Extreme Arctische kou versterkt onder invloed van de mondiale opwarming
Als het gaat om klimaatverandering, zijn hittegolven, extreme neerslag of droogte vaak in het nieuws. Wat minder vaak voorkomt is extreme kou, maar ook deze gebeurtenissen worden beïnvloed door de opwarming van de aarde. Afgelopen december daalde het kwik tot wel -58°C in Siberië en temperaturen in Rusland lagen 20 graden onder het gemiddelde. In februari 2021 was er een vergelijkbare koudegolf over het Noord-Amerikaanse continent, welke tot in Texas voelbaar was.Arctische versterking
Polaire versterking (Engels: polar amplification) is het begrip dat gebruikt wordt voor de versterkte opwarming op hoge breedtegraad. De polen warmen twee tot drie keer sneller op dan de rest van de aarde.
Het albedo, de hoeveelheid weerkaatsing van zonlicht op het aardoppervlak, is een belangrijke factor voor polaire versterking. Een perfect wit oppervlak weerkaatst 100% van het zonlicht en een zwart oppervlak neemt 100% van de energie op. Wit zee-ijs smelt in een warmer klimaat en daar komt donkerder land- of zeeoppervlak voor in de plaats. Vervolgens wordt er meer energie opgenomen, waardoor de temperatuur lokaal stijgt en meer ijs afsmelt. Deze vicieuze cirkel van opwarming wordt het “albedo effect” genoemd.
Arctische versterking kan weersomstandigheden op hoge breedtegraad op het noordelijk halfrond beïnvloeden, wat weer een effect heeft op de polaire vortex.
Verstoringen in de polaire vortex
De polaire vortex is een werveling van extreem koude lucht boven de polen. Het bevindt zich in de stratosfeer op 25-30 km hoogte, boven de atmosferische laag waar weersverschijnselen ontstaan. Sterke westenwinden fungeren als een muur rondom de koude lucht, waardoor deze zich niet naar lagere breedtegraden beweegt. Het kan echter voorkomen dat de stratosfeer abrupt opwarmt door energieoverdracht van lage naar grote hoogte (sudden stratospheric warming, SSW) en de westenwinden verzwakken. De polaire straalstroom gaat dan met grotere bewegingen meanderen en koude lucht kan ontsnappen naar lagere luchtlagen en breedtegraden. Wanneer deze lucht het aardoppervlak bereikt, kan er een periode van uitzonderlijke kou optreden.
Een stabiele (links) en verstoorde (rechts) polaire vortex. Verstoringen in de poolwervel leiden tot verplaatsingen van luchtstromen en veroorzaken koudegolven. Bron: NOAA
Door de klimaatverandering verandert de overdracht van energie van de lage atmosfeer naar de hogere stratosferische laag en dit lijkt de polaire vortex in hogere mate te verstoren. De sterkte en de duur van SSW’s in de stratosfeer zijn de afgelopen veertig jaar toegenomen. Deze toename zal naar verwachting resulteren in het versterken van extreme koudegolven in de winter.
Arctische Oscillatie (AO)
De SSW’s staan in nauw verband met de AO. Dit circulatiepatroon is deel van de Noord-Atlantische Oscillatie (NAO), waar we in een ander artikel dieper op in zullen gaan. Een SSW wordt vaak gevolgd door een periode met een negatieve AO. Boven de noordpool stijgt de druk, waardoor de polaire straalstroom afzwakt, naar het zuiden afwijkt en meer gaat meanderen. De kans op blokkades, zoals een hardnekkig hogedrukgebied of lagedrukgebied, neemt hierdoor toe. Door de zuidelijke afwijking wordt koude poollucht verschoven tot voorbij het poolgebied. Uit onderzoek blijkt dat klimaatverandering mogelijk leidt tot een negatievere NAO, wat zou betekenen dat koude winters vaker voorkomen.
Arctische versterking speelt hierbij ook een rol. Opwarming van het noordpoolgebied verkleint het temperatuurverschil met lagere breedtegraden, wat gevolgen heeft voor de circulatiepatronen in de atmosfeer. De NAO en AO circulatiepatronen kunnen verzwakken of ander gedrag gaan vertonen. Het verband tussen arctische versterking en verstoringen van de polaire vortex is nog onzeker en wordt in huidige onderzoeken geanalyseerd.
Kou is niet in tegenspraak met de opwarming van de aarde
Hoewel extreem koude gebeurtenissen versterkt worden door de processen van klimaatverandering, is dit geen ontwikkeling dat de mondiale opwarming tegengaat. Extreem weer wordt extremer door de opwarming, dus zowel koudegolven als hittegolven zullen in intensiteit toenemen.
