Marek Kučera, Meteoinfo.sk / 12.12.2017 20:51

Zima 2017/18 zatiaľ začala podľa predstáv - na začiatku prišla snehová kalamita a regionálny pol metra snehu, potom prišli rekordné mrazy a nakoniec nasnežilo na celom Slovensku. Začiatkom tohto týždňa sa však výrazne oteplilo, v Dudinicach namerali až +15,4°C a v Gabčíkove +15,7°C a trápi nás aj extrémne silný vietor - v Lieseku namerali rekordné nárazy vetra 130 km/h a na Skalnatom plese až 234 km/h. Napriek tomuto krátkodobému výraznému otepleniu sa zima do Vianoc ešte vráti a aj vyhliadka na zvyšok zimy je viac priaznivá až neutrálna ako negatívna. Naďalej očakávame nadpriemerný výskyt frekvencie či dĺžky trvania vĺn chladu so snežením či mrazmi - hlavne ak si blížiacu sa zimu v trende globálneho otepľovania porovnáme s ostatnými zimami po roku 2000. Vývoj cirkulačných indexov v poslednom období napovedá, že nás čaká celkom vydarená zima, zimná turistika, cestovný ruch či športy tak dostanú narozdiel od mnohých nevydarených zím v poslednom období zelenú a ľudia, ktorí majú radi chladné počasie, si tak prídu na svoje.

 

 

 

Studený by nemal byť len začiatok zimy, vlny chladu sa budú počas zimy 2017/18 neobvykle často vracať - čakáme teplotne normálnu alebo podpriemernú zimu

 

 

 

Nástup zimy na začiatku decembra prekvapil svojou ráznosťou nielen laickú, ale aj odbornú verejnosť. Dlhodobé zmeny v cirkulácii, ktoré sme očakávali už začiatkom novembra /http://meteoinfo.sk/clanok/52239-ocakavame-predcasny-prichod-zimy-vortex-zazije-silny-rozpad-ao-a-nao-klesnu-velmi-nizko/ nám dávali tušiť, že v novembri, decembri, ale aj počas celej zimy zavládnu vhodné podmienky na nadmerné presadzovanie studeného arktického vzduchu v miernych šírkach a začiatok zimy naozaj prekvapil snehovou kalamitou (regionálne pol metra snehu) /http://meteoinfo.sk/clanok/52265-kalamita-je-este-horsia-ako-sa-cakalo-banskej-bystrici-chybaju-centimetre-do-pol-metra/, rekordne silnými mrazmi /http://meteoinfo.sk/clanok/52267-po-kalamite-extremne-silne-mrazy-najchladnejsi-2.-december-v-historii-pp-17-0c-ba-10-0c/, ale aj tvorbou snehovej pokrývky na celom území Slovenska /A; B/. Aj keď 11.-12. decembra sa krátkodobo výrazne oteplilo /C; D; E/ - v Dudinciach až na +15,4°C /F/ a rozfúkal extrémne silný vietor (Liesek podľa SHMÚ nárazy 130 km/h a Skalnaté pleso 234 km/h), toto oteplenie je len predzvesťou ďalšieho výrazného ochladenie, ktoré bude vrcholiť pred Vianocami, okolo 19.-20. decembra, s rizikom teplôt do -20°C. Zdá sa, že podmienky priaznivé na zvýšenú frekvenciu a dĺžku trvania vĺn chladu, ktoré pretrvávajú už približne od 10. novembra, budú pokračovať aj po zvyšok zimy. Nasvedčuje tomu totiž vývoj kľúčových parametrov cirkulácie. Očakávame, že zima 2017/18 bude teplotne normálna alebo slabo teplotne podpriemerná - očakávame, že sa zaradí medzi 1/3 najchladnejších zím po roku 2000. Aj keby odchýlka od DP 1961-1990 bola kladná (stále uvažujeme o normálnej zime s odchýlkou -1/+1°C od DP), vpádov arktického vzduchu, sneženia, či zosilnení mrazov očakávame nadbytok, zdá sa že decembrové priaznivé podmienky budú pokračovať aj v januári a mesiacom, ktorý môže pokaziť štatistiky by mohol byť najmä február. Veľkým plus pre zvýšenú frekvenciu udalostí sneženia bude najmä častejšie prepadanie cyklonálnych dráh smerom na juh, ten bude súvisieť aj s častejšími zosilneniami mrazov v presadzujúcich sa výbežkoch vysokého tlaku, severne od týchto "stormtracks".

 

 

 

 

Obr.: Zlepšené zimné podmienky v posledných týždňoch sú spojené s prepadom NAO indexu a zoslabením zonálnych vetrov /http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/precip/CWlink/daily_ao_index/ao.sprd2.gif/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Obr.: Do 20. decembra si to nad USA a Európu zamieria hlboké cyklonálne oblasti s ďalšími výraznými ochladeniami, kým v Arktíde zotrvajú vysoký tlak a extrémne vysoké teploty; prechodná zmena (návrat cyklón a chladného vzduchu na sever) sa očakáva až okolo Vianoc, na prelome roka by sa však AO index mal opäť prepadnúť - jeho častejší pokles ako obvykle očakávame až do konca zimy /http://wxcharts.eu/

 

 

 

 

 

 

 

 

Arktická, Severoatlantická oscilácia a polárny vortex

 

 

Výrazné zlepšenie zimných podmienok v novembri a decembri 2017 dozaista spôsobil výrazný rozpad polárneho vortexu - index Arktickej oscilácie poklesol 21. novembra až na -3.53, čo je najnižšia hodnota minimálne od 23. októbra 2016 (teda za posledný rok), kedy index dosiahol rovnakú hodnotu, prípadne 26. apríla 2016 alebo 9. januára 2016, kedy bol ešte o pár desatín nižší. Išlo teda o najvýraznejší rozpad polárneho vortexu za posledný rok a keď sa detailnejšie pozrieme na obdobia predchádzajúcich poklesov, zistíme, že v januári po poklese AOi nasledovala v Európe vlna veľmi silných mrazov /http://meteoinfo.sk/clanky?date=1-2016/, na konci apríla zasiahli Slovensko rekordné neskoré silné mrazy, ktoré zničili úrodu /http://meteoinfo.sk/clanok/51687-arkticky-front-sa-obnovil-europu-zalial-studeny-vzduch; http://meteoinfo.sk/clanok/51688-orechy-tento-rok-nebudu-jablone-zamrzli-na-80-90-za-nami-najhorsie-neskore-mrazy-od-r.-2007/  a v októbri 2016 odštartovala séria 4 teplotne podpriemerných mesiacov na Slovensku (október, november, december 2016 a január 2017), ktorá vrcholila rekordnými mrazmi - najsilnejšími za posledných 30 rokov (Oravská Lesná, -35,6°C - aktualizovaný údaj; http://meteoinfo.sk/clanok/51942-potvrdene-slovensko-zasiahli-najsilnejsie-mrazy-za-30-rokov-oravska-lesna-35-2c). Od začiatku decembra sa AO index stále pohybuje okolo -1 a hoci sa okolo 20.12. čaká krátkodobý nárast na +2, na konci roka by sa mal opäť prepadať hlboko pod nulu. NAO index sčasti kopíruje vývoj AOi, pretože Severoatlantická oscilácia je euro-atlantickou súčasťou celohemisférickej Arktickej oscilácie - napr. 21.11. NAO index klesol až na -1.29. Hodnoty NAO indexu však bývajú rádovo menej extrémne ako AO index, ktorý môže klesnúť a stúpnuť až pod/nad -/+5 - už hodnoty NAOi pod -1 a nad +1 sa považujú za kľúčové pri rozsiahlych a dlhodobých zmenách cirkulácie v Európe. 

 

 

AO aj NAO index sú len ukazovateľom zmien, ktoré sa odohrávajú na severnej pologuli v súvislosti s rozložením, intenzitou a dĺžkou trvania stacionárnych anomálií tlakového poľa. Pri zápornej fáze AO a NAO ide o slabnutie Islandskej a Aleutskej níže, oslabenie Azorskej a Havajskej výše, ale naopak zosilnenie Grónskej a Sibírskej anticyklóny. V klimatologickom žargóne sa hovorí o tom, že "cirkulácia povolila, zoslabla alebo sa rozpadla" (rozpad polárneho vortexu). V skutočnosti ale ide o pomerne jednoduchý princíp, vyvolaný klimatickou zmenou - nad Arktídu totiž vo veľkých množstvách po roku 2000 preniakajú masy veľmi teplého vzduchu - od juhu nad Arktídu prenikne subtropická výš a nad Severným pólom začne termicky podmienený vysoký tlak mohutnieť a vytláčať dráhy cyklón z oblasti polárnej kružnice a severných miernych šírok na juh miernych šírok a do subtrópov. Kým Arktídu trápi veľmi teplé počasie, zásoby arktického vzduchu sa počas takejto cirkulácie vylievajú až do miernych šírok - môžeme si to predstaviť tak, že cyklóny v miernych a subtropických šírkach "priťahujú" studený arktický vzduch smerom do ich stredu. Dráhy cyklón bývajú počas týchto fáz často situované južne od územia Slovenska a od severu sa častejšie presadzuje Grónska alebo Sibírska výš. Mohutnenie týchto tlakových útvarov podporuje nárast tlaku vzduchu nad Arktídou, ale aj nárast snehovej pokrývky na kontinentoch severnej pologule /http://meteoinfo.sk/clanok/52204-ked-je-v-oktobri-na-sibiri-vela-snehu-na-85-pride-tuha-zima/ - vďaka vlhkosti unikajúcej z rekordne teplej Arktídy je totiž po roku 2000 pravidlom, že na kontinentoch pologule sú dosahované na jeseň a v zime rekordné plochy zasnežených území, na čom sa podieľa najmä Ázia a Severná Amerika. 

 

 

Záporná fáza AO a NAO oscilácie nápadne koreluje aj s ďalšími parametrami klimatického systému Zeme - hlavne QBO, MJO, ENSO, slnečnou aktivitou či 
(jednoduchý index rozlohy zasnežených území severnej hemisféry). Poďme sa teda pozrieť na vývoj týchto indexov, ktorý zdá sa, favorizuje pretrvávanie zimných podmienok v miernych šírkach aj v nasledujúcich mesiacoch (počas zimy 2017/18). 

 

 

 

 

Solar index - slnečná aktivita

 

 

Aj keď niektorí odborníci vplyv Slnka na cirkuláciu a teplotu na Zemi dosť podceňujú, v posledných rokoch sa objavuje čoraz viac štúdií poukazujúcich na to, že slnečná aktivita je pre mnohé cirkulačné mechanizmy mimoriadne dôležitá. Kým vrcholenie slnečného cyklu s početnými slnečnými erupciami viac koreluje s AO+, NAO+, ENSO+ (El-niňo), QBO+ či 2.-4. fázou MJO, obdobia poklesu slnečnej aktivity sú spojené viac s AO-, NAO-, ENSO- (La niňa), QBO- či 6.-8: fázou MJO. Momentálne sa nachádzame práve vo fáze najslabšej slnečnej aktivity, ktorá je podľa všetkého driverom vyššie uvedených (záporných) fáz, spojených s priaznivými podmienkami v zime pre častejšie vpády arktického vzduchu.

 

 

 

Obr.: Slnečný cyklus je aktuálne na minime - tieto roky boli vždy nadpriemerne spojené s vydarenými a chladnými zimami a zápornými (chladnými) fázami viacerých oscilácií /http://www.swpc.noaa.gov/products/solar-cycle-progression/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

QBO: 3-ročná stratosférická cirkulácia, ktorá ovplyvňuje charakter zím

 

 

 

 
QBO je najpoužívanejšou stratosférickou telekonekciou, ktorá nám veľa napovedá najmä o výskyte aktuálneho stratosférického (ne-)oteplenia. QBO sa strieda v dvoch fázach, QBO+ a QBO-, obe fázy trvajú vždy 14 mesiacov, teda dokopy trvá jeden cyklus 28 mesiacov. Priaznivá pre rozpad polárneho vortexu a AO- a NAO- fázu je QBO- fáza, ktorá práve v týchto dňoch zažíva svoj vrchol. To, že QBO- zažíva vrchol vieme odhadnúť najmä podľa zaužívanej hladiny 30 hPa: keď sú v tejto hladine dosahované najnižšie hodnoty QBO indexu, je to signálom, že stratosférické oteplenie nabralo silné obrátky a čaká nás niekoľko mesiacov (ak je vhodné aj MJO, ENSO atď...) sprevádzaných častými AO- a NAO- fázami. Chladné podmienky v miernych šírkach by mali pretrvávať až pokým nie sú najnižšie hodnoty indexu dosiahnuté na dolnej hranici stratosféry, teda v hladinách do 100 hPa. Keďže QBO-fáza očakáva počas zimy 2017/18 v hladine 30 hPa svoj vrchol (v novembri vykazovala hladina spomedzi ostatných hladín už skoro najnižší QBO index), zimná cirkulácia 2017/18 bude mať k dobru ďalší dôležitý index zodpovedný za zlepšenie zimných podmienok. QBO- totiž koreluje s AO-, NAO-, ale aj La-niňou.

 

 

 

 

 

Obr.: QBO sa počasi zimy 2017/18 bude nachádzať tiež vo fáze, favorizujúcej nadpriemerný počet vĺn chladu a vpádov arktického vzduchu /http://www.geo.fu-berlin.de/met/ag/strat/produkte/qbo/singapore.dat/

 

 

 

 

 

 

ENSO (El-niňo a La-niňa)

 

 

Záporná fáza Južnej oscilácie (La-niňa) bola vždy narozdiel od El-niňa, či najnovšie sa objavujúceho Godzilla El-niňa celosvetovo priaznivejšia pre výskyt chladnejších podmienok. Chladné podmienky v tropickom Pacifiku sú totiž akýmsi generátorom planetárneho vývoja počasia, aj keď sa často bavíme o dlhých časových odozvách - niekoľko mesiacov, alebo dokonca aj viac ako rok. La-niňa viac koreluje s AO- a NAO-, aj keď treba povedať, že priaznivejšia k zimným podmienkam je "slabšia" La-niňa, takzvaná EP La-niňa - práve nástup takejto "slabej" fázy očakávajú modely počas zimy 2017/18. Momentálne sme sa z godzillovskej fázy El-niňa z rokov 2013-2015 dostali do La-nine. Veľmi silné fázy El-niňa a La-nine svojim vplyvom výrazne prevyšujú vplyv MJO - ďalšej oscilácie na cirkuláciu miernych šírok, preto je vhodnejšie, aby sa vzhľadom k zimným podmienkam vyskytovala skôr slabšia La-niňa. MJO oscilácia tak má šancu vstúpiť do hry a počas jej 6.-8. fázy je vysoká pravdepodobnosť, že skĺzneme do výraznej zápornej AO/NAO - fázy. Popri silnom QBO- a slabom slnečnom cykle je to tak už tretí signál k tomu, že zima 2017/18 bude napriek progresívnemu vývoju globálneho otepľovania v miernych zemepisných šírkach - a teda aj na Slovensku, vydarená.

 

 

 

 

Obr.: Očakávané hodnoty MEI indexu (Multivariate ENSO index) na najbližšie mesiace - La-niňa bude zlepšovať šance na podarenú zimu /http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/precip/CWlink/MJO/enso.shtml#current;

http://raleighwx.americanwx.com/research/Winter2017-18Forecast.pdf /

 

 

 

 

 

 

 

MJO - stále sa meniaca tropická cirkulácia, ktorá má počas niektorých fáz prepojenie s rozpadom vortexu (AO- fázou)

 

 

 

MJO (Madden Julian Oscillation) predstavuje tropickú cirkuláciu, ktorá vyjadruje miesto a intenzitu pôsobenia tropických konvektívnych systémov. 8 fáz MJO predstavuje 8 tropických regiónov - keď sa cirkulácia nachádza v niektorých z týchto fáz, tropická cirkulácia vtedy do istej miery koreluje s cirkuláciou v miernych šírkach, vyjadrenou zápornými indexami AO a NAO. Kým počas 2. až 4. fázy MJO nastáva vo väčšine prípadov takmer okamžite fáza NAO+ (AO+), počas 6.-8. fázy MJO je tendencia k zosilneniu NAO- (AO-) fázy. Keď MJO prešlo do fázy tzv. "Circle of death" - je to fáza, kedy konvektívne systémy v tropických šírkach zoslabnú a preto tropická cirkulácia na mierne šírky nemá takmer žiadne významné odozvy. MJO oscilácia je často dôležitým spúšťačom prepadov AO indexu a preto nie je žiadúce, aby vplyv tejto fázy negovala silná La-niňa alebo silné El-niňo. Keďže La-niňa by mala byť v zime miernejšia, bude tu potenciál na zosilňovanie prepadov AO indexu po zvyšok zimy, avšak, len v spomenutých fázach MJO - najmä v 6., 7. a 8. fáze. Momentálne sa nachádzame medzi 6., 7. fázou a "Circle of death" a naozaj sa čakajú ďalšie ochladenia v miernych šírkach.

 

 

 

 

Obr.: Veľká pravdepodobnosť na poklesy AO indexu bude počas zimy 2017/18 spojená najmä s niektorými fázami MJO oscilácie, najmä 6., 7. a 8. fázou /http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/precip/CWlink/MJO/CLIVAR/ecmf.shtml/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Snehová pokrývka na severnej pologuli (Sibíri)

 

 

 

Už v minulosti sme písali o tom, že ak je v októbri na Sibíri (severnej pologuli) veľa snehu, na 85% príde dobrá zima /http://meteoinfo.sk/clanok/52204-ked-je-v-oktobri-na-sibiri-vela-snehu-na-85-pride-tuha-zima/. Tento rok sa zatiaľ situácia v tomto ohľade vyvíja neutrálne až kladne - hoci začiatok a koniec októbra bola snehová pokrývka vysoko nadpriemerná, uprostred mesiaca bol zaznamenaný deficit. Najdôležitejšie sú ale údaje z konca mesiaca, preto považujeme signál za neutrálny alebo skôr pozitívny ako negatívny.

 

 

 

Obr.: Vývoj snehovej pokrývky na severnej pologuli podľa zahraničných vyhliadok na zimu /http://raleighwx.americanwx.com/research/Winter2017-18Forecast.pdf; https://www.netweather.tv/weather-forecasts/news/8537-early-thoughts-on-winter-20172018---a-colder-winter-than-recent-years/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Teplota povrchovej vody oceánov a "Global warming hole"

 

 

 

V tropickom Pacifiku vidno formujúci sa vzor La-nine (ENSO môžeme okrem povrchovej teploty oceánom vyjadriť aj pomocou rozdielu tlaku medzi Darwinom v Austrálii a Tahiti), prepad AO indexu bol v severnom Altantiku po 21. novembri sprevádzaný zvýšeným odtokom sladkej topiacej sa vody z okrajov Grónskeho ľadovca a Arktídy, za vzniku GW hole juhozápadne od Islandu (viac o diere v globálnom otepľovaní na http://www.casopisgeografia.sk/index.php/Geografia/article/view/13). Táto anomália sa často formuje v lete a začiatkom jesene, keď je topenie ľadu v Arktíde na maxime, anomália na neskorú jeseň a v zime symbolizuje, že Arktída je naozaj mimoriadne teplá a zvýšený odtok prostredníctvom Labradorského prúdu je zosilnený. Labradorský prúd v oblasti Farm Strait zatláša Golfský prúd smerom na juh a tieto zmeny sa následne premietajú do poklesu NAO a AO idexu - už dlhšiu dobu je známe, že medzi výraznými fázami NAO+ a NAO- je rozdiel v zemepisnej šírke Golfského prúdu pri brehoch Európy o vyše 100 kilometrov. Medzi NAO indexom a zemepisnou šírkou Golfského prúdu existuje vysoká korelácia, avšak vrchol dosahuje posun Golfského prúdu na juh až 2 roky po vrchole poklesu NAO indexu - na výraznejšie prejavy GW hole si tak ešte musíme istý čas počkať. Anomálie povrchových vôd v severnom Pacifiku (PDO) a severnom Atlantiku (AMO) boli na jeseň zatiaľ pomerne chaotické na to, aby sme mohli povrchovú teplotu oceánov považovať za kľúčovú vzhľadom k očakávanej zimnej cirkulácii /http://raleighwx.americanwx.com/research/Winter2017-18Forecast.pdf/

 

 

 

 

Obr.: Odchýlky povrchovej teploty 23. novembra, 2 dni po vrchole poklesu AO indexu na -3.53 (hore), v období od začiatku októbra do konca novembra (v strede) a znázornenie korelácie medzi NAOi a zemepisnou šírkou Golfského prúdu (dole) /http://www.ospo.noaa.gov/Products/ocean/sst/anomaly/anim_full.html; http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.889.1783&rep=rep1&type=pdf/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Arktický zosilňujúci efekt (Arctic amplification)

 

 

 

Rekordne teplá Arktída je spojená so zmenami cirkulácie, ktoré začínajú byť po roku 2000 čoraz častejšie ako 20. storočí. Oteplenie nad Arktídou dáva priestor na mohutnenie vysokého tlaku v oblasti v zime a vytláčanie cyklonálnych dráh smerom na juh a preto tiež koreluje s fázami AO-, NAO-, ENSO- či QBO-. Na jeseň 2017, podobne ako po takmer všetky uplynulé roky bol vzor rekordne teplej Arktídy na teplotných mapách viac než očividný - v priemere tu bola teplotná anomália posledné mesiace aj 10-krát výraznejšia ako na juhu miernych zemepisných šírok a prechodne sa šplhala až k +5°C. 

 

 

 

 

Obr.: Odchýlky teploty vzduchu na zemi na jeseň 2017 (zhora nadol september, október a november) - arktický zosilňujúci efekt je naďalej výrazný a pri vyššie uvedených podmienkach bude rekordne teplá Arktída súvisieť s častejšími "rozpadmi" cirkulácie /https://climate.copernicus.eu/resources/data-analysis/average-surface-air-temperature-analysis/monthly-maps/surface-air-1/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zdroje: Inšpirovali sme sa aj zahraničnými vyhliadkami http://raleighwx.americanwx.com/research/Winter2017-18Forecast.pdf; http://centaureaweather.com/weather-news/some-thoughts-on-the-european-winter/; https://www.netweather.tv/weather-forecasts/news/8537-early-thoughts-on-winter-20172018---a-colder-winter-than-recent-years; http://www.aer.com/science-research/climate-weather/arctic-oscillation) a osobité poďakovanie patrí nášmu pozorovateľovi, p. Júliusovi Šubovičovi za sprostredkovanie viacerých materiálov.