Elke winter komt het thema wel weer terug, de opwarming van de stratosfeer uitmondend eventueel in een stratosferische opwarming. Steeds dezelfde vragen weer, nieuwe vragen soms ook, ondertussen eveneens voortschrijdend inzicht. Nieuwe studies maar ook de (jaarlijkse) praktijk van het werken met deze taaie materie. Inmiddels ben ik zo ver dat ik mij wil wagen aan een beschrijving van het proces dat uiteindelijk tot een SSW kan leiden, een Sudden Stratospheric Warming (omkering van de zonale wind op 60 graden NB en op het 10 hPa drukvlak, dat geldt ook voor 60 graden ZB).
Ik begin mijn uiteenzetting met een afbeelding uit noodweer.be waarin uitgelegd wordt hoe obstakels in de troposfeer tot golfvorming kunnen leiden hogerop in de atmosfeer, tot in de stratosfeer aan toe. Daar nemen ze in amplitude toe en kunnen ze de polar vortex verstoren. De Rocky Mountains zijn welbekend om hun verstorende werking op de westcirculatie. Aan de andere kant van de Noordpool vervult de Siberische koudepoel, vanwege de hogedruk die zich daar gemakkelijk vormt, een minstens zo krachtige tegenhanger.
In december is de stratosferische poolwervel op zijn krachtigst. Deze december heeft een voor de verstoring van de polar night jet effectief hogedrukgebied gevormd noord van Siberië, zie plaatje 2. De stratosferische poolwervel is als vanzelfsprekend over de troposferische atmosfeer gepositioneerd en wordt door het hoog omhoog gestuwd. De druk die op de stratosfeer uitgeoefend wordt veroorzaakt een opwarming, een natuurkundig proces dat in de dagelijkse praktijk bekend is van het oppompen van een fietsenband, waarbij de samengeperste lucht de fietspomp opwarmt. Een voorbeeld uit de meteorologie: de troposferische jet bij zijn ingang convergeert de stroming en warmt deze dus op (stabilisering van de atmosfeer), bij de uitgang veroorzaakt de divergentie afkoeling (daar zijn de fronten het meest actief).
In plaatje 3 (een profiel) zijn de verticale luchtbewegingen getoond tussen de troposfeer en de stratosfeer (blog Judah Cohen). Tussen 60 en 120 graden oosterbreedte ligt het Siberische hoog (onderaan in licht beige kleuren). Daarboven starten de verticale luchtbewegingen richting de stratosfeer, een wave activity flux (50-70 graden noorderbreedte) die uitvergroot wordt in de stratosfeer stroomafwaarts, overeenkomstig de eerste afbeelding, die betrekking had op een gebergteketen. Stroomafwaarts wordt door de druk van onderaf de lucht opgewarmd, dat is de zo betekenisvolle stratosferische opwarming die zo verstrekkende gevolgen kan hebben voor het winterweer tot zelfs in West-Europa. Met de opwarming stijgt ook de hoogte van de geopotentiaal: er vormt zich een hogedrukgebied in de stratosfeer.
Dat hoog is meestal krachtiger dan zijn tegenhanger aan de andere kant van de Noordpool, dat noemen we daarom de wave1. De wave 2, zo die al aanwezig is, ligt ertegenover. In het vierde plaatje, een bovenaanzicht van het noordpoolgebied (de getoonde kaarten zijn van de GFS 06Z run, versie Wetterzentrale.de, 10 hpa temperatuur en windsnelheid, plus de 500 hPa geopotentiaal), zijn troposfeer en stratosfeer over elkaar gelegd om het totaal aan processen te tonen die leiden tot een wave1 en wave2 in de stratosfeer. Daarvoor is ook voor de troposfeer een dubbelde wavestructuur noodzakelijk: eentje is aanwezig boven Siberië (rechts), een kleinere boven westelijk Noord-Amerika (links).
De pijlen loodrecht naar de Noordpool geven de impuls weer op de troposfeer. De blauwe pijl toont de stratosferische luchtbeweging, die een hoek maakt met de troposferische blokkade. Aan de lijzijde vindt vervolgens de opwarming plaats (roze kleuren). Aan weerzijden de consequentie: wave 1 boven de Pacific en de kleinere wave2 boven de Atlantische Oceaan. De laatste is het residu van een eerdere opwarming boven Siberië, verder stroomafwaarts in stand gehouden door de lijwerking achter de Rocky Mountains. Deze wave manifesteerde zich als een Canadian Warming.
Een krachtige wave1 in de stratosfeer veroorzaakt een verplaatsing van de stratosferische vortex, een sterke wave2 ertegenover kan een splitsing ervan bewerkstelligen. Een verplaatsing (displacement) heeft in de regel minder uitwerking op de troposferische luchtcirculatie, meestal is het effect ook korter dan bij een splitsing (split) van de stratosferische poolwervel. Dat is op dit moment genoeg om te weten, de kaarten zijn van de uiterste termijn (+384 uur) dus de verwachting is nog onzeker.
