Co to jest wir polarny?

Kiedy zimowa temperatura gwałtownie spada do brutalnie mroźnego niskiego poziomu, Twój samochód jest zakopany pod śniegiem pokrytym lodem i drżysz pomimo noszenia bielizny termicznej, wełnianego swetra i puchowej kurtki, prawdopodobnie niewiele pomaga usłyszeć dźwięk. Meteorolog telewizyjny radośnie wyjaśnia, że ​​przyczyną twojego nieszczęścia jest zniekształcenie czegoś, co nazywa się wirem polarnym . Ten niezwykle złowieszczy termin może brzmieć jak imię gigantycznego potwora z lodowatym oddechem, takiego, jakiego można by spotkać walczącego z Godzillą w japońskim filmie science-fiction z lat 50. Powiedziałbyś: „Hę?” gdyby tylko twoje zęby przestały grzechotać.

Rzeczywiście, wiele osób po raz pierwszy usłyszało o wirze polarnym w styczniu 2014 r., Kiedy temperatury spadły do ​​zagrażających życiu niskich temperatur - w niektórych miejscach 60 stopni Fahrenheita poniżej zera (minus 51 stopni Celsjusza), gdy uwzględniono chłód wiatru - Warunki na Środkowym Zachodzie i Północnym Wschodzie Stanów Zjednoczonych były tak straszne, że nawet w twardej Minnesocie gubernator stanu zamknął szkoły, aby chronić dzieci przed zimnem [źródło: O'Brien i Palmer ]. Termin został ponownie sprawdzony, gdy w styczniu 2019 r. W Stanach Zjednoczonych wystąpiły jedne z najniższych temperatur w pokoleniu. Około 90 milionów Amerykanów doświadczyło temperatur poniżej zera F (-18 C) [źródło: CNN ].

Jednak wir polarny nie jest niczym nowym dla naukowców. Wir polarny jest w rzeczywistości sezonowym zjawiskiem atmosferycznym, systemem silnych wiatrów na wysokim poziomie - zwanych strumieniem strumieniowym - otaczających wyjątkowo zimną kieszeń arktycznego powietrza. I chociaż może to brzmieć jak złowroga siła natury, wir polarny jest w większości całkiem niezły, ponieważ jego wiatry zwykle tworzą granicę, która zatrzymuje zimne powietrze i zapobiega zamarznięciu [źródło: Duke ].

Problem polega jednak na tym, że raz na jakiś czas wir polarny trochę się załamuje. Rezultatem jest duży, potężny podmuch arktycznego powietrza, który może przemieszczać się daleko na południe, powodując spadek temperatury w miejscach przyzwyczajonych do łagodnych zim [źródło: Duke ]. W tym artykule wyjaśnimy więcej o tym, czym jest wir polarny i dlaczego czasami się zmienia.

1. Jak działa Polar Vortex?
2. Co się dzieje, gdy wir polarny zostaje zniekształcony?
3. Czy zmiany klimatu mają wpływ na wir polarny?

Chociaż zwykle słyszymy termin wir polarny używany w liczbie pojedynczej, w rzeczywistości istnieją dwa wiry polarne na Ziemi - jeden na półkuli południowej nad Antarktydą, a drugi na półkuli północnej nad Arktyką [źródło: NASA ].

Te wiry istnieją, ponieważ zimą powietrze wysoko nad biegunami staje się naprawdę, bardzo zimne - mówimy o około 110 stopni poniżej zera w skali Fahrenheita lub minus 79 stopni Celsjusza na półkuli północnej [ źródło: NASA ]. Ten drastyczny kontrast z temperaturami w większej odległości od bieguna i wynikający z tego kontrast ciśnień powodują, że naprawdę szybkie wiatry - z prędkością od 120 do 250 mil (193 do 402 kilometrów) na godzinę - wirują wokół dużej kieszeni zimne powietrze [źródła: Rafferty , Rutgers Today ]. Wir na półkuli południowej jest jeszcze zimniejszy niż ten na półkuli północnej, ma szybsze wiatry i znacznie niższe poziomy ozonu [źródło: NASA ].

Tak czy inaczej, rezultatem jest ogromny wirujący cyklon z zimnym powietrzem w środku, który wisi wysoko nad biegunem, prawie jak aureola [źródło: Herwick ]. Jeśli spojrzeć na to z boku, zaczyna się mniej więcej wokół granicy troposfery , najniższego poziomu atmosfery ziemskiej i regionu, w którym ma miejsce nasza pogoda - i stratosfery, kolejnej warstwy atmosferycznej, która zaczyna się około 12. mil (20 kilometrów) wysokości i zawiera ozon, który chroni Ziemię przed zbyt dużym promieniowaniem słonecznym.

Wir dociera przez całą stratosferę do mezosfery , kolejnej warstwy, w której powietrze staje się rzadkie i bardzo zimne [źródło: NASA ]. Na przykład z punktu obserwacyjnego wysoko nad biegunem północnym wir polarny faktycznie wyglądałby jak elipsa, często wirując wokół dwóch ośrodków - kanadyjskiej wyspy Baffina i miejsca na północno-wschodniej Syberii, otaczając lodowate krawędzie Ameryki Północnej, Grenlandii. , Europa i Azja [źródła: AMS , NSIDC , O'Hanlon ].

Wir polarny jest najsłabszy w cieplejszych miesiącach roku, kiedy kontrast między temperaturami polarnymi a tymi w cieplejszych regionach jest mniejszy, i ma tendencję do nasilania się w miesiącach zimowych [źródło: Rafferty ]. Zwykle ta bariera wiatrów utrzymuje zimne powietrze w Arktyce, co zapobiega zbytniemu wychłodzeniu reszty półkuli północnej. Ale w niektórych latach nie działa to tak dobrze. W następnej sekcji przejdziemy do szczegółów.

Wir polarny może brzmieć jak całkiem niezawodny naturalny system regulacji klimatu na każdej półkuli . Ale w praktyce nie działa to tak płynnie. Po pierwsze, jego kształt jest zwykle nieco nieregularny w granicach, z obszarami znanymi jako rynny, w których zimne powietrze rozciąga się z dala od bieguna, i innymi obszarami zwanymi grzbietami , w których ciepłe powietrze wdziera się w jego kierunku [źródło: Serreze ].

Dodatkowo, szybkie wiatry, które tworzą barierę wiru polarnego, mogą od czasu do czasu zmieniać intensywność. Jeśli wiatry zbytnio osłabną, może to zniekształcić wir i uczynić jego granice jeszcze bardziej nieregularnymi, tak że cała masa zimnego powietrza kieruje się na południe w miejsca, które normalnie go nie dostają [źródło: Duke ].

Podczas gdy wir polarny może wydawać się szokującym nowym zjawiskiem, zimne trzaski spowodowane zniekształceniami wiru w rzeczywistości zdarzały się w innych momentach w najnowszej historii. Na przykład w styczniu 1985 r. Północny wir polarny był naprawdę zniekształcony, a polarne powietrze skierowało się na południe, do wschodnich Stanów Zjednoczonych. Na zazwyczaj łagodnej Florydzie spadające temperatury zniszczyły 90% upraw cytrusów w stanie. W Waszyngtonie musiano odwołać paradę i ceremonię plenerową drugiej inauguracji prezydenta Ronalda Reagana. Co gorsza, co najmniej 126 osób zmarło z powodu zimna [źródło: NOAA ].

Nie nowe wiadomości

Po burzy w styczniu 2014 r. Komentator radiowy Rush Limbaugh stwierdził, być może żartobliwie, że wir polarny to termin świeżo wymyślony przez media informacyjne, aby przestraszyć ludzi, by martwili się zmianami klimatycznymi. „Stworzyli go właśnie na ten tydzień”, powiedział słuchaczom [źródło: RushLimbaugh.com ]. W rzeczywistości termin ten pojawiał się w artykułach naukowych datowanych co najmniej od lat pięćdziesiątych XIX wieku, a pod koniec lat 80. zaczął pojawiać się w gazetach, takich jak Washington Post i New York Times [źródła: Living Age , Herwick ]. Ale dzięki Twitterowi, kanałowi pogodowemu i serwisom informacyjnym więcej ludzi niż kiedykolwiek wcześniej wie o istnieniu wiru polarnego.

Być może słyszeliście, jak sceptycy zmian klimatycznych wskazywali na oziębienie jako dowód, że planeta tak naprawdę się nie ociepla. Zwolennicy jednak zauważają, że zmiany klimatyczne mogą w rzeczywistości przyczyniać się do zniekształceń wirów polarnych i nagłych spadków temperatury, które powodują te zniekształcenia.

Oto możliwe wyjaśnienie. Naukowcy zaobserwowali, że w miesiącach letnich coraz więcej lodu morskiego Arktyki topi się. Gdy lód topi się, Ocean Arktyczny ogrzewa się i zimą oddaje nadmiar ciepła z powrotem do atmosfery. Ponieważ ciepło to nieco zmniejsza kontrast między powietrzem arktycznym a atmosferą w regionach położonych dalej na południe, zmniejsza intensywność wiatrów, które tworzą barierę między tymi dwoma obszarami. To z kolei osłabia i przerywa wir polarny. Hipotezę tę potwierdzają dane z ostatniej dekady, z których wynika, że ​​w latach, w których zanika duża część lodu morskiego w Arktyce, wir ma większą tendencję do osłabienia [źródło: Fischetti ].

Należy wspomnieć, że nie wszyscy zgadzają się z poglądem, że zmiany lodu morskiego w Arktyce wpływają na wzorce pogodowe w innych miejscach [źródło: Samenow ]. Ale jeśli to prawda, szczególnie przerażającą częścią tego modelu jest to, że chociaż ilość lodu morskiego w Arktyce zmienia się z roku na rok, ogólnie zmniejsza się w ostatnich latach, a prognozy klimatologów przewidują, że zniknie jeszcze bardziej. Może to oznaczać, że w nadchodzących latach możemy doświadczyć więcej zniekształceń wiru polarnego i towarzyszącej im ekstremalnej pogody [źródło: Fischetti ].

Uwaga autora: co to jest wir polarny?

Nie jestem meteorologiem ani klimatologiem, ale ze względu na to, że przez większość życia mieszkałem we wschodnich Stanach Zjednoczonych, bardzo dobrze znam naprawdę zimną pogodę. Jednak najbardziej ekstremalnym zimnym trzaskiem, jaki kiedykolwiek widziałem, była nagła burza lodowa w Nowym Jorku w styczniu 1994 roku, która zmieniła większość Upper West Side w odpowiednik lodowiska hokejowego i zatrzymała ruch uliczny. . Ponieważ nie można było zrobić nic produktywnego, spędziłem popołudnie przesiadując w kawiarni z przyjaciółmi, którzy normalnie spieszyliby się z jednego spotkania lub projektu do drugiego. Więc wszystko się udało.

Powiązane artykuły