What is sudden stratospheric warming?
*
SHARTIE AART DEKKER
Van plezier in en het nut van Wetenschap, tot
11Steden-hysterie in het 'Nuchtere Holland'...
Ik lees graag, en als het ff kan veel; kranten, tijdschriften, boeken, internet. Maar dit stukje is geïnspireerd op een artikel in de NRC-Wetenschap-bijlage van 22 januari j.l. Door mijn oogproblemen en andere gezondheidsbeperkingen komt het er lang niet altijd van om de dikke zaterdagkrant zelfs maar in erop volgende week te verstouwen, maar deze keer toevallig deze bijlage wel.
Ik ben van jongs af aan een groot liefhebber van echte winters, liefst met sneeuw en heel veel en lang schaatsijs. Dat komt omdat mijn vader ooit een 11Steden-rijder was (in 1942), en hij mij schaatsen leerde in de beroemde winter van 1963, ik was toen 4 jaar. Vanaf dat moment zit schaatsen op natuurijs diep in mij, en omdat je daar nu eenmaal stevige vrieskou voor nodig hebt ben ik meestal erg gespitst op voortekenen dat het weleens zou kunnen gaan vriezen en op alle informatie die daar wat mee te maken heeft. Wellicht was het dus mijn intuïtie die me deze bijlage zo snel deed oppakken...
Vanaf mijn tiende was het een droom van me om zelf ook eens de 11Stedentocht te rijden. Ik moest er lang op wachten, want na 1963 duurde het tot 1985 voor 'de Tocht' weer werd verreden, en zelfs die ging door een samenloop van omstandigheden aan mij voorbij. Maar ik had mazzel; ook in 1986 waas er weer een Tocht, en in 1987 lag er zelfs nog meer ijs, alleen was het toen op een flink deel van het 11Steden-traject onmogelijk om te schaatsen doordat er veel zand op het ijs lag; geen Tocht dus, en geen kans voor mij om een tweede Kruisje te scoren. In 1997 was de vooralsnog laatste keer dat er een officiële 11Steden werd verreden. Sindsdien waren we er enkele malen dichtbij, maar 'hij' kwam er niet.
Waarom deze opsomming? Omdat er een patroon zit in strenge winters - al dan niet met 11Stedentocht - 1963 - 1985 - 1986 - 1987 -1997 - - 2021? Het is geen precieze wiskundige reeks, maar koude winters komen nogal eens in een cyclus van een jaar of 11, plus of min enkele jaren en niet zelden meerdere achter elkaar. Schijnt met de activiteit van de zon te maken te hebben... Ook dat voedde mijn intuïtie...
En toen kwam NRC dus met het onderstaande verhaal. Kort samengevat: er bestaat een weerkundig verschijnsel dat nogal eens kouinvallen in ons deel van de wereld veroorzaakt, in januari deed zich dat voor, en er was een kans van 2-op-3 dat we er eentje zouden krijgen. Het duurde nog best lang, maar afgelopen weekend was het dus zover. En de krant kwam met een verhaal over het hoe en waarom; blij dat er kranten zijn die dit soort informatie goed uitgediept brengen, jammer dat er tegenwoordig zo weinig mensen nog kranten lezen..!
NRC stipte ook al de mogelijke 11Steden-koorts aan, en ja hoor: de sneeuw moest nog komen, er lag nog geen millimeter ijs, en er was alweer een verhit 11Steden-debat, nog eens extra pikant doordat de 11Steden-vereniging al voor het begin van de winter had gesteld dat bij de staat van corona die wij meemaken het organiseren van een Tocht onmogelijk zou zijn...
Maar dat hield niets en niemand tegen het er toch over te hebben...
Begrijp me niet verkeerd: ik zou er graag een zien komen - zelfs onder dit corona-regime, misschien wel juist dan; het volk kan wel wat afleiding van de ellende gebruiken, en ik ben het met Erben Wennemars en anderen eens dat je in zo'n uitzonderlijke situatie moet kijken wat er wel mogelijk is - alleen...ik schatte het als volkomen onmogelijk in dat er bij een inval van de winter die pas na een week in februari komt, nog voldoende 11Steden-ijs zou kunnen groeien - hoe fel de kou ook zou zijn - de zon is gewoon al te sterk en de nacht te kort...
Het was dus welkome afleiding van corona-misère, maar tegelijk onzin en zelfs een mooi voorbeeld van typisch Hollandse/Nederlandse Massahysterie en Sensatiezoekerij.
Maar goed; er kan geschaatst worden de komende dagen; geniet ervan zolang het kan!
En lees hieronder, of op NRC.nl de Originele Post, over hoe het opeens zo koud kon worden.
(AD)
*
Dramatische fenomenen boven de Noordpool
Meteorologie Soms wordt het ’s winters ineens heel koud, na extreme veranderingen in de stratosfeer. Gebeurt dat nu ook?
Leestijd 4 minuten
/s3/static.nrc.nl/bvhw/files/2021/01/data66453524-f32aac.jpg)
Kou in de Siberische stad Omsk deze winter. De middagtemperatuur deze week in Omsk was circa -20°C. Foto Alexey Malgavko/Reuters
Zou het misschien toch? Nog schaatsen op een plas ergens de komende weken? Of – hoop, hoop – misschien zelfs weer een Elfstedentocht, na 23 jaar? Sinds begin deze maand hoor je voorzichtig gefluister dat het wel eens erg koud zou kunnen worden. In Siberië is het al gaande.
Aanleiding voor de hoop is een beruchte, spectaculaire verstoring in de stratosfeer, de luchtlaag op tien tot vijftig kilometer hoogte. Begin januari trad daar in korte tijd een sterke opwarming op, een zogeheten sudden stratospheric warming (SSW). De gevolgen daarvan zijn aan het aardoppervlak te voelen, en zorgt in sommige gebieden juist voor sterke afkoeling.
Maar wat is zo’n SSW precies? Hoe leidt een verstoring op zo’n hoogte tot extreme kou aan de grond? En in hoeverre valt zo’n gebeurtenis, en zijn effecten, te voorspellen? Een overzichtsartikel dat afgelopen november in het tijdschrift Review of Geophysics is gepubliceerd, geeft veel antwoorden. Een stuk in 5 vragen.
1 Wat is een sudden stratospheric warming?
„Een van de meest dramatische stratosferische fenomenen”, zo noemt het overzichtsartikel het. Een SSW is een ernstige verstoring van de normale situatie. Normaal is dat het Noordpoolgebied in de winter in duisternis vervalt. Door het ontbreken van zonlicht, koelt het gebied sterk af. Vanuit het zuiden wordt er wel warme lucht aangevoerd. Dat zorgt voor een groot temperatuurverschil. In reactie komt de lucht sterk in beweging (in andere seizoenen is die wind er ook, maar veel minder sterk). De lucht beweegt van hoge naar lage druk, in dit geval zuidwaarts. In combinatie met de draaiing van de aarde, wekt dat een sterke westenwind op, de poolwervel geheten – in het Engels de polar vortex. Tot zover de normale situatie.
Maar soms raakt de poolwervel ernstig verstoord. De wind valt stil, keert om, en verandert in een zwakke oostenwind. De stratosfeer, of een deel ervan, warmt daarbij snel op, 20, 30 soms wel 50°C. In januari 2019 bijvoorbeeld ging het binnen enkele dagen van -70°C naar -30°C.
:format(webp)/s3/static.nrc.nl/images/gn4/data66554036-22c583.png)
De verstoring in de stratosfeer houdt twee tot drie weken aan. „De polaire vortex probeert zich te herstellen”, zegt Michiel van Weele, die zich bij het KNMI bijzonder voor SSW’s interesseert. Wat vaak wordt gezien, zegt hij, is dat de vortex door de verstoring een tijd instabieler is, en zich in tweeën splitst. Of hij verplaatst zich.
Op het zuidelijk halfrond ontstaat de poolwervel ook – in juni, als het daar winter is. Maar plotselinge opwarmingen doen er zich nauwelijks voor. Blijkbaar laat de wervel zich hier minder makkelijk verstoren. „Op dit halfrond is tot nog toe maar één SSW geweest, in 2002”, zegt Mark Baldwin, eerste auteur van het overzichtsartikel en hoogleraar klimaatwetenschap aan de universiteit van Exeter. „En misschien eentje in 2019. Maar dat hangt af van de definitie die je gebruikt. Er zijn er meer in omloop.”
2 Hoe vaak komen ze voor?
Tussen 1958 en 2019 zijn er 40 SSW’s geobserveerd. Gemiddeld doen er zich dus elke drie jaar twee voor. De ontdekking van de SSW’s is volgens het overzichtsartikel toe te schrijven aan de Duitse meteoroloog Richard Scherhag van de Freie Universität Berlin. Vanaf de voormalige luchthaven Tempelhof startte hij in 1951 met metingen aan de stratosfeer, tot een hoogte van 30 km. Hij gebruikte neopreen ballonnen. Ze waren uitgerust met een nieuw type Amerikaanse radiosonde, waar hij met hulp van geallieerden uit de VS aan was gekomen. Eind januari 1952 rapporteerde Scherhag een ‘explosive-type warming’. Hij gaf het de naam: ‘het Berlijn-fenomeen’. Een paar dagen daarna zag hij het in de stratosfeer weer snel afkoelen. Maar ongeveer een maand later volgde een tweede, nog sterkere opwarming. „Ze kunnen dus in golven komen”, zegt Van Weele.
3 Wat veroorzaakt zo’n verstoring?
Dat is niet bekend. Het overzichtsartikel noemt allerlei mogelijkheden. Windpatronen in de tropen, de zonnecyclus, de sneeuwbedekking in Eurazië in de maand oktober, de El Niño-cyclus waarbij zeetemperaturen in de Grote Oceaan veranderen. Of is het een combinatie van factoren? „We weten het gewoonweg niet”, zegt klimaatwetenschapper Baldwin.
Van Weele noemt nog een andere optie. Onderzoek met klimaatmodellen suggereert een verband met het oppervlak aan zee-ijs in het najaar in het Arctisch gebied. Dat neemt door de opwarming van de aarde gestaag af. „En dat zou dan misschien de frequentie van de SSW’s kunnen beïnvloeden”, zegt hij. „Maar dat is niet meer dan een hypothese.”
4 Wat zijn de gevolgen?
Een SSW heeft effecten naar boven en naar beneden toe. In hoger gelegen luchtlagen leidt het volgens het overzichtsartikel tot „dramatische veranderingen” in de dynamiek en de chemie. Vanuit de mesosfeer (tussen de 50 en 85 kilometer hoogte) versterkt het bijvoorbeeld het neerwaartse transport van bepaalde verbindingen, zoals stikstofoxiden en koolstofmonoxide. Dat werkt weer door in de stratosfeer en versterkt onder meer de ozonlaag. „De concentratie ozon blijft hoger”, zegt Van Weele. Dit is vooral voor het zuidelijk halfrond gunstig, waar zich elk jaar in de late winter (augustus-september) een ozongat vormt.
:format(webp)/s3/static.nrc.nl/images/gn4/stripped/data66453512-d6e36e.jpg)
Kou in de Siberische stad Omsk.
Foto Evgeniy Sofiychuk/AP
In de stratosfeer ontstaat door de plotselinge opwarming een hogedrukgebied, dat naar beneden doorwerkt. Op zo’n tien kilometer hoogte beïnvloedt het de straalstroom. Dat is, net als de poolwervel, een sterke westenwind. Maar onder invloed van de druk kan die meer gaan golven. Dat beïnvloedt uiteindelijk het weer, dat ontstaat in de troposfeer, de onderste laag van de dampkring. „Het golven van de straalstroom zorgt ervoor dat aan de grond tongen van koude lucht zuidwaarts uitstulpen”, zegt Van Weele. Eind januari 2019 kampten grote delen van Canada en de VS met extreem koud weer. Er was toen sprake van een gesplitste poolwervel.
De gevolgen reiken verder. In Groenland en het oosten van Canada wordt het juist vaak warmer. In Zuid-Europa kan de neerslag toenemen. In de vorm van regen of sneeuw. Maar volgens Van Weele is er „geen direct verband” te leggen met de hevige sneeuwval in Spanje eerder deze maand. Verder koelen de tropen af, wat mogelijk tot droogte leidt.
5 Kun je ze voorspellen?
Met de huidige weermodellen is een SSW tot twee weken vantevoren „redelijk goed te voorspellen”, zegt Baldwin. Maar veel lastiger is dat voor de gevolgen aan de grond. Over de link tussen de stratosfeer en de troposfeer is nog veel onbekend. Of het aan de grond extreem koud wordt, en waar dan wel en waar niet, valt daardoor moeilijk te voorspellen.
Juist die onbekende link boeit Baldwin buitengewoon. In de stratosfeer duurt een SSW twee tot drie weken, maar aan de grond houden de gevolgen soms meer dan twee maanden aan. „Dat is tien keer zoveel als wat de theorie voorspelt.” Hij vindt die zogeheten ‘oppervlakteversterking’ „erg fascinerend”. „Maar begrijpen doen we ’m nog niet goed.”
Een garantie op winterweer is er niet
Michiel van Weele KNMI
Ook Van Weele durft niet te zeggen of Nederland nog extra kou te wachten staat. Een stratosferische verstoring verhoogt wel de kans op „wind uit de koude hoek”, schreef hij, samen met collega Lars van Galen, vorige week in een klimaatbericht. Maar een garantie op winterweer in Nederland is er niet. Van Weele sluit volgende stratosferische verstoringen niet uit.
Ook kunnen er nog meer koudegolven komen. Wat hij noemt: „een tweede, en eventueel een derde golf”. Hij haalt de winter van 1985 in herinnering. Pas na de tweede en de derde koudegolf volgde op 21 februari alsnog een Elfstedentocht. „Schaatsliefhebbers hoeven de hoop nog niet helemaal op te geven, maar een koude winter gaat het niet meer worden.”
Een versie van dit artikel verscheen ook in NRC Handelsblad van 23 januari 2021
*
Nog eentje - iets uitgebreider - dan:
Posts
Geen opmerkingen:
Een reactie posten