Prąd strumieniowy: stabilizuje pogodę w Europie, ale właśnie się psuje

„Rzeka” silnego wiatru w górnych warstwach troposfery, która szeroko opasuje Arktykę, szwankuje. Specjalistów niepokoją blokady atmosferyczne związane z osłabieniem prądu strumieniowego, a ostatnio zadziwił ich jego zupełny rozpad. To wszystko skutki zmiany klimatu, które wpływają na pogodę w Europie oraz szerzej – na całej półkuli północnej.

Pod koniec czerwca 2021 roku meander polarnego prądu strumieniowego zablokował nad Kanadą tzw. kopułę ciepła, przyczyniając się do fali niespotykanych upałów i pożarów. W połowie lipca zaś prąd strumieniowy, szeroko opasujący obszary wokół bieguna północnego, porwał się na kawałki przypominające spaghetti. Świadczyć to może o tym, że wskutek zmian klimatycznych Arktyka, która odgrywa rolę stabilizatora pogody na półkuli północnej, zaczyna pod tym względem zawodzić.

Czym właściwie jest prąd strumieniowy (jet stream)?

Prąd strumieniowy (jet stream) to potężna „rzeka” silnego wiatru wiejącego z zachodu na wschód na wysokości 9-12 km, opasująca średnie szerokości geograficzne jak wstęga (samoloty wykorzystują ją często jako „przyspieszacz” przelotów). Prąd strumieniowy powstaje na skutek różnic temperatury, a więc i ciśnienia, w niskich i wysokich szerokościach geograficznych. Zazwyczaj ta wstęga wygina się i meandruje, dość skutecznie oddzielając zimniejsze masy powietrza wokół bieguna od cieplejszych, znad obszarów bliżej równika.

Polarny prąd strumieniowy, który nas najbardziej interesuje, opasuje jak wąż Arktykę. Drugi, bliźniaczy, otacza średnie szerokości geograficznej wokół Antarktydy. Istnieją jeszcze dwa podzwrotnikowe prądy strumieniowe, ale o nich nie będę dziś mówić.

Raz słońce, raz deszcz, a innym razem blokada

Normalnie, prąd strumieniowy przenosi z zachodu na wschód systemy niżowe (związane z pochmurną, wietrzną i potencjalnie deszczową pogodą) na zmianę z układami wyżowymi, które z kolei zapewniają czyste niebo, spokojne warunki i duże nasłonecznienie. Następują one po sobie naprzemiennie, średnio co kilka dni.

Zdarza się jednak i tak, że ten mechanizm zawodzi, bo pojawiają się uporczywe blokady atmosferyczne, które nawet na wiele tygodni „więżą” nad jakimś obszarem pogodę bezchmurną i pozbawioną opadów, jednocześnie odpychając układy niżowe, które niosą perspektywę chmur i deszczu. Blokady atmosferyczne zdarzają się najczęściej wtedy, kiedy prąd strumieniowy wyjątkowo silnie się wygina lub załamuje, tworząc fale w kształcie litery „omega”. Taki silny meander stwarza latem dogodne warunki dla fal upałów, a zimą – dla przenikliwych mrozów.

Tak wygląda meander prądu strumieniowego w kształcie litery omega:

The coming excessive heat event will begin with a pattern known as an omega block, with our region under strong high pressure. The jet stream takes on the shape of the Greek letter omega, hence the name. Find out more about the pattern here: https://t.co/rp7YhI73At #azwx #cawx pic.twitter.com/Inpvevqumh

— NWS Phoenix (@NWSPhoenix) May 25, 2020

Zdarza się również, że blokada atmosferyczna prowadzi do utrwalenia pogody deszczowej i wietrznej nad jakimś obszarem. W tym samym czasie, kiedy latem 2010 roku Rosja doświadczała rekordowej fali gorąca, znajdujący się po przeciwnej stronie zakola prądu strumieniowego Pakistan doznał powodzi, w których ucierpiało 18 mln ludzi.

W przeszłości blokady atmosferyczne odpowiedzialne były m.in. za zabójczą falę upałów w Europie w 2003 roku czy za pamiętne pożary buszu w Australii na przełomie 2019 i 2020 roku. Blokady z 2021 roku związane były z rekordowymi upałami i pożarami przełomie czerwca i lipca w Kanadzie, Stanach Zjednoczonych i na Syberii. Z kolei zimą, w lutym, wywołały falę mrozów, która objęła środkową i południową część Stanów Zjednoczonych. W Austin w Teksasie zanotowano wówczas temperaturę -13°C, najniższą od blisko stulecia.

Co ma do tego zmiana klimatu?

Badania pokazują, że ocieplenie nad lądami następuje szybciej niż wynosi średnia globalna, co sprawia, że na półkuli północnej temperatury rosną szybciej niż na południowej. Co więcej, w Arktyce tempo ocieplenia jest ponaddwukrotnie szybsze od średniej globalnej.

Prąd strumieniowy oddziela zimne masy powietrza znad bieguna północnego od cieplejszych.

Kiedy temperatury za kołem podbiegunowym rosną, maleje różnica (gradient) temperatury pomiędzy północą a południem. W rezultacie prąd strumieniowy, który napędza ruch niżów nad Europą, Ameryką Północną i Azją, zaczyna zwalniać i meandrować

– wyjaśnia serwis „Nauka o klimacie”

A spowolnienie i mocniejsze meandrowanie prądu strumieniowego, które jest skutkiem zmiany klimatu, ma przełożenie na tworzenie się blokad atmosferycznych. Jakie dokładnie? Naukowcy wciąż pracują nad modelami próbującymi uchwycić ten mechanizm i pokazać jego zachowanie się w miarę wzrostu globalnych temperatur. Według dr. Lei Wanga, fizyka atmosfery z Harvard University, ocieplenie popchnie polarny prąd strumieniowy na półkuli północnej dalej na północ. Naukowiec ten odkrył, że przesunięcie prądu o 10° bliżej bieguna może spowodować dziesięciokrotny wzrost liczby blokad atmosferycznych – oraz fal upałów i susz, którym te blokady sprzyjają. Skutki tego najbardziej odczułyby Europa Północna i Rosja.

Prąd strumieniowy jak spaghetti

Na tym nie kończą się kłopoty z prądem strumieniowym.

W połowie lipca prof. Szymon Malinowski, fizyk atmosfery z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej oraz z serwisu Nauka o klimacie, zauważył, że prąd strumieniowy rozpadł się na kawałki. „Takie spaghetti to rzadkość” – napisał prof. Malinowski na Facebooku.

Latem prąd strumieniowy zawsze słabnie, bo obszary wokół bieguna otrzymują wówczas więcej energii słonecznej niż zimą, więc zmniejsza się różnica temperatur. Wówczas pojawia się więcej meandrów, zakoli czy zawirowań, a bywa też, że gdzieniegdzie wstęga prądu strumieniowego przerywa się.

Jednak to, co się stało w lipcu, wypada poza skalę normalności. Prąd osłabł tak bardzo, że rozpadł się na drobne fragmenty, faktycznie przypominające spaghetti. Taka sytuacja pojawiła się około 10 lipca i trwa do dziś. I nie zapowiada się, że do jesieni się nie skończy.

A teraz dla porównania: z lewej normalny prąd strumieniowy, z prawej – “porwany” na fragmenty:

Co z tą pogodą?

Krzysztof Drozdowski na łamach „Wyborczej” napisał pod koniec lipca, że to lato jest nietypowe dla naszej strefy geograficznej. Przyzwyczajeni jesteśmy w tym okresie do przewagi cyrkulacji zachodniej, przynoszącej zmieniającą się co kilka dni, ale umiarkowaną pogodę. W lipcu niemal nie doświadczaliśmy tej cyrkulacji, a kiedy pojawiał się pewien typ pogody, np. z burzami albo upałami, to utrzymywał się przez dłuższy czas.

Obserwowaliśmy raczej układy baryczne, które wypadły z głównego strumienia jet streamu i poruszały się bardzo wolno, czasem w nietypowym kierunku – ze wschodu na zachód albo też zatrzymywały się

– napisał Krzysztof Drozdowski.

Jak już wspominałam, tempo wzrostu temperatur w Arktyce jest ponaddwukrotnie szybsze niż wynosi średnia globalna. Ma to związek z topnieniem lodu morskiego, które sprawia, że zmniejsza się jasna powierzchnia odbijająca promienie słoneczne, a rośnie ciemna powierzchnia wody, która pochłania tę energię. W ten sposób ocieplenie w Arktyce napędza się jeszcze bardziej.

I to właśnie ocieplenie w tym regionie jest przyczyną fragmentacji oraz osłabienia polarnego prądu strumieniowego, co wywołuje jego silniejsze meandrowanie.

Prąd strumieniowy wpływa na wiatry wiejące w niższych warstwach atmosfery, które kierują przemieszczaniem się niżów również w naszych szerokościach geograficznych. Rwący się jak spaghetii prąd strumieniowy sprawia, iż pogoda w Europie odbiega od wieloletniego wzorca związanego z cyrkulacją zachodnią. Specjaliści twierdzą, że taka sytuacja potrwa do jesieni, kiedy to stabilny prąd strumieniowy z dużym prawdopodobieństwem powinien się odbudować. Czy taka sytuacja będzie się powtarzać i jakie skutki wywołają podobne zdarzenia w przyszłości, jeszcze nie wiadomo.

Czy da się to zatrzymać?

Wniosek z tego wszystkiego jest niestety smutny i niepokojący: Arktyka, będąca do tej pory stabilizatorem czy „chłodnicą” dla klimatu na półkuli północnej, przestaje odgrywać tę rolę. Do niedawna sprawny mechanizm rozregulowuje się, grożąc coraz większymi anomaliami pogodowymi w naszym regionie świata.

Nie wygląda to dobrze, a jedynym lekarstwem na spowolnienie zmian klimatycznych jest natychmiastowe drastyczne ograniczenie emisji CO₂ do atmosfery. Tak, wiem, że powtarzam to do znudzenia, a przecież takie ograniczenie jest mało realne w obecnych układach politycznych.

Mówmy jednak nie o polityce, tylko o faktach potwierdzonych naukowo, a są one takie, że jeśli antropogeniczne emisje dwutlenku węgla pozostaną wciąż na obecnym poziomie, to według najgorszego ze scenariuszy rozważanych w najnowszym raporcie IPCC „Climate Change 2021: The Physical Science Basis” temperatury mogą wzrosnąć do końca tego stulecia nawet o 4,4°C. A to oznacza katastrofę klimatyczną. Jej wyraźne symptomy już widzimy, a staną się one nieznośne w ciągu dwóch-trzech dekad. Nie mamy za dużo czasu. Więc nie czekajmy. Działajmy!

EDIT: W komentarzach na FB pytacie, czy jako jednostki możemy w ogóle coś jeszcze z tym zrobić. Możemy!

Przede wszystkim głosujmy w wyborach na ludzi, którzy mają pojęcie o tym, co się dzieje z klimatem i środowiskiem i podejmują konkretne kroki, by zająć się tym problemem. Rozwiązania, o które należy walczyć na tym etapie, to OZE (odnawialne źródła energii) oraz energetyka jądrowa – ta ostatnia to nasza jedyna realna szansa na odejście od spalania węgla, zwłaszcza w okresie przejściowym, kiedy trzeba szybko porzucać paliwa kopalne i ciąć emisje przy samej ziemi.

To, co robimy na co dzień, również nie powinno odbiegać od idei cięcia emisji, którą popieramy. Bo po pierwsze, nie sposób funkcjonować w takim dysonansie poznawczym, a po drugie – jeśli zarazimy naszymi wyborami konsumenckimi innych ludzi, w końcu wybory te staną się odczuwalne dla popytu, co wymusza na producentach rozwiązania proklimatyczne i prośrodowiskowe. Przykład: im mniej jaj z hodowli klatkowej kupujemy, tym mniej kur hodowanych jest tą okrutną metodą (to już się dzieje). Im mniej toreb plastikowych zużywamy, tym mniej toreb trzeba produkować i mniej paliw kopalnych zużywanych jest do ich wytwarzania (to też się dzieje).

Tak więc działajmy na każdym możliwym polu wokół nas. Głosujmy portfelami i głosujmy w wyborach. I nie oglądajmy się na innych, bo zawsze znajdzie się ktoś, kto powie, że i tak Chiny emitują więcej, Azja sieje plastikiem, a Niemcy spalają więcej węgla niż my. Tylko jakie to będzie miało znaczenie, kiedy nadejdzie katastrofa klimatyczna?

O tym, jak każdy z nas może zmniejszyć swój negatywny wpływ na klimat, napisałam oddzielny artykuł.

Nie jesteśmy portalem. To blog tworzony przez dwie osoby – Olę i Piotra. Jeśli nasz tekst Ci się spodobał, do czegoś się przydał lub coś wyjaśnił – to świetnie. Wkładamy w nasze materiały dużo pracy starając się, by były rzetelne i jasne. Jeśli chcesz, możesz w zamian podarować nam wirtualną kawę. Będzie nam bardzo miło. Dziękujemy 🙂