Július Subovič / 04.11.2017 22:11

 

Predslov:

 

Sezonne predpovede su narocne a clovek sa pri nich sustavne uci nove veci.

Nasou snahou je pozriet sa na vsetky telekonekcie ktore sme pochopili a pozorovali ich spatne vazby v minulosti a pomocou nich vytvorit sezonnu predpoved. Niekedy to funguje viac inokedy menej.

Koli vysokej pocetnosti faktorov/telekonekcii staci zle odhadnut jednu a jej opacny trend znacne ovplyvni vasu predpoved. Matematicky by sa to dalo zhrnut asi takto:

A+B+C+D= sezonna predpoved

 

 

 

 

Hlavne cinitele zimy 2017/18

 

• Klimaticke indexy stavu ENSO predpokladaju, ze sa bude nachadzat v stave slabej(weak) LA NINA

• QBO sa bude nachadzat v silnom vychodnom stave(-)

• Stav 11 rocneho solarneho cykla v klesajucej a tendencii k nizkej aktivite

 

• SAI – hodnota rapidneho vyplnania Sibirskej snehovej pokryvky v mesiaci Oktober pod 60N,tesne pod dlhodoby priemer

• SCE – celkovy objem Snehovej pokryvky v Severnej Hemisfere ku koncu Oktobra,nad dlhodoby priemer

• AMO – v stave mierne teplejsom(+) od normalu

• Ocakavame ze pozitivny (+) index NAO bude castejsie pritomny nez negativny(-) aj ked ocakavame viacere obdobia negativnej fazy(-) NAO hlavne v poslednej tretine zimy

• Predpokladame typicke LA Ninovske amplifikovane spravanie pacifickeho triskoveho vetra(Jet streamu), co znamena zaporne odchylky teploty v Kanade a v Severo- Zapadnom USA a pozitivne teplotne odchylky v Juho-Vychodnom USA, kluc k teplotnym pomerom v Europe bude drzat faza NAO

 

ENSO

 

Vsetky predpovedne modely ENSO k nasej dispozicii sa vo vseobecnost zhoduju. Naznacuju definitivnu zmenu do slabej fazy La NINA pocas Novembra s kulminovanim okolo teplotnej odchylky -1C v regione 3.4 v Dec/Jan a postupne oteplovanie do Neutralneho stavu v Marci.

 

 

 

Kedze vacsina predpovednych modelov sa zhodnuje v hodnote slabej LA NINA pre zimu 2017/18 tak sme zalovili do historie a vybrali roky ktore sa v zimnych mesiacoch nachadzali v podobnom rozpolozeni: 1950/51,1954/55,1964/65,1967/68,1971/72,1974/75,1983/84,1984/85,1995/96,2000/01,2011/12,2016/17 a urobili re-analyzu pomocou NCEP/NCAR modelu,ktory je k dispozicii verejne na internete.

Rozdelili sme ich na dve hlavne analyzy:

 

1.Anomalie Atmosferickeho tlakoveho rozpolozenia Severnej Hemisfery

2. Anomalie teplotnych pomerov v Europe

 

 

Aby sme si vytvorili detailny obraz trendov tak sme analyzovali konkretne mesiace December-Januar-Februar, nie zimu ako celok.

Obr 1: v mesiaci December prevlada cyklonalne prudenie zo zapadu,faza +NAO.

Obr 2: ako je zname faza +NAO zodpoveda kladnym teplotnym anomaliam

 

Obr3:Mame tu zmenu!tendencia -AO,variabilne NAO,tlakova vys nad Sev.Europou,smery vetra z vychodu alebo juho-vychodu

 

Obr4: Negativne teplotne anomalie, ako vidiet v Januari zacina do Europy prudit studeny vzduch z vychodu(zapadne Rusko,Sibir)

 

 

Obr 5: Tendencie k vyssiemu tlaku vzduchu sa posuvaju na zapad a sever= negativna(-) faza NAO

Obr 6: Negativne teplotne anomalie pretrvavaju v Europe,stablinly prilev studeneho vzduch zo Severo-Vychodu

 

 

Z tychto re-analyz by sme zdoraznili fakt,ze by to mohla byt zima dvoch polovic, prva teplotne napriemerna a druha teplotne podpriemerna, zmena nastava mozno niekedy pocas Januara s pravdepodobnostou najstudenejsieho mesiaca zimy – Februar.

 

Osobne sa stotoznujeme s re-analyzami a predpokladame podobny trend pre udalosti ktore uvedieme nasledovne.

Netreba zabudat na to,ze vyrazne negativne teplotne anomalie ktore vychadzaju pre mesiace Januar a Februar koli klimatickym zmenam nebudu pravdepodobne dosahovat extremne negativne cisla,zasoby artkickeho vzduchu v 50tych az 80tych rokoch minuleho storocia boli omnoho chladnejsie ako v dnesnej dobe ked je miestami v Akride az 5C nad dlhodoby priemer. V tomto kontexte sa daju povazovat aj teplotne odchylky nizsie ako -0.5 az 1.0C ako vyrazne nezvycajne.

 

QBO

 

 

QBO- quasi biennialna oscilacia je merana hodnota smeru prudenia Rovnikoveho stratosferickeho vetra, rozdeluje sa na pozitivne (+) zapadne prudenie a negativne(-) vychodne. Tato oscilacia zvycajne trva 28 mesiacov kedy sa rovnomerne striedaju negativne a pozitivne fazy.

Momentalne sa QBO nachadza v (-) faze s tendenciou prehlbovania tejto fazy aj do nizsich vrstiev stratosfery pocas zimy. Preco je dolezite monitorovat stav QBO v kontexte so sezonnymi predpovedami si povieme teraz.

 

Viacere studia klimatologov z nedavnej minulosti skumali a analyzovali spravanie stratosfery v kontexte s prudeniami QBO vo vztahu s cyklom 11 rocnej solarnej aktivity.

Medzi najvyznamnejsie zistenia patri analyza Berlinskeho klimaticko/stratosferickeho Ustavu,ktoru viedla Prof. Karin Labitzke.

 

Obr: zjednoduchsene graficke vyjadrenie vztahu QBO a Solarnej aktivity vo vztahu k stavu zimneho polarneho vira(polar vortex)

 

 

V skratke sa zistilo,ze (-) negativna faza QBO a nizka slnecna aktivita napomahaju destabilizovat pevnu strukturu polarneho vira v zimnych mesiacoch a zvysuju pravdepodobnost vyliatia arktickeho studeneho vzduchu do strednych zemepisnych sirok,kde sa nachadzame aj my.

 

Podobny vplyv ma aj (+) faza QBO a vysoka slnecna aktivita na destabilizaciu zimneho polarneho vira.

 

V kontexte tychto zisteni sa uz v dnesnej dobe pochopil vyznam monitorovania teplot v stratosfere,kedze je ovela stabilnejsia vrstva ako troposfera. Tak isto sa vacsina informacii nachadza verejne dostupnych na internetovych strankach ako meteociel.fr alebo geo.fu-berlin.de

 

 

Obr: znazornenie aktulaneho stavu QBO vo vyske 30mb,ktora sa povazuje ako hlavny indikator stavu,jasne vidiet klesajuce (-)negativne anomalie rychlosti vetra=vychodna faza QBO

 

Slnecna aktivita

 

Zacnime zjednoduchsenym opisom geomagnetickej aktivity na povrchu slnka.

V roku 1610 zacal Galileo Galilei pomocou teleskopu sledovat dianie na Slnku a od roku 1849 Zurisske observatorium monitoruje slnecnu aktivitu denne. Hlavne monitorovacie indexy su:

 

1. Pocet geomagneticky aktivnych skvrn – Sunspot Numbers

2. Index celkovej geomagnetickej energie – Solar Flux

 

Aj pomocou tychto pozorovani sa zistilo,ze aktivita na povrchu slnka prechadza pravidelne 11 rocnymi cyklami striedavo silnej a slabej aktivity. Napriek tomu sa vyskytli anomalie v minulosti,kde slnecna aktivita klesla dlhodobo na velmi nizku az nulovu hodnotu, takymto javom sa vo vede hovori Solar Grand Minimum,posledne dva taketo minima boli v rokoch 1645-1715 Maunder Minimum a v rokoch 1790-1820 Dalton Minimum, v historickom kontexte teplot sa obidva minima nachadzali v tzv. Malej dobe ladovej, co prinutilo vedcov uvazovat ci nie prave nizka slnecna aktivita nema za nasledok rapidny dlhotrvajuci pokles teplot na nasej planete.

 

 

Obr: Graficke znazornenie 400 rocneho solarneho monitorovania, vid. nizky az nulovy pocet geomagnetickych skvrn v hlbokych solarnych minimach(Maunder,Dalton).

 

Kedze sa v malej dobe ladovej vyskytovali pomerne caste masivne Vulkanicke Erupcie (Laki 1783,Huaynaputina 1600) tak nie je mozne presne vyjadrit teoriu,ze prave nizka aktivita slnka mala hlavny podiel na poklese teplot, aj ked si dovolime tvrdit,ze hrala pri nich dolezitu ulohu.

Taktiez mame presne udaje k dispozicii za posledne roky, vieme si urobit vlastne re-analyzy vplyvov slnecnej aktivity na teploty z nedavnych rokov.

Podla naseho nazoru existuje velmi zaujimava zhoda rokov nizkej az nulovej aktivity so zapornymi teplotami v zimnom obdobi v ramci Europskeho kontinentu aj u nas. Ako priklad uvadzame roky: 1983-1987, 1994-1996, 2008-2011 – ktore reprezetuju nizky az nulovy stav slencnej aktivity v poslednych troch 11 rocnych solarnych cykloch. Nachadzame sa v nich znacne mnozstvo mesiacov so zapornymi teplotnymi odchylkami.

Prejdime k tomu kde sa vlastne momentalne nachadzame v 11 rocnom solarnom cykle.

Aktualne nam konci cyklus s cislom 24, ktory zacal v roku 2009 a bude koncit okolo roka 2020, cize sme v klesajucej aktivite,ktora nasledujuce 2 zimy prejde do solarneho minima. Zaujimave je ze prave cyklus 24 sa vyznacoval celkovo nizkou aktivitou az by sa dalo povedat ze to bol najslabsi cyklus poslednych 100 rokov, aj ked pravdou je ze nijak neovlplyvil stupajucu tendenciu globalnej teploty.

 

 

Obr: znazornuje pocet geomagneticky aktivnych skvrn pocas cyklu 24,vid klesajucu tendenciu

 

 

Obr: znazornuje index celkovej geomagnetickej aktivity(solar flux) pocas cykla 24,vid tak isto klesajucu tendenciu.

 

V kontexte sezonnej predpovedi je dolezite vediet ze medzi klimatologmi sa za urcujuci index vysokej aktivity povazuje solar flux >90 a nizkej aktivity <90.

Na znazornenom obrazku cislo 2 vidiet,ze momentalne hodnoty solarneho fluxu sa pohybuju okolo urovni 80 a k dnu 03/11 je index na hodnote 74, co vyjadruje nizku slnecnu aktivitu s klesajucou tendenciou k solarnemu minumu v rokoch 2019-2020.

Obr: Graficke znazornenie rokov s nahlym oteplenim stratosfery vo fazach QBO a Solarnej aktivity, sleduj zvyraznene kruzky,ktore repreztuju sucasny stav (-)QBO, solar flux pod hodnotu 100. Az v 66% sa uskutocnilo nahle oteplenie stratosfery v zimnych mesiacoch,ktore znamena zvysenu pravdepodobnost vpadov studenych teplotnych pomerov do strednych zemepisnych sirok.

 

 

S vedomim sucastnych stavov QBO a Solarnej aktivity sa da predpokladat zvysenu pravdepodobnost negativnych teplotnych anomalii v nadchadzajucom zimnom obdobi v ramci Severnej Hemisfery ako aj Europskeho kontinentuv mesiacoch Januar a Februar

 

Ako je uz zvykom treba zohladnit trend stupajucich globalnych teplot poslednych rokov koli zmene klimy a nizsiemu potencialu extremne nizkych teplot koli teplejsej Akrtide.

 

 

 

 

 

SAI a SCE

 

 

V minulom mesiaci sme vydali podrobny clanok na meteoinfo.sk o tom ako moze celkova zasnezena oblast a koeficient rastu snehovej pokryvky v mesiaci Oktober v Severnej Hemisfere a hlavne na Sibiri ovplyvnit teplotne a cirkulacne pomery v zimnom obdobi.

Kedze sme sa prehupli do mesiaca November tak vieme presne urcit ako sme na tom oproti minulym rokom a co to moze znamenat v kontexte sezonnej predpovede.

 

Obr: SAI – index narastu Sibirskej snehovej pokryvky za mesiac Oktober skoncil tesne pod dlhodoby priemer,ktory na obrazku vyjadruje nulova anomalia,hlavne z dvoch pricin.

 

1. Zasnezena rozloha na konci Septembra bola vysoka,cize z vysokej startovacej urovni je tazko predpokladat este vyssi koeficient narastu.

2. V druhom a tretom Oktobrovom tyzdni koli cyrkulacnym pomerom Severnej Hemisfere nastala stagnacia rastu, aj ked hlavne v poslednom tyzdni Euro Azijska oblast dohnala straty z predoslych tyzdnov az skoro na dlhodoby priemer.

 

 

Obr:SCE – Celkova Euro-Azijska zasnezena area vyjardrena v milionoch km2, na obrazku vyssie znazornuje ze Oktober 2017 sa nachadza medzi rokmi s najrozsiahlejsou snehovou pokryvkou.

 

Zaujimave je ze mame tu dva odlisne vysledky, SAI skoncil tesne pod dlhodoby priemer ale naopak SCE patri k rokom s najrozsiahlejsou zasnezenou plochou.

 

Preco je to dolezite sledovat koeficienty SAI a SCE v kontexte sezonnej predpovedi na zimu?

Existuju studia ktore naznacuju,ze rapidny narast Sibirskej snehovej pokryvky v Oktobri ma za pricinu spatnu vazbu s – fazou AO v mesiacoch Januar a Februar.

Zjednodusene povedane,ochladzujuci albedo efekt snehovej pokryvky zapricinuje inflaciu masivnej Sibirskej tlakovej vyse,ktora cez rozne spatne vazby ako prenos kladnych teplot do arktickej stratosfery a propagaciu vertikalnych vln sposobuje nahle oteplenie stratosfery hlavne v mesiacoch Januar a Februar,ktore znamena opacnu spatnu vazbu a stavy ochadenia v strednych zemepisnych sirkach troposfery.

 

 

Obr: Strucne naznacena spatna vazba medzi indexom rastu snehovej pokryvky a nastupom -AO mesiacoch Januar a Februar

 

 

 

Zaverecne vyhodnotenia a predpoved na zimu 2017/18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Sezonne predpovede su narocne,preto ocakavame,ze niektore cirkulacne pomery nemusia vyjst ako predpokladame ale dufame,ze budu viac pravdive ako opacne.

• Aktualne predpokladame stav pozitivneho (+) NAO s kladnymi odchylkami teplot pre December, cize 1/3 zimy s tendenciou k negativnemu (-) NAO v priebehu mesiaca Januar, konkretnu zmenu stavu predpokladame niekedy okolo 10 januara alebo s moznym oneskorenim

• Predpokladame ze December bude najteplejsim mesiacom zimy s kladnou odchylkou teplot na urovni +0.5 az 1.5 stupnov od dlhodobeho priemeru rokov 1981-2010

• Januar a Februar by mohli skoncit okolo -0.5 stupnov pod dlhodoby priemer rokov 1981-2010 v zavislosti od zmeny stavu NAO z (+) do (-).

• Co sa tyka zrazok a snehovych podmienok predpokladame poslabsi zaciatok sezony v mesiaci December s castejsim inverznym charakterom pocasia s postupnou zmenou k stabilnejsim snehovym podmienkam aj v nizinach a castejsim javom snezenia na celom uzemi Slovenska v priebehu mesiacov Januar a Februar.

• Najviac zohladnovane roky z minulosti s podobnymi cirkulacnymi pomermi ktore sme brali do uvahy pri tvoreni predpovedi su: 1967/68,1974/75,1984/85,1995/96,2011/12

• Predopkladame 60% pravdepodobnost nahleho oteplenia stratosfery(SSW) niekedy v mesiaci Januar

• Najdolezitejsim faktorom tohto rocnej zimnej sezonnej predpovedi bude spravanie indexu NAO a jeho postupna moznost presadzovania sa do (-) fazy s postupom casu. Ked tak nastane relativne skoro zaciatkom Januara tak by mohla zima skoncit celkovo pod dlhodoby teplotny priemer, ked tak nastane az koncom Januara tak zima ako celok pravdepodobne skonci v kladnych teplotnych odchylkach na ake sme z poslednych rokov zvyknuti