Jégkorszakra emlékeztető kemény teleket is hozhat a globális felmelegedés

Hóban gázol taxihoz egy nő a New York-i Union Square-nél 2021. február 1-jén. A rendkívüli hidegbetörést a sarki légörvény széttöredezése okozza

Sokan a globális felmelegedés cáfolatát látták az elmúlt tél hidegrekordjaiban. Aztán pár hónap múlva a melegrekordok is megdőltek. Légkörkutatók elmagyarázzák, hogy mindkét szélsőség mögött ugyanazok a klímaváltozási folyamatok állnak.

Nehéz a globális felmelegedésre gondolni az extrém hidegben

A Földön valaha hitelt érdemlően rögzített legmagasabb hőmérsékletet, 54.4°C-ot idén július 9-én mérték a kaliforniai Halál-völgyben. Ez a melegrekord azonban csak pár hónappal követte azokat a hidegrekordokat, amelyeket a megelőző télen és tavasszal Ázsia- és Egyesült Államok-szerte feljegyeztek.

Amikor épp a rekkenő hőségtől szenvedünk, könnyű átélni, mivel jár a bolygónk gyors felmelegedése.

A tomboló hóviharban viszont nehezebb megérteni, hogyan okozhat a globális felmelegedés dermesztő, fagyos időt olyan helyeken is – például az USA középnyugati és déli területein –, ahol az effajta időjárás csaknem ismeretlen volt korábban.

Hóban gázol taxihoz egy nő a New York-i Union Square-nél 2021. február 1-jén Forrás: MTI/EPA/Justin Lane

Egy nemzetközi kutatócsoport három extrém időjárási eseményt szemelt ki az elmúlt téli szezonból, hogy az elemzésükön keresztül megértse a rendkívüli hőmérsékleti ingadozások mögött álló mechanizmusokat. Eredményeiket az Advances in Atmospheric Science folyóiratban publikálták.

„A megoldásra váró általános kérdés az, hogy miért fordulnak elő gyakrabban extrém időjárási események az utóbbi pár évtized melegedő klímája mellett, és hogy vajon a sarki felmelegedési amplifikáció vezető szerepet játszik-e a folyamatban – fogalmazott Xiangdong Zhang, az Alaszkai Egyetem időjárás- és légkörtudósa.

Az északi-sarki jégtakaró zsugorodása egyelőre még feltartózhatatlan folyamatnak tűnik Forrás: Wikimedia Commons

– A 2020-21-es tél extrém eseményei egyedülálló lehetőséget teremtettek arra, hogy megvizsgáljuk, milyen fizikai folyamatok és mechanizmusok irányítják ezeket a történéseket."

A közelmúltban számos hőmérsékleti rekord dőlt meg

A kutatók két rekordszámba menő hideghullámot elemeztek, amelyek Kínára csaptak le 2020 december vége és 2021 január közepe között, és amelyek során Pekingben és Tjacsinban is az elmúlt 54 év legalacsonyabb hőmérsékleteit mérték (rendre -19.7°C-ot és -19.9°C-ot). Alaposabban megvizsgálták továbbá az USA középnyugati és déli államait 2021 februárjában sújtó hidegbetörést, amely csaknem egy évszázados hidegrekordot döntött Texasban (-13.3°C-ot, illetve -8.3°C-ot mértek Austinban, valamint Houstonban).

Hóvihar tombol Iowában Forrás: AFP/2019 Getty Images/Scott Olson

A 2020-21-es telet a megelőző 42 téllel összevetve a kutatók a hozzáférhető megfigyelési adatok és szimulációs modellek segítségével próbálták megérteni, miként járulhattak hozzá a tengeri és légköri folyamatok az extrém időjáráshoz. „Miközben a klíma folyamatosan melegszik, és az északi-sarki jég is minden évben olvad, mégis csak időnként és nem évente visszatérően tapasztalunk a vizsgálthoz hasonló extrém időjárási eseményeket – hívta fel a figyelmet James Overland, az Egyesült Államok Nemzeti Óceán- és Légkörügynökségéhez (National Oceanic and Atmospheric Administration) tartozó Csendes-óceáni Tengeri Környezet Laboratórium oceanográfus kutatója.

Grönlandi tájkép. Az olvadó jég miatt nyaranta évről-évre egyre több olvadékvíz keletkezik Forrás: Orvar Atli

– Ez azért van, mert ezek az események a viszonylag újkeletű felmelegedés és az extrém, de természetesen is előforduló időjárási előfeltételek – például a sarki futóáramlat és a poláris örvény szélsőségei – kombinációjából állnak elő."

A sztratoszféra és a poláris örvény furcsa kölcsönhatásai

A poláris örvény – a Föld sarkai körül forgó alacsony nyomású hideg légköri képződmény – telente alacsonyabb hőmérsékletű légtömegeket bocsát az északi féltekére a nyugatról keletre tartó futóáramlat segítségével. A légkör felsőbb rétegeiben bekövetkező gyors hőmérsékletemelkedés, az ún. hirtelen sztratoszférikus melegedés drasztikusan megváltoztatja a poláris örvény és a futóáramlat viselkedését, illetve egymással való kölcsönhatását – emeli ki Zhang.

Egy futóáramlás irányát kirajzoló felhők műholdas felvételen Forrás: NASA

Az ennek eredményeképp előálló időjárási szélsőségeket

tovább fokozhatja az óceáni hőmérsékletek változékonysága és az északi-sarkköri óceáni jég viselkedése.

„A három óceánmederben együttesen fennálló rendellenes óceáni hőmérsékleti viszonyok és a légköri dinamika kölcsönhatása az egész északi féltekére kiható szisztematikus változásokat idézett elő a légköri áramlásokban, más szóval az időjárási mintázatban, s e változások szélsőségesen rendellenes állapotot eredményeztek" – foglalja össze a kutató.

A világóceán melegedése szoros kölcsönhatásban áll a légköri jelenségekkel Forrás: Elter Tamás

Bár mindhárom vizsgált hideghullám egy-egy hirtelen sztratoszférikus melegedési epizódhoz kapcsolódott, a közbeeső ok-okozati láncolat minden esetben különbözött. Az első kelet-ázsiai esemény során a hideg sarki levegő úgy módosította a közepes szélességi fokokon működő futóáramlatot,

hogy a hideg levegő délre terelődött;

a második eseményben a poláris örvény széthasadt, ezzel dél felé kiterjesztette az alacsony nyomású régiót, amely hidegebb sarki levegőt szállított; az észak-amerikai esemény során pedig szintén széthasadt a poláris örvény, de ebben az esetben a légkör alacsonyabb rétegeit hajtotta mélyebben dél felé azáltal, hogy nyomást gyakorolt a rendkívül hideg légtömegekre.

Távoli hatások együtthatója lehet az extrém időjárás

„Amikor egy-egy extrém időjárási esemény okait keressük, szélesre kell tárnunk a látószögünket, hogy az egész képet egyszerre lássuk – hangsúlyozta Timo Vihma, a Finn Meteorológiai Intézet kutatóprofesszora és a cikk társszerzője. – Könnyen lehet, hogy az egész féltekére kiterjedő komplex kölcsönhatásrendszerben egymástól távoli hatótényezők vesznek részt.

A sztatoszféra időnkénti felmelegedése komoly szerepet játszhat az extrém hideghullámok kialakulásában Fotó: Bakonyi Csillagászati Egyesület

" Annette Rinke, az Alfred Wegener Intézet (Helmholtz Sark- és Tengerkutató Központ, Németország) munkatársa, ugyancsak a cikk társszerzője megerősítette:

az extrém téli időjárás gyakran igen távoli hatások eredményeképp áll elő.

„A tanulmány megmutatja, hogy a nagyléptékű légköri áramlások mellett az óceáni hőmérsékletek rendellenességei is lényegesen közrejátszhatnak az extrém időjárási eseményekben" – mondta Rinke.

„A hideg levegő aktivitása kapcsán a felhők és a csapadék képződése is változik, beleértve az ezekkel összefüggő látens hőt, azonban erről kevés megfigyelés áll rendelkezésre – fűzte hozzá Yunfei Fu, a Kínai Tudományos és Műszaki Egyetem Föld- és Űrtudományi Tanszékének professzora és a közlemény társszerzője.

Felhők Forrás: Photononstop/Gérard Labriet/Photononstop/Gérard Labriet

– Ebben segítségünkre lehet a műholdas távérzékelés, például alátámaszthatja a modellszimulációkat, s ezáltal könnyebb lehet megjósolnunk, hogyan befolyásolják a prekurzor-események a kelet-ázsiai monszun-időszakhoz hasonló történéseket."