Kiedy będzie ciepło? Wir polarny studzi nadzieje. "Nasz kawałek Europy przeniesie się w marcu w Arktykę"

Na początku lutego 2023 roku ekstremalnie niskie temperatury wartości ogarnęły północno-wschodnie Stany Zjednoczone i południowo-wschodnią Kanadę. Leżąca w stanie New Hampshire Góra Waszyngtona (1917 m n.p.m.) z obserwatorium meteorologicznym przetrwała rekordowe warunki. Meteorolodzy z całego świata przecierali oczy ze zdumienia, będąc świadkami niesamowitego fenomenu w atmosferze, wręcz "epickiego zmrożenia", przypominającego sceny z katastroficznego filmu "Pojutrze", jak opisywali sytuację badacze amerykańscy. Wracamy do tych wydarzeń, gdyż od kilku dni obserwujemy w materiałach prognostów dla Europy ciekawe, ale i budzące niepokój uderzenie zimna w marcu, przypominające nieco tamtą sytuację.

3 i 4 lutego na szczycie Mount Washington wiał tak silny wiatr, że wyłamał zawiasy w drzwiach obserwatorium, a pełniący wtedy dyżur meteorolog informował, że odmrożenie odkrytej skóry następuje w mniej niż minutę. Amerykańska Krajowa Służba Meteorologiczna (National Weather Service - NWS) poinformowała, że odnotowano rekordowo niską temperaturę powietrza -46,9 stopnia Fahrenheita (-43,8 st. C). "W tej chwili Mount Washington zasługuje na reputację miejsca o najgorszej pogodzie na świecie" - podsumowali. Silny wiatr obniżył temperaturę odczuwalną do -108 st. F (-77 st. C). Rekordowy chłód na Mount Washington był większy niż ten jakiego doświadczył łazik NASA Curiosity na Marsie w tym samym tygodniu. W Kanadzie nastąpił tak gwałtowny spadek temperatury, że w wielu regionach wystąpił "krioseizm". To zdarzenie sejsmiczne, czyli słabe trzęsienia ziemi w wyniku szybkiego zamarzania wody w ziemi, dosłownie rozrywającego podłoże przez "szokowe zamrożenie", jak nazywają zjawisko meteorolodzy.

Przyczyna całego fenomenu leży na Dalekiej Północy. Lata temu odkryto i zbadano wir polarny (Polar Vortex) nad biegunem północnym, wielką czapę zimnego powietrza wirującego nad Arktyką na wysokości 20-30 kilometrów, mocno związaną z pogodą i w szerokościach umiarkowanych. W końcu zimy, gdy promienie słoneczne coraz mocniej docierają w rejony okołobiegunowe, temperatura w czapie rośnie, a wir słabnie. Bywa rozrywany na fragmenty, widoczne tuż przy ziemi w postaci jęzorów zimna, zsuwającego się nad Kanadę, USA, Europę czy Syberię. W dużym uproszczeniu wygląda to tak, że w ciągu od dwóch do pięciu tygodni zimno z wysokości 30 km schodzi niżej, bliżej powierzchni ziemi i przyczynia się do tworzenia wirów powietrza, zasysających zimno znad Arktyki i wypychających w górę ciepłe, łagodne masy powietrza z warstwy przyziemnej. Dziś centrum słabnącego wiru polarnego wisi nad północno-zachodnią Rosją i zmierza w kierunku Azji. A welon jego zimnego powietrza (koloru bladoniebieskiego na poniższej mapie) na wysokości 30 km rozciąga się nad Atlantykiem i Europą, oznaczając dla meteorologa, że zima nie odeszła, tylko przyczaiła się i jeszcze uderzy.

Impuls do osłabienia wiru i rozerwania go dają tak zwane nagłe ocieplenia stratosferyczne, monitorowane przez Japońską Agencję Meteorologiczną. W ostatnich tygodniach temperatura nad biegunem na wysokości około 30 km wzrosła z około -85 st. C do około -15/-20 st. C.

Samo zjawisko jest naturalne, ale jego skutki bywają szokiem i zagrożeniem dla mieszkańców strefy umiarkowanej. Doświadczyli tego Kanadyjczycy i Amerykanie na początku lutego. W najbliższych tygodniach Europejczycy wyczekujący wiosny mogą poczuć lodowate zimno. Jeden z jęzorów zimna zsunąć się ma nad Europę, dając impuls do formowania cyklonów w szerokościach okołobiegunowych i umiarkowanych, ściągających arktyczne masy powietrza. W świetle najnowszych wyliczeń globalnego modelu meteorologicznego GFS istnieje duże prawdopodobieństwo, że do 15 marca doświadczymy kilku fal opadów śniegu i mrozu.

Falę zimna obserwujemy właśnie teraz w Polsce, kolejna pojawić się ma między 4 a 7 marca. Najgroźniej jednak wygląda jęzor zimna prognozowany przez model GFS na około 9/11 marca. Temperatura powietrza na wysokości 1,5 km nad naszymi głowami spaść ma do -10/-15 st. C. To oznacza, że przy rozpogodzeniach nocnych i porannych odnotować możemy spadki temperatury powietrza do -15/20 st. C, a przy gruncie do -25 st. C. Obserwatoria meteorologiczne na Śnieżce i Kasprowym Wierchu znajdą się bezpośrednio w czystej surowej masie powietrza znad bieguna. I choć nie odnotowują tak niskiej wartości temperatury jak na Górze Waszyngtona, to krajobraz będzie wyglądał podobnie.

Tak silna inwazja mas powietrza z północy w pierwszej połowie marca daje słabe nadzieje na przyjście dużego ocieplenia w drugiej połowie miesiąca. Model meteorologiczny ECMWF (Europejskie Centrum Modelowania) wylicza obniżenie się średniej temperatury powietrza poniżej normy wieloletniej w pierwszej dekadzie marca, i wejście zimna od północnego zachodu. Jeszcze w ostatniej dekadzie miesiąca temperatura średnia wciąż zawierać się ma poniżej normy. Jednak odchylenia od normy nie wyglądają dziś tak groźnie, jak sugerowałby model GFS. Istnieje więc nadzieja, że ochłodzenie nie będzie aż tak silne.

To, co wywołało największe zdumienie w przypadku zsunięcia się zimna kilka tygodni temu nad Kanadę i USA, to fakt, że zimno ze stratosfery zeszło spektakularnie nisko. Szczyt Mount Washington dosłownie spędził trochę czasu w stratosferze. To tak jakby kawałek ziemi uniósł się w atmosferze niczym rakieta kosmiczna startująca z Przylądku Canaveral. Szczyt góry na wysokości nieco poniżej 2000 m n. p. m. znalazł się płacie wiru polarnego, a ekstremalnie szybkie ochłodzenie sprawiło, że atmosfera została od góry mocno ściśnięta. Granica między najbliżej ziemi leżącą troposferą, a wyższą stratosferą mocno się obniżyła. To właśnie zjawisko, doprowadzające do zlodowacenia półkuli północnej w zaledwie kilka dni, pokazano w sposób przerysowany, ale bardzo efektowny, w roku 2004 w filmie "Pojutrze".

Ale to, co stało się na Górze Waszyngtona, było najprawdziwszą rzeczywistością, nie hollywoodzką fikcją. Analiza Niemieckiej Służby Meteorologicznej DWD pokazuje, jak wyglądała wtedy sytuacja w mieście Maniwaki w prowincji Quebec w Kanadzie, 600 kilometrów od Góry Waszyngtona. Sondaż atmosferyczny (pomiar temperatury i ciśnienia powietrza wraz z wysokością) wykonany za pomocą balonu meteorologicznego pokazał jak mocno obniżyła się stratosfera, i jak blisko scenariusza filmowego byli mieszkańcy Ameryki Północnej. Wiele wskazuje na to, że i nasz kawałek Europy przeniesie się w marcu na chwilę w Arktykę. Czeka nas nieprzyjemne ochłodzenie, ale i ciekawe zjawisko meteorologiczne. Sytuacja jest bardzo dynamiczna, a prognozy z dnia na dzień będą z pewnością zaskakujące, zarówno dla odbiorców, jak i samych meteorologów. To sytuacja typowa dla przełomu zimy i wiosny.