európou. Korelácia odráža vzťah medzi jednotlivými klimatickými charakteristikami a indexom oscilácie, pričom platí pravidlo: "Čím vyšší index NAO, tým viac zrážok v severnej polovici Európy a tým menej zrážok v Stredomorí." Môžeme si to všimnúť na prvej mape, kde vidíme, že korelácie sú záporné, teda medzi hodnotou indexu a počtom zrážok v Stredomorí existuje nepriama úmernosť. Ako sme už uviedli vyššie, zrážky v Škandinávii počas kladnej fázy NAO od 70.-tyhc rokov po cca koniec tisícročia boli výrazne nad dlhodobým priemerom, čo odrážajú napríklad vysoké korelácie z oblasti južnej polovici Nórska, kde boli dosahované hodnoty až okolo 0,7. Vysoké hodnoty korelácie zrážok s indexom NAO na mape vidno v južnej časti Škandinávii, Škótsku či východnom Islande. Naopak záporné korelácie boli identifikované od Lisabonu (-0,62) cez celé Stredomorie a Balkán až po Kyjev a Luhansk na Ukrajine. Pri priemerných teplotách a ich koreláciách s indexom NAO boli vykázané kladné hodnoty takmer v celej Európe, s výnimkou južnejších oblastí Stredomoria a Islandu - práve v stredomorí to zapríčinili najmä suché, anticyklonálne a pomerne studené zimy, ktoré počas negatívnej fázy NAO znížili aj priemerné ročné teploty v oblasti.
Naďalej chladno, v tyle tlakových níží s prílevom chladného vzduchu
Predpovede na najbližšie dni nás veľmi netešia, od piatku do stredy deň čo deň dlhodobé predpovede odďaľujú teplé obdobie ktoré sa blíži a predlžujú zimu. So snežením treba na Slovensku rátať ešte do piatka, teploty sa však cez deň vyšplhajú takmer všade nad nulu, na severe budú pretrvávať celodenné mrazy. Cez víkend sa nad Talianskom a Jadranom prehĺbi ďalšia tlaková níž, ktorá bude začiatkom ďalšieho týždňa putovať južne od nášho územia nad Ukrajinu a ďalej na severovýchod, takže sa ocitneme tam kde sme boli - po prechodnom slabom oteplení (na východe územia aj nad +10°C) sa opäť od severozápadu nad naše územie rozšíri výbežok vyššieho tlaku vzduchu za prílevu studeného vzduchu. Aj napriek pokročilému dátumu niektoré modely nevylučujú návrat ranných mrazov do -10°C, denné teploty budú na začiatok apríla veľmi nízke, len okolo +5°C (len ojedinele do +10°C). Aby to nestačilo, v druhej polovici nasledujúceho týždňa sa môže ešte viac ochladiť a nie je vylúčené ani sneženie. Niektoré modely však očakávajú pozvoľné otepľovanie, avšak zrážok a oblačnosti sa pravdepodobne zbavíme len krátkodobo. Je možné že oteplenie na viacerých miestach nad +10°C sa dostaví až v druhej aprílovej dekáde.
Príloha: Predpovedný model GFS očakával vo štvrtok presun tlakovej níže na juh od nášho územia ponad Ukrajinu ďalej na severovýchod, pričom na rozhraní rozširujúcej sa tlakovej výše od severu až severozápadu nad naše územia a územia v tyle tlakovej níže nad východnou Európou prenikne do strednej Európy opäť chladný, pôvodom arktický vzduch, pričom teploty v hladine 850 hPa klesnú pod -5°C. Pri takýchto teplotách sa vo vyššie položených obývaných oblastiach opäť môže počas pondelka vyskytovať sneženie, denné teploty by mali byť aj v najteplejších nížinách pomerne nízke, len okolo +7°C. V najchladnejších oblastiach nevylučujeme ani v úvode týždňa ojedinele celodenný mráz. Chladný vzduch sa pri vhodných podmienkach môže v utorok, 2. apríla prejaviť poklesom teplôt v dolinách až k -10°C, počas dňa sa budú teploty pohybovať prevažne od +4 do +9°C. Na juh od Álp sa vzápätí začne prehlbovať ďalšia tlaková níž, ktorá bude v priebehu pracovného týždňa opäť putovať ponad Balkán a niektoré modely očakávajú, že sa ocitneme v jej v tyle v studenom vzduchu vo štvrtok a v piatok, pričom môže opäť nasnežiť, a to aj v nížinách. V obrázkovej prílohe si všimnime, že po prednej strane oblasti nižšieho tlaku vzduchu nad celou Európou bude prúdiť už v úvode týždňa nad krajný východ Európy a Kazachstan opäť veľmi teplý vzduch. Na budúci piatok, 5. apríla simulujú viaceré modely maximálne denné teploty len v intervale cca 0/+5°C pričom na severe sa opäť môže vyskytnúť celodenný mráz. Tieto predpovede sa ešte pravdepodobne upravia a situáciu budeme naďalej monitorovať.
(Zdroj: http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fsavneur.html)
Zdroje:
Kučera M., Pecho J., 2012, Priestorová a časová variabilita extrémov teploty vzduchu na Slovensku a ich vzťah k cirkulačným podmienkam v priestore strednej Európy, [1] Fakulta prírodných vied Univerzity Mateja Bela, [2]Ústav fyziky atmosféry AV ČR, 21 s.
Cahynová, M., Huth, R., 2010. Circulation vs. climatic changes over the Czech Republic: A comprehensive study based on the COST733 database of atmospheric circulation classifications, Physics and Chemistry of the Earth, 35, 9-12, pp. 422-428.
Domonkos, P., Kyselý, J., Piotrowicz, K., Petrovic, P., Likso, T. 2003. Variability of extreme temperature events in south–central Europe during the 20th century and its relationship with large-scale circulation. Int. J. Climatol., 23: 987–1010. doi: 10.1002/joc.929.
Hurrell, J. W. 1996. Influence of variations in extratropical wintertime teleconnections on Northern Hemisphere temperature. In: Geophysical Research Letters, Vol. 23, No. 6. Washington, DC: American Geophysical Union, 1996, p. 655-668.
Hurrell, J. W. 2001. North Atlantic Oscillacion. In: Encyclopedia of Ocean Sciences, Vol. 4. London: Academic Press, 2001, p. 1904-1911.
Kostopoulou, E., Jones, P. D. 2007. Comprehensive analysis of the climate variability in the eastern Mediterranean. Part II: relationships between atmospheric circulation patterns and surface climatic elements. Int. J. Climatol., 27: 1351–1371. doi: 10.1002/joc.1466.
Lešková, L. 2012: Vplyv severoatlantickej oscilácie na variabilitu klímy na Slovensku. [Diplomová práca]. Prírodovedecká fakulta UK, Bratislava, 2012, 62 s.
Wanner H. et al.: North atlantic oscillation - Concepts and studies, Surveys in Geophysics 22: 321–382, 2001
http://climatemap.blogspot.cz/2013/03/klimaticka-zmena-v-arktide-prebieha.html
http://climatemap.blogspot.cz/2013/03/zima-201213-bola-studena-najma-v-rusku.html
http://www.nun.sk/zima2009_2010.htm
ftp://ftp.cpc.ncep.noaa.gov/wd52dg/data/indices/nao_index.tim
http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/precip/CWlink/pna/nao_index.html
http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/precip/CWlink/pna/nao.sprd2.gif
http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/precip/CWlink/daily_ao_index/ao_index.html
http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/precip/CWlink/daily_ao_index/ao_index_ensm.shtml
http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/precip/CWlink/daily_ao_index/monthly.ao.index.b50.current.ascii.table
https://climatedataguide.ucar.edu/sites/default/files/cas_data_files/asphilli/nao_pc_monthly_4.txt
https://climatedataguide.ucar.edu/sites/default/files/cas_data_files/asphilli/nao_pc_annual.txt
https://climatedataguide.ucar.edu/sites/default/files/cas_data_files/asphilli/nao_station_seasonal_0.txt
http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fsavneur.html