رویداد گرمایش استراتوسفر در قطب جنوب نیمکره شمالی را تحت تأثیر قرار می دهد

---

یک مطالعه اخیراً نشان داده است که یک رویداد شدید گرمایش ناگهانی استراتوسفری بر فراز قطب جنوب در سال 2019 باعث تغییراتی در سطح بالایی جو در نیمکره شمالی شد.

گرمایش ناگهانی استراتوسفری (SSWs) اختلالات بزرگ هواشناسی است که با ناهنجاری های جو زمین مرتبط اند. آنها مربوط به تاوه قطبی (vortex) هستند، جایی که بادهای اطراف قطب دمای استراتوسفر قطبی را افزایش می دهند و باعث تضعیف تاوه قطبی می شوند.

رویدادهای SSW همچنین تأثیر گسترده ای بر اتمسفر نیمکره مقابل دارد  که تا ترموسفر فوقانی و یونوسفر امتداد دارد. SSW ها بیشتر در قطب شمال رایج هستند و باعث ناهنجاری در کل محتوای الکترون (TEC) - تعداد کل الکترونهای ادغام شده بین دو نقطه - و در نسبت ترموسفری اکسیژن/نیتروژن در نیمکره جنوبی می شوند.

دو موج گرمایش استراتوسفر طی 2 هفته آینده ...

---

تحلیل های انجام شده بر روی الگوی لایه استراتوسفر، ظهور دو موج گرمایش را طی دو هفته آینده نشان می دهد که می تواند پیامدهایی را بر روی اوضاع آب و هوایی نیمکره شمالی برای اواخر بهمن تا اوایل اسفند و حتی الگوی آب و هوای بهار 1399 در پی داشته باشد.

ورتکس قطبی معمولاً در نیمه اول دیماه به اوج قدرت خود می رسد. اما هرچه ما بیشتر بسمت دیماه و بهمن می رویم، تاوه قطبی به آرامی قدرت خود را از دست می دهد، زیرا زاویه تابش خورشید بر روی سرزمین های نیمکره شمالی در حال افزایش که موجب گرم شدن جوی بالای مناطق قطبی می گردد. این بدان معنی است که ورتکس قطبی قادر به دفاع در برابر استرس های وارده در آینده نیست که بسبب دو موج گرمایشی صورت خواهد گرفت.

انیمیشن زیر پیش بینی تاوه قطبی استراتوسفری در سطح 10 هکتوپاسکال (ارتفاع 30 کیلومتری) را نشان می دهد که می توانیم گسترش یک فاز جدید دو موج  گرمایش  را در آن مشاهده کنیم: 

پیش بینی برونداد 16 روزه مدل GFS قدرتمندی جت شب قطبی را نشان می دهد که به مرور زمان روند تضعیف را در پیش می گیرد.  در حال حاضر، سرعت باد در هسته آن حدود 50 متر در ثانیه است که یک ورتکس قطبی قوی محسوب می شود. معیار اندازه گیری سرعت جریان جت قطبی استراتوسفر در سطح 10 هکتوپاسکال (ارتفاع 28-30 کیلومتر) در 60 درجه عرض شمالی (در امتداد دایره قطبی) است که در نمودار ذیل مشاهده می کنیم. روند کاهش آهسته در قدرت تاوه قطبی برای اواخر ژانویه معمول است، زیرا  به دلیل شروع افزایش زاویه تابش خورشید در مناطق قطبی، سطوح بالای جو به آرامی شروع به گرمایش مجدد می کند. تاوه قطبی در هنگام سرد بودن سطوح بالایی قویتر ست، زیرا اختلاف دما با عرض های جغرافیایی پایین، جریان جت استراتوسفر قوی را ایجاد می کند. با شروع مجدد گرمایش تراز فوقانی بر روی نواحی قطبی، اختلاف دما شروع به کاهش گذارده و قدرت تاوه قطبی با گذشت زمان کاهش می یابد. 

آپدیت مشاهده گرمایش استراتوسفری: تاوه قطبی از اواسط هفته آینده شروع به تضعیف و مراحل مختلف گرمایش را پی می گیرد.

---

تاوه قطبی استراتوسفری در اواسط هفته آینده به اوج نهایی قدرت خود می رسد. قویترین شدت را طی میانه نوامبر در 40 سال اخیر خواهد داشت. اما به زودی این قدرت از بین خواهد رفت، زیرا فازهای گرمایش/ فشار متوالیاً شروع به انتشار بسوی تاوه قطب شمال خواهند کرد.

تاوه قطب شمال چیست و چرا مهم است؟

همانطور که در پست قبلی (اینجا را بخوانید) نوشتیم، در حال حاضر تاوه قطبی استراتوسفری در رکورد 40 ساله بالاترین قدرتِ سطح 10 هکتوپاسکال (ارتفاع 30 کیلومتری) طی این موقع از سال است. قدرت تاوه توسط شدت جت استریم استراتوسفری، که به آن "جت شب قطبی" نیز می گویند، تخمین زده می شود. ما می توانیم به وضوح در پیش بینی فعلی تضعیف جت شب قطبی رامشاهده کنیم که به موازات آن تاوه قطبی نیز ضعیف می شود.

پیش بینی سرعت جت شب قطبی در لایه 10 هکتوپاسکال.

تاوه ابتدا به دلیل افزایش میزان فشار روی لبه های آن، که به آن موج فشار گفته می شود، ضعیف می شود. بسته به تعداد این امواج، آنرا رویداد موج 1 یا موج 2 می نامیم. در تصویر زیر می بینیم که یک رویداد موج 2 خواهیم داشت، یکی از سوی اقیانوس آرام و دیگری دورتر از آن از سمت اقیانوس اطلس (کمی قوی تر). 

احتمال رخداد گرمایش ناگهانی استراتوسفری از اواخر فصل پاییز/ اوایل زمستان 1398

---

احتمال رویداد گرم شدن ناگهانی استراتوسفری (SSW) در 30-60 روز آینده دور از انتظار نیست. پدیده ای که می تواند بر روی قدرت، شدت و موقعیت تاوه قطبی تاثیر گذاشته و بدین ترتیب الگوی گردش جهانی را دستخوش تغییرات شدید نماید.

ما اغلب نزدیک به زمستان اصطلاح "تاوه قطبی" را می شنویم. اما امسال زودتر از آنچه انتظار می رود در مورد آن صحبت خواهیم کرد. توصیه می کنیم مقاله آموزشی ما را بخوانید، در مورد اینکه تاوه قطبی چیست و چرا برای آب و هوای ما اینقدر مهم است؟

تاوه قطبی چیست و چرا مهم است؟

در حال حاضر، تاوه قطبی استراتوسفری در حال تقویت است، تقریباً در چند روز آینده به بالاترین شدت در نزدیک به رکورد 40 ساله در سطح 10هکتوپاسکال (ارتفاع 30 کیلومتری) می رسد.

تجزیه و تحلیل دما و ارتفاع تاوه قطبی استراتوسفری مدل GFS.

نوامبر و اوایل دسامبر، دوره هایی هستند که تاوه قطبی شدت بیشتری را متحمل می شود. روزها کوتاهتر می شوند، قطب درحال سرد شدن و فشار در حال افت است. اگر تاوه قطبی در این دوره به قدر کافی شدت یابد، بسیار محتمل است که به ایجاد یا تقویت یک الگوی مثبت NAO کمک کند، یعنی یک زمستان ملایم تر بر روی اروپا و احتمالاً سرمای خشکتر بر روی خاورمیانه. این دقیقاً همان چیزی است که پیش بینی های مدل در حال حاضر برای زمستان پیشرو نشان می دهند. تاوه قطبی استراتوسفر قوی نیز باعث افزایش گردش قطبی در سطوح پایین تر می شود که می تواند هوای سرد را در دایره قطبی قفل کند و در نتیجه زمستان کسل کننده ای را سبب می شود. 

هفته آینده با گسستگی در ورتکس قطبی هوای سرد سیبری گسترش می یابد، معما زمستان 97 در پی پدیده گرمایش ناگهانی استراتوسفری

---

تعریف - در نیمکره شمالی (NH) گسترش های سرد بطرف عرض های جنوبی به طور فزاینده ای وابسته به گسستگی ورتکس قطبی می باشد. در غیاب گسست در ورتکس قطبی یا زمانی که ورتکس قطبی قوی و پایدار است، یک گرمایش عمومی به ویژه دما گرمتر سطح آب دریا (SSTs) به شدت مطلوب دماهای ملایم و حتی دماهای گرمتر از نرمال بلند مدت طی زمستان می باشد. با رخداد گسستگی ورتکس قطبی شرایط آب و هوایی زمستان سخت تربرای هفته ها و احتمالا ماه ها در مناطق خاصی از نیمکره شمالی حکمفرما می گردد و دماهای معتدل تا بسیار معتدل کاهش می یابد.  

در هفته گذشته در مورد احتمال چند شاخه شدن مسیر ارتباط تروپوسفر-استراتوسفر در هفته ها و ماه های آینده مورد بحث هواشناسان قرار گرفت. احتمال می رود که در هفته های آینده به یکی از این چند شاخه شدن نزدیک می شویم. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، بر روی نمودار عمودی ناهنجاری ارتفاع قطبی (PCH)، ارتفاع ستون جو کلاهک قطبی گرم بر تروپوسفر استقرار داشته، نشانه ای از بلاکینگ عرض بالا، محسوب می گردد. اگر چه PCHS های سرد در استراتوسفر متمرکز هستند، پیش بینی می شود PCH ها طی هفته آینده به شرایط عادی باز گردند. پیش بینی یک پالس نسبتا ضعیف از شار فعالیت موج عمودی (WAFz) به سبب آنکه در پیش بینی های پیاپی بزرگی آن افزایش یافت نیاز به بررسی داشته و هم اکنون پیش بینی می گردد که پالس نسبت به پیش بینی هفته گذشته قوی تر باشد.

پیش بینی می شود، طی چند هفته آینده و حتی در اوایل زمستان چندین فاکتور یا عناصر مطلوب وجود دارد که باعث گسستگی ورتکس قطبی می گردند:

1-اولین عامل نوسان شبه دو سالانه (QBO) است. این شاخص در حال حاضر در فاز شرقی یا منفی خود است که به نفع ورتکس ضعیف تر و یا گسستگی بیشتر ورتکس قطبی می باشد. انتظار می رود QBO در زمستان به فاز غربی یا مثبت تبدیل شود که بیشتر به گسستگی ورتکس قطبی منجر خواهد شد.