Hallo,
De laatste tijd komen er meer en meer berichten over de ontwikkelingen vanuit de stratosfeer die bepaalde processen in gang kunnen zetten die hun invloed hebben op de troposfeer. En daarmee doel ik dan vooral op de SSW (= Sudden Stratospheric Warming).
Wat meer over de stratosfeer:
De stratosfeer is de laag tussen de troposfeer en de mesosfeer afgescheiden door een tropopauze en de stratopauze, en bevindt zich aan de polen op 10 tot 50 km hoogte. Aan de evenaar pas op 17 km. de lijn van 10hPa bevindt zich rond 30 km hoogte. Op hte laagste punt van de stratosfeer is het doorgaans -50 graden. Maar dit verschilt doorgaans afhankelijk van de locatie en het seizoen. In de winter kan de stratosfeer in de noordpool afkoelen tot temperaturen lager dan -80 graden. Op het hoogste punt van de stratosfeer is het 0 tot 30 graden warm. Dit komt door de absorptie van UV-licht van de zon.
Opbouw van de atmosfeer
Door het verticale temperatuurverloop is er geen convectie in de stratosfeer. Wolken kunnen zich daar niet bij vormen, maar in koude poolwinters (Stratosfeer -80 graden) kunnen parelmoerwolken zich vormen. Deze zijn van belang voor de aanmaak van ozon. De ozonlaag bevindt zich trouwens ook hoog in de stratosfeer. Tot zover een korte theorie van de stratosfeer.
Parelmoerwolk op Engels grondgebied, vermoedelijk eind 2011 (kan ook eind 2012 zijn)
De luchtdruk en stratosfeer
Plaatje afkomstig van de weercursus van Kees Floor.
Heel simplistisch uitgelegd: de luchtdruk neemt af naarmate je stijgt qua hoogte. 10hPa is de luchtdruk in het meest centrale deel van de stratosfeer. Maar iets minder dan 50 procent van de lucht bevindt zich wel in de troposfeer. Hoe minder luchtdruk, hoe meer lucht onder je. Hoe meer luchtdruk, hoe meer lucht boven je waardoor die drukt op de aarde. Ergens ook wel logisch denk ik. Maar het is om een situering te hebben.
Stratosferische opwarming
Specifiek wordt er de laatste tijd meer en meer gesproken over een SSW (= Sudden Stratospheric Warming), maar wat is dat nu eigenlijk? Meestal is de stratosfeer dus boven de polen erg koud. En vaak is deze rond kerst een tachtig graden onder nul koud. Maar in enkele dagen tijd kan de stratosfeer 50 graden stijgen (!). En dat wordt een SSW genoemd. Door grootschalige weersystemen (vaak hogedrukgebieden) in de troposfeer kan de 'Polar Jet' beginnen golven. Deze wordt dan gebroken, met als gevolg een omslag van de westenwinden naar verzwakte westenwinden of zelfs oostenwinden in de stratosfeer. De aanwezige lucht verkleint daar dus in de stratosfeer op de poolkap, en door samendrukking krijg je dus een opwarming. De oostenwinden in de stratosfeer beinvloedt dan ook het weer in de troposfeer, met meestal een verzwakking van de straalstroom ten gevolge. Dan krijg je dikwijls als resultaat dat geblokkeerde stromingspatronen kunnen ontstaan die dan bvb. in onze regio oostenwinden kunnen veroorzaken, en dan strenge vrieskou met zich kan meebrengen. Maar een SSW zorgt niet voor automatisch winterweer bij ons, maar het vergroot wel de kans.
Een SSW binnen 2 weken?
Dit is en blijft de vraag voor de vele winterliefhebbers in ons landje, die maar al te graag hopen op sneeuw, ijs en een elfstedentocht die we al zo lang niet meer gehad hebben. Ik was nog geen jaar oud bij de laatste elfstedentocht, en je wilt dan ook niet weten hoe graag ik het dan wel zou hebben.
Ik ga bij het voorspellen van een SSW en de impact ervan op ons weer 3 dingen bespreken:
- De globale voorgeschiedenis, en dit vergelijken met andere winters
- De aard en orientatie van de verwachte SSW bespreken, en die vergelijken om dan correlaties te vinden.
- De globale gevolgen van vergelijkbare SSW's bespreken en bekijken
De voorgeschiedenis
Bovenstaand kaartje geeft de luchtdrukanomalies weer op iedere hoogte gemiddeld gezien voor het Noordelijk halfrond. Een -4 waarde zegt dat op 10hPa de hoogte 4 km lager was dan normaal (30 km dus 26 km), en geeft dan aan dat er overwegend veel lagedruk in de atmosfeer is, dat een poolwervel kan stimuleren. Je kan er vrij duidelijk de globale patronen herkennen. Ik wil dit even staven met onderstaand plaatje van de huidige stratosfeer. Op dat plaatje kan je zien dat de waarde nu een negatieve afwijking heeft van -2 (28 km hoogte) en dat daar veel stratosferische kou mee gemengd gaat, en deze 'stratosferische lagedruk' geeft dus voeding voor de poolwervel.
Terug naar het plaatje waar ik dit subhoofdstuk mee startte. De januariprik en de legendarische maartkou kun je daar dus duidelijk herkennen. Flinke luchtdrukafwijkingen op zeeniveau eind maart die niet enkel bij ons voor droog en koud weer zorgen, maar ook bvb. in Japan. Ook het droge weer van eind september-begin oktober kun je duidelijk herkennen. En het natte weer is van de laatste maanden is ook duidelijk te herkennen op dit kaartje. Wel even zeggen dat dit een echt zeer globaal en grof kaartje is. Je hebt veel locaties op het noordelijk halfrond. Belgie en Nederland hebben dan nog eens het nadeel (of voordeel, het is te zien hoe je het bekijkt
) om de zee naast zich te hebben, die ook veel invloed heeft (overwegend veel maritieme zeestromingen dankzij de Golfstroom, in tegenstelling tot NY met de Labradorstroom), en mede zorgt dat globale patronen een minder belang hebben voor ons. Strenge vrieskou zal altijd gematigd zijn door dit feit.
We gaan specifieker in op de situatie van de laatste 3 maanden, aangezien de situatie van juni/juli/augustus of de redelijk koude start van dit weerjaar al verwijderd is uit het weergeheugen.
Als we het kaartje bestuderen weten we dat de laatste 2 maanden dus overwegend veel stratosferische lagedruk aanwezig is wat dus onze "WC = westelijke circulatie" stimuleerde. Dit zorgde er rechtstreeks ook voor dat de depressieactiviteit ook zeer hoog was. In december zien we wel op lagere hoogtes meer positievere afwijkingen wat duidt op hogere druk anomalies in de troposfeer. Dit minimalistisch fenomeen gecombineerd met een koude stratosfeer toont dat aan dat er meestal 2 van de volgende hogedrukblokkades aanwezig zijn: de Rus, de Azoor en een Noord-Amerikaans hoog/Bermudahoog of met andere woorden de klassieke hogedrukgebieden op lagere breedtes. Het is in sommige gevallen bekend (en dat ondervind ik ook uit het bekijken van die kaartjes van de laatste 30 jaar) dat een dergelijk hoog (NA-hoog of Rus) een SSW op gang kan brengen. Het laatste voorbeeld is begin dit jaar nog met een sterke Rus. Die Rus zorgt ervoor dat de 'polar jet' begint te golven en vervolgens te breken. Om dergelijke feiten beter te kunnen onderstaan zouden luchtdrukkaartjes die de luchtdruk niet qua breedteligging beschrijven, maar luchtdrukkaartes die de luchtdruk qua hoogteligging beschrijven zeer nuttig zijn. Zoals de grafiekjes die ik toon, maar dan locatiegebonden en niet voor het NH, en meer specifiek dan vooral in centraal Canada en centraal Siberie. Dan heb je ook nog een ander fenomeen en ik noem die de decemberblokkade vanwege zijn vele voorkomen in december. De decemberblokkade zijn blokkades die je duidelijk kunt terugvinden in deze kaartjes (door flinke positieve afwijkingen), maar die geen lang leven geschoren zijn (een weekje). December 2010 is een duidelijk voorbeeld van een decemberblokkade. Door de zwakke stratosfeer kon deze blokkade zich wel langer handhaven dan normaal. Een andere blokkade die zich dan bvb. opbouwde in februari 2007 had een stratosfeer die niet meewerkte, met het gevolg dat deze al even snel verdween als dat deze op de kaarten verscheen.
Het blokkerende hogedrukgebied boven Siberie dat één van de oorzaken was dat een SSW op gang brachtte.
En dan wil ik er ook nog even bijzeggen dat ik in de laatste 30 jaar geen enkele kaart zag die zolang overwegend veel lagedruk in zowel stratosfeer als troposfeer laat aanhouden. Dit wijst wel op een erg sterke vortex.
Hoe zat het met deze kaarten in de 'OND-maanden' van de recente 10 jaar?
SL: stratosferische luchtdruk
TL: troposferische luchtdruk
2003-2004: SL normaal / TL lichtjes hoger dan normaal. Wisselvallige 3 maanden.
2004-2005: SL lager dan normaal / Tl lager dan normaal. Sterke corrolatie met onze winter. Ook hier nog geen beterschap in zicht. Het enige verschil is dat het hier enkel om december 2004 gaat en niet om november en december 2004. Ook hier nadien kenmerken van zogenaamde decemberblokkades (2x) die mislukken door de stratosfeer die niet meewerkte. Bij de 2e decemberblokkade het proces dat ik zojuist beschreef (troposfeer beinvloedt stratosfeer), waardoor de vortex eraan ging, en maart 2005 nog van een ander vaatje kon trappen. Vermoedelijk heeft een enorm vroege 'lentestratosfeeropwarming', hier ook aan meegeholpen.
2005-2006: SL lichtjes hoger/ TL hoger dan normaal: En ook hier een decemberblokkade aanwezig, toegelaten door de stratosfeer (vortex houdt dit proces niet tegen).
2006-2007: SL eerst hoger dan lager dan normaal/ TL volgt zelfde patroon. Er is wel beterschap op komst. Gelijkaardig aan 2011-2012. In tegenstelling tot 2011-2012 bleef die beterschap weg, en was er enkel sprake van een compressie bij luchtdrukwaarden onder 10hPa. Dit was niet voldoende om een SSW op gang te brengen. Begin februari en begin maart volgden er nog 2 initiatieven vanuit troposfeer, en die kende zijn gevolgen, maar werden al vrij snel platgedrukt. Patroon lijkt erg goed op de 'decemberblokkade'. Begin februari ging het om een platgedrukte groenlandhoog, geen groenlandblokkade.
2007-2008: SL normaal / TL normaal: Wel een opvallende kort aanhoudende decemberblokkade.
2008-2009: SL normaal / TL lichtjes lager dan normaal.
2009-2010: SL licht hoger / TL hoger dan normaal Vrij gelijkaardig patroon met jaar erna, en opnieuw een decemberblokkade.
2010-2011: SL normaal / TL hoger dan normaal (op begin november na). Geen corrolatie. Decemberblokkade duidelijk te herkennen op deze kaart. Niet gesteund uit stratosfeer. Winterweer kan ook voorkomen zonder dat de stratosfeer zich ermee moet moeien.
2011-2012: SL lager dan normaal / TL lager dan normaal: Hier corrolatie met 2013-2014. Ook een sterke vortex aanwezig die duideijk te herkennen is, maar de eerste voortekenen van een omslag zijn duidelijk te herkenen de laatste week van december in tegenstelling tot de situatie nu. Uiteindelijk zou flink winterweer optreden de eerste 2 weken februari dankzij een sterke SSW (wave1-activiteit).
2012-2013: SL lager dan normaal / TL hoger dan normaal: Dit duidt op flinke hogedrukgebieden die vechten tegen een sterke vortex. Een zeer geblokkeerd patroon dus waarbij de Azoor/Rus/Bermuda/Aleutisch/ Canadees hoog een grote rol kunnen in hebben. Groenlandhogen, en zeker STERKE poolhogen + vingers kunnen hier niet door herkend worden. Geen corrolatie met dit jaar.
2013-2014: SL lager dan normaal / TL lager dan normaal
Uit de laatste 10 jaar is er enkel corrolatie met 2004-2005, 2006-2007 en 2011-2012. 2006-2007 en 2011-2012 hadden wel al enige beterschap in de stratosfeer bij de jaarwisseling, en in 2011-2012 resulteerde dit in een SSW. In 2006-2007 geraakte de stratosferische opwarming niet laag genoeg. Over & out was het vervolgens dan.
We hebben tevens ook nog correlaties met de volgende winters:
1999-2000:
Hier een iets sterker dan normale stratosferische vortex. Deze winter heeft trouwens een nog sterkere corrolatie met 2004-2005 want ook hier dankzij een decemberblokkade een poging tot vroegtijdige stratosferische lenteopwarming. Maar, deze faalt ook. Om dan gehavend toe te slaan in april 2000. Heeft kenmerken van een 'vulkanische winter en zomer'. Ik vind net fascinerend dat op zowel gebieden lichter dan 10hPa en zwaarder dan 10hPa er meer lagedrukconcentratie is dan op het gebied met 10hPa, en dit voor een vijf a zestal maanden. Waarom? Daar heb ik zelf het raden naar.
Zie zelf de vreemde (en stabiele) periode tussen april en september. In september kan de vortex dan op volle toeren draaien, voor zover het dan een vortex is? In de zomer is de vortex sowieso wat zwakker dan normaal en een anomalie gaat daar sowieso in mee.
Ook de winter van 1995-1996 kende een corrolatie. Troposferische blokkades zorgden uiteindelijk voor wat betere kaarten, maar de stratosfeer werkte nooit mee, al was de vortex ook niet superkrachtig (wel iets sterker dan normaal). Uiteindelijk een sterke stratosferische lenteopwarming aan het eind van maart 1996.
1994-1995: Ook hetzelfde patroon, maar daar tekenen van beterschap. Een gelijkaardig patroon aan 2011-2012.
1992-1993: Deze winter - 20 jaar geleden ondertussen al - heeft ook kenmerken van onze winter. Het bleef slecht, en verslechterde zelfs nog, met begin maart een mislukte SSW-poging.
1990-1991: Sterke corrolatie hiermee. Enige verschil is dat hoe hoger je gaat, hoe rustiger het wordt. Op 1hPa tot 5 hPa is het bijvoorbeeld rustig, maar dit zakt nooit goed naar beneden. Een kenmerk dat opgaat voor de OND-maanden in de jaren tussen 1988 en 1993. Vortex in die jaren bevindt zich dus gemiddeld iets lager met de recente jaren. Maar dit gaat om enkele kilometers. Stratosferische opwarmingen zijn zeldzaam en miniem in deze periode. Ben hier wel niet zo diep op ingegaan. Ik heb ook de indruk dat de lentes hier gepaard gingen met een goede vortex. (lente 1990 heeft zeer sterke vortex).
1982-1983: Voor langere tijd ook een iets sterkere vortex dan normaa
1980-1981: Toont ook een sterke corrolatie met december 2013. De sterkste corrolatie qua decembermaanden. En ik durf te zeggen: de sterkste vortex in de OND-maanden sinds december 1980, al is die van nu zelfs nog sterker.
Oké, ik wil er dan ook nog even 1996-1997 bijpakken. Daar lijkt sprake te zijn van een vroegtijdige opwarming, die de kansen op winterweer aanzienlijk al verhoogde aan het begin van de winter. Dit is de laatste keer dat ik dit patroon nog gezien heb.
Rond begin januari 1997 veranderde dit patroon enorm, en was het gevolg van de stratosferische opwarming hier volledig uitgewerkt. De vortex won aan kracht, en won nog meer aan kracht, met het hoogtepunt eind maart met een immens sterke vortex. De stratosfeer hing op amper 20 km. Dit was het gevolg van een SSW eind november 1996.
Aard en orientatie
We kijken eens naar de verwachtingen. Met welke SSW hebben we nu eigenlijk te maken, wat gaat er gebeuren binnen 2 weken, of wat verwacht men dat er gebeurt?
Om dat te zien moeten we eerst de situatie van NU bespreken. Vandaag zien we een erg sterke vortex op 10hPa. Deze vortex spreidt zich over het gehele noordelijk halfrond met als kernpunt de noordpool. Meer specifiek Groenland. Er is geen wave-1 activiteit zichtbaar, en heel lichte wave2-activiteit. Beterschap is er niet in zicht op deze kaart. Enkel op 3hPa lijkt er heel aarzelend langzame opwarming te komen in Siberie.
Het gevolg is dan ook zeer sterke zonale winden.
70 m/s op 55 graden NB dus gemiddeld gezien net iets boven onze noorderbreedte. Dit geeft aan dat we met een sterke straalstroom te maken hebben. Maar dankzij de Rossbygolf boven Europa is de straalstroom bij ons iets hoger qua noorderbreedte.
Binnen een week verwacht men stratosferische opwarming (het woord SSW spreek ik voorlopig nog niet uit). Dankzij sterke wave2-activiteit begin januari (al lijkt deze wel weer af te zwakken) lijkt de situatie te beteren.
700 m', soms oplopend tot 800 m'.
We zien een opwarming boven Siberie. Tevens verplaatst de vortex zich ook en gaat de kern zich nu boven Nova Zembla verleggen. Dit alleen al kan een verandering qua weerpatroon op gang brengen. Stel dat een SSW mislukt, kan dit toch de Rossbygolven zodanig doen veranderen. De zonale wind neemt dan trouwens ook af, maar blijft te sterk met 55 m/s.
Nu gaan we eens zoeken naar andere winters met sterke gelijkaardige wave2-activiteit:
januari 2013: is een SSW-event dat hier goed op lijkt. Iets lichtere wave2-activiteit, wel sterkere wave1-activiteit. Maar de wave2 lijkt over te springen op wave1 volgens de huidige verwachtingen.
December 2009 en November 2010: Wave2-activiteit, maar in mindere mate. Vooral wave1-activeit daar, zeker Dec 2009.
Januari 2009: Beste voorbeeld tot nu toe. Wave-1activiteit haalt 10hPa niet, maar wel sterke Wave-2activiteit. Misschien net iets sterker dan nu.
Het gevolg was een SSW. Onderstaand kaartje toont temperatuur in de hoogtes. Op 10hPa zie je midden januari een stijging van de temperatuur.
En de drukstijgingen in de stratosfeer vloeien dan ook in overvloed toe naar de troposfeer, met een piek begin februari.
Echt winterweer leverde dit niet op. Een nutteloze SSW was dit dus. Standvastige blokkades werden niet gevormd, wel nu en dan een sterke noordelijk georienteerde Rus of een sterk hoog aan de Pacifische oceaan. De SSW zelf was zeer sterk, en begon met een Siberian warming, tegelijkertijd met European warming. De orientatie was wat anders toen.
Daarna moet ik zes jaar teruggaan voor in januari 2003 opnieuw een SSW te zien ontstaan door wave2-activiteit.
Toen was er wel sprake van veel meer wave-1-activiteit, en deze wave-2activiteit werd hier ook mede door veroorzaakt. De wave1-activiteit was het sterkst overwegend, en de orientatie is totaal anders.
December 2000 kende ook wat wave2-activiteit maar deze werd snel de kiem gesmoord, de vortex was hier de winnaar. Maar toch een SSW.
1996: Januari, februari en maart werden gekenmerkt door stratoferische warmte.
EN TOCH IS HIER GEEN SPRAKE VAN EEN SSW. Kijk maar naar onderstaand plaatje. Stratoferische opwarming heeft geen enkele invloed op de atmosfeer. De warmte hangt wel lager gemiddeld dan op vele andere jaren. De poolwervel was al sterk, en zou sterk blijven. Het is trouwens een jaar dat in ons vorige gedeelte een sterke gelijkenis had met nu.
Februari 1994: Ook hier wave-2activiteit, weliswaar in minder sterke mate en waarbij een SSW mislukt. Zelfde structuur als in 1996. Maar in 1994 gaat het om een kortere periode. Al geeft een andere bron aan dat op 4 januari 1994 er wel een SSW was, die niet aantoonbaar is op de kaarten (??). Vermoedelijk was die er uiteindelijk wel. Een andere kaart bevestigt dit, maar nog voor 20 januari was dit effect al uitgewerkt.
Januari 1991: Een corrolatiewinter met een SSW via wave-2activiteit.
Doch waren de effecten hiervan duidelijk minder zichtbaar.
Een leuk weetje is dat deze winter perfect in het rijtje van de Eastonwinters thuis zou horen. Het is hier een flink verzwakte vortex, maar ze is er wel nog steeds en van de oostenwinden in de stratosfeer is dus geen sprake.
Januari 1990: Ook een poging tot SSW die uiteindelijk mislukt.
De winter van 1985-1986: Veel SSW-activiteit, langs alle kanten. Maar geen verder materiaal.
December 1984: Misschien wel de mooiste SSW die er is.
Zowel veel wave2 als wave1-activiteit.
Temperatuur en onderstaand temperatuuranomalies
en
Tweemaal in 1983: 2 simpele kleine wave2-SSW's.
Januari 1982: Mooi voorbeeldje van een Wave-2-activity SSW. Als deze zo wordt, zal het een mooie SSW worden, en kan alles. Waardes waren toen beter, als die van nu.
Maar het waren andere regio's die toen in de prijzen vielen...
De gevolgen van SSW's:
Eigenlijk kun je weinig conclusies binden aan het SSW-gebrainstorm in het vorige hoofdstuk. Twee winters lijken heel goed op ons patroon. 1995-1996 is de winter die de voorgeschiedenis met zich meeheeft, en ook wave2-activiteit vertoont, maar waarbij de vortex makkelijk overleeft. We zien de pogingen, maar de vortex is gewoon te sterk. Toch leverde deze periode bijna een elfstedentocht op. Het was alleen jammer dat onze vorstperiode niet aanhield.
Ook 1990-1991 vertoonde gelijkaardige wave-2activiteit, en deze keer wel met een SSW als gevolg. In februari kregen we dan de strengste kou sinds januari 1987. Getuigt onderstaande kaart van.
De winter van 1990-1991 bracht vroege sneeuwval, nadien regeerden de depressies met stormen op kerstmis en nieuwjaar. Het kanaal van Venetie bevroor voor de eerste keer sinds 1985. Frankrijk kende zware sneeuwval. Niet overal in Europa werd het koud. Het zuiden van de Sovjet-Unie kende een zeer milde winter alsook Spitsbergen.
Het winterweer hielde 20 dagen aan. In Londen viel meer dan 20 cm sneeuw. In delen van Yorkshire zelfs meer dan een halve meter. Alleen in februari scoorde De Bilt een 75-tal punten. En deze winter hoort tot het rijtje Eastonwinters. 1991 + 22.5 = 2013.5
Conclusies kunnen we hier zeker niet uit trekken, maar als er 1 winter is die het meest op die van ons lijkt is het die van 1990-1991 wel. Spectaculaire vooruitzichten zijn er zeker niet. En een winter voorspellen op basis van historische gegevens en statistiek kan je zeker niet, maar je kan er wel het karakter van een winter door leren kennen. De hoop heb ik zeker nog niet opgegeven.
Extra woordenschat:
Eastonwinter: Een winter die volgens de cyclus van Easton zich herhaalt. Om de 89 jaar zijn er 4 fasen die zich herhalen om de 22.5 jaar. Dit kan ook te maken hebben met zonneactiviteit, aangezien een zonnecyclus 11 jaar duurt. De strengste winters vinden iedere keer plaats die om de 22.5 jaar. En er zijn maar weinig uitzoderingen bekend doorheen de geschiedenis.
Decemberblokkade: Term die ik gebruik om een typische blokkade in de troposfeer te beschrijven die meestal voorkomt in december, en vaak nog niet gesteund wordt door de stratosfeer, waardoor deze geen lang leven geschoordt wordt.
Het verschil tussen Wave 2 en Wave 1 activiteit:
Bij wave 1 zal er maar aan één kant opwarming plaatsvinden, en als die sterk genoeg is kan de vortex in 2 splitsen of flink afzwakken, en dit wordt dan een SSW genoemd. Bij wave 2 worden langs beide kanten van de vortex temperatuurstijgingen waargenomen, waardoor de imploderende vortex zelf ook van temperatuur zal stijgen door compressie.
Aleutisch hoog: Hogedrukgebied ter hoogte van de Aleutische eilanden bij de Beringstraat. Meestal bevindt zich daar wel een lagedrukgebied dat zich soms flink kan uitdiepen (de typische Alaskastormen door het "Aleutian Low".
Groeten,
Ashley
De laatste tijd komen er meer en meer berichten over de ontwikkelingen vanuit de stratosfeer die bepaalde processen in gang kunnen zetten die hun invloed hebben op de troposfeer. En daarmee doel ik dan vooral op de SSW (= Sudden Stratospheric Warming).
Wat meer over de stratosfeer:
De stratosfeer is de laag tussen de troposfeer en de mesosfeer afgescheiden door een tropopauze en de stratopauze, en bevindt zich aan de polen op 10 tot 50 km hoogte. Aan de evenaar pas op 17 km. de lijn van 10hPa bevindt zich rond 30 km hoogte. Op hte laagste punt van de stratosfeer is het doorgaans -50 graden. Maar dit verschilt doorgaans afhankelijk van de locatie en het seizoen. In de winter kan de stratosfeer in de noordpool afkoelen tot temperaturen lager dan -80 graden. Op het hoogste punt van de stratosfeer is het 0 tot 30 graden warm. Dit komt door de absorptie van UV-licht van de zon.
Opbouw van de atmosfeer
Door het verticale temperatuurverloop is er geen convectie in de stratosfeer. Wolken kunnen zich daar niet bij vormen, maar in koude poolwinters (Stratosfeer -80 graden) kunnen parelmoerwolken zich vormen. Deze zijn van belang voor de aanmaak van ozon. De ozonlaag bevindt zich trouwens ook hoog in de stratosfeer. Tot zover een korte theorie van de stratosfeer.
Parelmoerwolk op Engels grondgebied, vermoedelijk eind 2011 (kan ook eind 2012 zijn)
De luchtdruk en stratosfeer
Plaatje afkomstig van de weercursus van Kees Floor.
Heel simplistisch uitgelegd: de luchtdruk neemt af naarmate je stijgt qua hoogte. 10hPa is de luchtdruk in het meest centrale deel van de stratosfeer. Maar iets minder dan 50 procent van de lucht bevindt zich wel in de troposfeer. Hoe minder luchtdruk, hoe meer lucht onder je. Hoe meer luchtdruk, hoe meer lucht boven je waardoor die drukt op de aarde. Ergens ook wel logisch denk ik. Maar het is om een situering te hebben.
Stratosferische opwarming
Specifiek wordt er de laatste tijd meer en meer gesproken over een SSW (= Sudden Stratospheric Warming), maar wat is dat nu eigenlijk? Meestal is de stratosfeer dus boven de polen erg koud. En vaak is deze rond kerst een tachtig graden onder nul koud. Maar in enkele dagen tijd kan de stratosfeer 50 graden stijgen (!). En dat wordt een SSW genoemd. Door grootschalige weersystemen (vaak hogedrukgebieden) in de troposfeer kan de 'Polar Jet' beginnen golven. Deze wordt dan gebroken, met als gevolg een omslag van de westenwinden naar verzwakte westenwinden of zelfs oostenwinden in de stratosfeer. De aanwezige lucht verkleint daar dus in de stratosfeer op de poolkap, en door samendrukking krijg je dus een opwarming. De oostenwinden in de stratosfeer beinvloedt dan ook het weer in de troposfeer, met meestal een verzwakking van de straalstroom ten gevolge. Dan krijg je dikwijls als resultaat dat geblokkeerde stromingspatronen kunnen ontstaan die dan bvb. in onze regio oostenwinden kunnen veroorzaken, en dan strenge vrieskou met zich kan meebrengen. Maar een SSW zorgt niet voor automatisch winterweer bij ons, maar het vergroot wel de kans.
Een SSW binnen 2 weken?
Dit is en blijft de vraag voor de vele winterliefhebbers in ons landje, die maar al te graag hopen op sneeuw, ijs en een elfstedentocht die we al zo lang niet meer gehad hebben. Ik was nog geen jaar oud bij de laatste elfstedentocht, en je wilt dan ook niet weten hoe graag ik het dan wel zou hebben.
Ik ga bij het voorspellen van een SSW en de impact ervan op ons weer 3 dingen bespreken:
- De globale voorgeschiedenis, en dit vergelijken met andere winters
- De aard en orientatie van de verwachte SSW bespreken, en die vergelijken om dan correlaties te vinden.
- De globale gevolgen van vergelijkbare SSW's bespreken en bekijken
De voorgeschiedenis
Bovenstaand kaartje geeft de luchtdrukanomalies weer op iedere hoogte gemiddeld gezien voor het Noordelijk halfrond. Een -4 waarde zegt dat op 10hPa de hoogte 4 km lager was dan normaal (30 km dus 26 km), en geeft dan aan dat er overwegend veel lagedruk in de atmosfeer is, dat een poolwervel kan stimuleren. Je kan er vrij duidelijk de globale patronen herkennen. Ik wil dit even staven met onderstaand plaatje van de huidige stratosfeer. Op dat plaatje kan je zien dat de waarde nu een negatieve afwijking heeft van -2 (28 km hoogte) en dat daar veel stratosferische kou mee gemengd gaat, en deze 'stratosferische lagedruk' geeft dus voeding voor de poolwervel.
Terug naar het plaatje waar ik dit subhoofdstuk mee startte. De januariprik en de legendarische maartkou kun je daar dus duidelijk herkennen. Flinke luchtdrukafwijkingen op zeeniveau eind maart die niet enkel bij ons voor droog en koud weer zorgen, maar ook bvb. in Japan. Ook het droge weer van eind september-begin oktober kun je duidelijk herkennen. En het natte weer is van de laatste maanden is ook duidelijk te herkennen op dit kaartje. Wel even zeggen dat dit een echt zeer globaal en grof kaartje is. Je hebt veel locaties op het noordelijk halfrond. Belgie en Nederland hebben dan nog eens het nadeel (of voordeel, het is te zien hoe je het bekijkt
) om de zee naast zich te hebben, die ook veel invloed heeft (overwegend veel maritieme zeestromingen dankzij de Golfstroom, in tegenstelling tot NY met de Labradorstroom), en mede zorgt dat globale patronen een minder belang hebben voor ons. Strenge vrieskou zal altijd gematigd zijn door dit feit.We gaan specifieker in op de situatie van de laatste 3 maanden, aangezien de situatie van juni/juli/augustus of de redelijk koude start van dit weerjaar al verwijderd is uit het weergeheugen.
Als we het kaartje bestuderen weten we dat de laatste 2 maanden dus overwegend veel stratosferische lagedruk aanwezig is wat dus onze "WC = westelijke circulatie" stimuleerde. Dit zorgde er rechtstreeks ook voor dat de depressieactiviteit ook zeer hoog was. In december zien we wel op lagere hoogtes meer positievere afwijkingen wat duidt op hogere druk anomalies in de troposfeer. Dit minimalistisch fenomeen gecombineerd met een koude stratosfeer toont dat aan dat er meestal 2 van de volgende hogedrukblokkades aanwezig zijn: de Rus, de Azoor en een Noord-Amerikaans hoog/Bermudahoog of met andere woorden de klassieke hogedrukgebieden op lagere breedtes. Het is in sommige gevallen bekend (en dat ondervind ik ook uit het bekijken van die kaartjes van de laatste 30 jaar) dat een dergelijk hoog (NA-hoog of Rus) een SSW op gang kan brengen. Het laatste voorbeeld is begin dit jaar nog met een sterke Rus. Die Rus zorgt ervoor dat de 'polar jet' begint te golven en vervolgens te breken. Om dergelijke feiten beter te kunnen onderstaan zouden luchtdrukkaartjes die de luchtdruk niet qua breedteligging beschrijven, maar luchtdrukkaartes die de luchtdruk qua hoogteligging beschrijven zeer nuttig zijn. Zoals de grafiekjes die ik toon, maar dan locatiegebonden en niet voor het NH, en meer specifiek dan vooral in centraal Canada en centraal Siberie. Dan heb je ook nog een ander fenomeen en ik noem die de decemberblokkade vanwege zijn vele voorkomen in december. De decemberblokkade zijn blokkades die je duidelijk kunt terugvinden in deze kaartjes (door flinke positieve afwijkingen), maar die geen lang leven geschoren zijn (een weekje). December 2010 is een duidelijk voorbeeld van een decemberblokkade. Door de zwakke stratosfeer kon deze blokkade zich wel langer handhaven dan normaal. Een andere blokkade die zich dan bvb. opbouwde in februari 2007 had een stratosfeer die niet meewerkte, met het gevolg dat deze al even snel verdween als dat deze op de kaarten verscheen.
Het blokkerende hogedrukgebied boven Siberie dat één van de oorzaken was dat een SSW op gang brachtte.
En dan wil ik er ook nog even bijzeggen dat ik in de laatste 30 jaar geen enkele kaart zag die zolang overwegend veel lagedruk in zowel stratosfeer als troposfeer laat aanhouden. Dit wijst wel op een erg sterke vortex.
Hoe zat het met deze kaarten in de 'OND-maanden' van de recente 10 jaar?
SL: stratosferische luchtdruk
TL: troposferische luchtdruk
2003-2004: SL normaal / TL lichtjes hoger dan normaal. Wisselvallige 3 maanden.
2004-2005: SL lager dan normaal / Tl lager dan normaal. Sterke corrolatie met onze winter. Ook hier nog geen beterschap in zicht. Het enige verschil is dat het hier enkel om december 2004 gaat en niet om november en december 2004. Ook hier nadien kenmerken van zogenaamde decemberblokkades (2x) die mislukken door de stratosfeer die niet meewerkte. Bij de 2e decemberblokkade het proces dat ik zojuist beschreef (troposfeer beinvloedt stratosfeer), waardoor de vortex eraan ging, en maart 2005 nog van een ander vaatje kon trappen. Vermoedelijk heeft een enorm vroege 'lentestratosfeeropwarming', hier ook aan meegeholpen.
2005-2006: SL lichtjes hoger/ TL hoger dan normaal: En ook hier een decemberblokkade aanwezig, toegelaten door de stratosfeer (vortex houdt dit proces niet tegen).
2006-2007: SL eerst hoger dan lager dan normaal/ TL volgt zelfde patroon. Er is wel beterschap op komst. Gelijkaardig aan 2011-2012. In tegenstelling tot 2011-2012 bleef die beterschap weg, en was er enkel sprake van een compressie bij luchtdrukwaarden onder 10hPa. Dit was niet voldoende om een SSW op gang te brengen. Begin februari en begin maart volgden er nog 2 initiatieven vanuit troposfeer, en die kende zijn gevolgen, maar werden al vrij snel platgedrukt. Patroon lijkt erg goed op de 'decemberblokkade'. Begin februari ging het om een platgedrukte groenlandhoog, geen groenlandblokkade.
2007-2008: SL normaal / TL normaal: Wel een opvallende kort aanhoudende decemberblokkade.
2008-2009: SL normaal / TL lichtjes lager dan normaal.
2009-2010: SL licht hoger / TL hoger dan normaal Vrij gelijkaardig patroon met jaar erna, en opnieuw een decemberblokkade.
2010-2011: SL normaal / TL hoger dan normaal (op begin november na). Geen corrolatie. Decemberblokkade duidelijk te herkennen op deze kaart. Niet gesteund uit stratosfeer. Winterweer kan ook voorkomen zonder dat de stratosfeer zich ermee moet moeien.
2011-2012: SL lager dan normaal / TL lager dan normaal: Hier corrolatie met 2013-2014. Ook een sterke vortex aanwezig die duideijk te herkennen is, maar de eerste voortekenen van een omslag zijn duidelijk te herkenen de laatste week van december in tegenstelling tot de situatie nu. Uiteindelijk zou flink winterweer optreden de eerste 2 weken februari dankzij een sterke SSW (wave1-activiteit).
2012-2013: SL lager dan normaal / TL hoger dan normaal: Dit duidt op flinke hogedrukgebieden die vechten tegen een sterke vortex. Een zeer geblokkeerd patroon dus waarbij de Azoor/Rus/Bermuda/Aleutisch/ Canadees hoog een grote rol kunnen in hebben. Groenlandhogen, en zeker STERKE poolhogen + vingers kunnen hier niet door herkend worden. Geen corrolatie met dit jaar.
2013-2014: SL lager dan normaal / TL lager dan normaal
Uit de laatste 10 jaar is er enkel corrolatie met 2004-2005, 2006-2007 en 2011-2012. 2006-2007 en 2011-2012 hadden wel al enige beterschap in de stratosfeer bij de jaarwisseling, en in 2011-2012 resulteerde dit in een SSW. In 2006-2007 geraakte de stratosferische opwarming niet laag genoeg. Over & out was het vervolgens dan.
We hebben tevens ook nog correlaties met de volgende winters:
1999-2000:
Hier een iets sterker dan normale stratosferische vortex. Deze winter heeft trouwens een nog sterkere corrolatie met 2004-2005 want ook hier dankzij een decemberblokkade een poging tot vroegtijdige stratosferische lenteopwarming. Maar, deze faalt ook. Om dan gehavend toe te slaan in april 2000. Heeft kenmerken van een 'vulkanische winter en zomer'. Ik vind net fascinerend dat op zowel gebieden lichter dan 10hPa en zwaarder dan 10hPa er meer lagedrukconcentratie is dan op het gebied met 10hPa, en dit voor een vijf a zestal maanden. Waarom? Daar heb ik zelf het raden naar.
Zie zelf de vreemde (en stabiele) periode tussen april en september. In september kan de vortex dan op volle toeren draaien, voor zover het dan een vortex is? In de zomer is de vortex sowieso wat zwakker dan normaal en een anomalie gaat daar sowieso in mee.
Ook de winter van 1995-1996 kende een corrolatie. Troposferische blokkades zorgden uiteindelijk voor wat betere kaarten, maar de stratosfeer werkte nooit mee, al was de vortex ook niet superkrachtig (wel iets sterker dan normaal). Uiteindelijk een sterke stratosferische lenteopwarming aan het eind van maart 1996.
1994-1995: Ook hetzelfde patroon, maar daar tekenen van beterschap. Een gelijkaardig patroon aan 2011-2012.
1992-1993: Deze winter - 20 jaar geleden ondertussen al - heeft ook kenmerken van onze winter. Het bleef slecht, en verslechterde zelfs nog, met begin maart een mislukte SSW-poging.
1990-1991: Sterke corrolatie hiermee. Enige verschil is dat hoe hoger je gaat, hoe rustiger het wordt. Op 1hPa tot 5 hPa is het bijvoorbeeld rustig, maar dit zakt nooit goed naar beneden. Een kenmerk dat opgaat voor de OND-maanden in de jaren tussen 1988 en 1993. Vortex in die jaren bevindt zich dus gemiddeld iets lager met de recente jaren. Maar dit gaat om enkele kilometers. Stratosferische opwarmingen zijn zeldzaam en miniem in deze periode. Ben hier wel niet zo diep op ingegaan. Ik heb ook de indruk dat de lentes hier gepaard gingen met een goede vortex. (lente 1990 heeft zeer sterke vortex).
1982-1983: Voor langere tijd ook een iets sterkere vortex dan normaa
1980-1981: Toont ook een sterke corrolatie met december 2013. De sterkste corrolatie qua decembermaanden. En ik durf te zeggen: de sterkste vortex in de OND-maanden sinds december 1980, al is die van nu zelfs nog sterker.
Oké, ik wil er dan ook nog even 1996-1997 bijpakken. Daar lijkt sprake te zijn van een vroegtijdige opwarming, die de kansen op winterweer aanzienlijk al verhoogde aan het begin van de winter. Dit is de laatste keer dat ik dit patroon nog gezien heb.
Rond begin januari 1997 veranderde dit patroon enorm, en was het gevolg van de stratosferische opwarming hier volledig uitgewerkt. De vortex won aan kracht, en won nog meer aan kracht, met het hoogtepunt eind maart met een immens sterke vortex. De stratosfeer hing op amper 20 km. Dit was het gevolg van een SSW eind november 1996.
Aard en orientatie
We kijken eens naar de verwachtingen. Met welke SSW hebben we nu eigenlijk te maken, wat gaat er gebeuren binnen 2 weken, of wat verwacht men dat er gebeurt?
Om dat te zien moeten we eerst de situatie van NU bespreken. Vandaag zien we een erg sterke vortex op 10hPa. Deze vortex spreidt zich over het gehele noordelijk halfrond met als kernpunt de noordpool. Meer specifiek Groenland. Er is geen wave-1 activiteit zichtbaar, en heel lichte wave2-activiteit. Beterschap is er niet in zicht op deze kaart. Enkel op 3hPa lijkt er heel aarzelend langzame opwarming te komen in Siberie.
Het gevolg is dan ook zeer sterke zonale winden.
70 m/s op 55 graden NB dus gemiddeld gezien net iets boven onze noorderbreedte. Dit geeft aan dat we met een sterke straalstroom te maken hebben. Maar dankzij de Rossbygolf boven Europa is de straalstroom bij ons iets hoger qua noorderbreedte.
Binnen een week verwacht men stratosferische opwarming (het woord SSW spreek ik voorlopig nog niet uit). Dankzij sterke wave2-activiteit begin januari (al lijkt deze wel weer af te zwakken) lijkt de situatie te beteren.
700 m', soms oplopend tot 800 m'.
We zien een opwarming boven Siberie. Tevens verplaatst de vortex zich ook en gaat de kern zich nu boven Nova Zembla verleggen. Dit alleen al kan een verandering qua weerpatroon op gang brengen. Stel dat een SSW mislukt, kan dit toch de Rossbygolven zodanig doen veranderen. De zonale wind neemt dan trouwens ook af, maar blijft te sterk met 55 m/s.
Nu gaan we eens zoeken naar andere winters met sterke gelijkaardige wave2-activiteit:
januari 2013: is een SSW-event dat hier goed op lijkt. Iets lichtere wave2-activiteit, wel sterkere wave1-activiteit. Maar de wave2 lijkt over te springen op wave1 volgens de huidige verwachtingen.
December 2009 en November 2010: Wave2-activiteit, maar in mindere mate. Vooral wave1-activeit daar, zeker Dec 2009.
Januari 2009: Beste voorbeeld tot nu toe. Wave-1activiteit haalt 10hPa niet, maar wel sterke Wave-2activiteit. Misschien net iets sterker dan nu.
Het gevolg was een SSW. Onderstaand kaartje toont temperatuur in de hoogtes. Op 10hPa zie je midden januari een stijging van de temperatuur.
En de drukstijgingen in de stratosfeer vloeien dan ook in overvloed toe naar de troposfeer, met een piek begin februari.
Echt winterweer leverde dit niet op. Een nutteloze SSW was dit dus. Standvastige blokkades werden niet gevormd, wel nu en dan een sterke noordelijk georienteerde Rus of een sterk hoog aan de Pacifische oceaan. De SSW zelf was zeer sterk, en begon met een Siberian warming, tegelijkertijd met European warming. De orientatie was wat anders toen.
Daarna moet ik zes jaar teruggaan voor in januari 2003 opnieuw een SSW te zien ontstaan door wave2-activiteit.
Toen was er wel sprake van veel meer wave-1-activiteit, en deze wave-2activiteit werd hier ook mede door veroorzaakt. De wave1-activiteit was het sterkst overwegend, en de orientatie is totaal anders.
December 2000 kende ook wat wave2-activiteit maar deze werd snel de kiem gesmoord, de vortex was hier de winnaar. Maar toch een SSW.
1996: Januari, februari en maart werden gekenmerkt door stratoferische warmte.
EN TOCH IS HIER GEEN SPRAKE VAN EEN SSW. Kijk maar naar onderstaand plaatje. Stratoferische opwarming heeft geen enkele invloed op de atmosfeer. De warmte hangt wel lager gemiddeld dan op vele andere jaren. De poolwervel was al sterk, en zou sterk blijven. Het is trouwens een jaar dat in ons vorige gedeelte een sterke gelijkenis had met nu.
Februari 1994: Ook hier wave-2activiteit, weliswaar in minder sterke mate en waarbij een SSW mislukt. Zelfde structuur als in 1996. Maar in 1994 gaat het om een kortere periode. Al geeft een andere bron aan dat op 4 januari 1994 er wel een SSW was, die niet aantoonbaar is op de kaarten (??). Vermoedelijk was die er uiteindelijk wel. Een andere kaart bevestigt dit, maar nog voor 20 januari was dit effect al uitgewerkt.
Januari 1991: Een corrolatiewinter met een SSW via wave-2activiteit.
Doch waren de effecten hiervan duidelijk minder zichtbaar.
Een leuk weetje is dat deze winter perfect in het rijtje van de Eastonwinters thuis zou horen. Het is hier een flink verzwakte vortex, maar ze is er wel nog steeds en van de oostenwinden in de stratosfeer is dus geen sprake.
Januari 1990: Ook een poging tot SSW die uiteindelijk mislukt.
De winter van 1985-1986: Veel SSW-activiteit, langs alle kanten. Maar geen verder materiaal.
December 1984: Misschien wel de mooiste SSW die er is.
Zowel veel wave2 als wave1-activiteit.
Temperatuur en onderstaand temperatuuranomalies
en
Tweemaal in 1983: 2 simpele kleine wave2-SSW's.
Januari 1982: Mooi voorbeeldje van een Wave-2-activity SSW. Als deze zo wordt, zal het een mooie SSW worden, en kan alles. Waardes waren toen beter, als die van nu.
Maar het waren andere regio's die toen in de prijzen vielen...
De gevolgen van SSW's:
Eigenlijk kun je weinig conclusies binden aan het SSW-gebrainstorm in het vorige hoofdstuk. Twee winters lijken heel goed op ons patroon. 1995-1996 is de winter die de voorgeschiedenis met zich meeheeft, en ook wave2-activiteit vertoont, maar waarbij de vortex makkelijk overleeft. We zien de pogingen, maar de vortex is gewoon te sterk. Toch leverde deze periode bijna een elfstedentocht op. Het was alleen jammer dat onze vorstperiode niet aanhield.
Ook 1990-1991 vertoonde gelijkaardige wave-2activiteit, en deze keer wel met een SSW als gevolg. In februari kregen we dan de strengste kou sinds januari 1987. Getuigt onderstaande kaart van.
De winter van 1990-1991 bracht vroege sneeuwval, nadien regeerden de depressies met stormen op kerstmis en nieuwjaar. Het kanaal van Venetie bevroor voor de eerste keer sinds 1985. Frankrijk kende zware sneeuwval. Niet overal in Europa werd het koud. Het zuiden van de Sovjet-Unie kende een zeer milde winter alsook Spitsbergen.
Het winterweer hielde 20 dagen aan. In Londen viel meer dan 20 cm sneeuw. In delen van Yorkshire zelfs meer dan een halve meter. Alleen in februari scoorde De Bilt een 75-tal punten. En deze winter hoort tot het rijtje Eastonwinters. 1991 + 22.5 = 2013.5
Conclusies kunnen we hier zeker niet uit trekken, maar als er 1 winter is die het meest op die van ons lijkt is het die van 1990-1991 wel. Spectaculaire vooruitzichten zijn er zeker niet. En een winter voorspellen op basis van historische gegevens en statistiek kan je zeker niet, maar je kan er wel het karakter van een winter door leren kennen. De hoop heb ik zeker nog niet opgegeven.
Extra woordenschat:
Eastonwinter: Een winter die volgens de cyclus van Easton zich herhaalt. Om de 89 jaar zijn er 4 fasen die zich herhalen om de 22.5 jaar. Dit kan ook te maken hebben met zonneactiviteit, aangezien een zonnecyclus 11 jaar duurt. De strengste winters vinden iedere keer plaats die om de 22.5 jaar. En er zijn maar weinig uitzoderingen bekend doorheen de geschiedenis.
Decemberblokkade: Term die ik gebruik om een typische blokkade in de troposfeer te beschrijven die meestal voorkomt in december, en vaak nog niet gesteund wordt door de stratosfeer, waardoor deze geen lang leven geschoordt wordt.
Het verschil tussen Wave 2 en Wave 1 activiteit:
Bij wave 1 zal er maar aan één kant opwarming plaatsvinden, en als die sterk genoeg is kan de vortex in 2 splitsen of flink afzwakken, en dit wordt dan een SSW genoemd. Bij wave 2 worden langs beide kanten van de vortex temperatuurstijgingen waargenomen, waardoor de imploderende vortex zelf ook van temperatuur zal stijgen door compressie.
Aleutisch hoog: Hogedrukgebied ter hoogte van de Aleutische eilanden bij de Beringstraat. Meestal bevindt zich daar wel een lagedrukgebied dat zich soms flink kan uitdiepen (de typische Alaskastormen door het "Aleutian Low".
Groeten,
Ashley
18-jarige weeramateur, winterliefhebber en stormchaser met een KMI licentie. Vrijwilliger bij Child Focus. Motto: She didn't tell me but she showed me!
