Temperaturile medii lunare pentru emisfera nordică între 1850 și 2020 (+ Ian-Mar 2021) comparate cu media 1961-1990 utilizând datele furnizate de HadCRUT5.
Posted
CommentPost a comment
Termenul de vortex polar a intrat în vocabularul curent după ce mass-media a prezentat în detaliul răcirea accentuată a vremii din Statetele Unite de la începutul iernii 2014. Prezentat de obicei ca un fenomen meteorologic extrem, vortexul polar nu este un fenomen extrem și nici unul rar. Vortexul polar este menționat în literatura de specialitate în ani 1940 mai întâi ca vortex circumpolar și apoi ca vortex polar după 1960. Așa cum a fost indicat de către Waugh et al. (2017) vortexul polar și fenomene meteorogice extreme asociate uneori acestuia (i.e., răciri accentuate) trebuie considerate fenomene tranzitorii și nu “modificări majore ale circulației atmosferice la scară globală” care au apărut recent (Waugh et al. 2017).
Ce este însă vortexul polar? Conform definiției din “Glosarul de Meteorologie“ editat de Societatea Americană de Meteorologie vortexul polar este un termen utilizat în general pentru a descrie “o circulație circumpolară la scară planetară situată la altitudini medii și înalte” (AMS Glossary). Pentru a înțelege mai bine această definiție trebuie să pornim de la structura verticală a atmosferei.
Atmosfera este împărțită în mai multe straturi însă troposfera și stratosfera sunt relevante pentru a înțelege cum se formează vortexul polar. Troposfera este stratul cel mai jos al atmosferei. Pe măsură ce urcăm în troposefera temperatura aerului scade. Deasupra troposferei se află strastoferă. În stratosferă temperatura aerului crește odată cu creșterea altitudinii deoarece în acest strat atmosferic se află stratul de ozon. Ozonul absoarbe radiația solară, în special în domeniul ultaraviolet, rezulând astfel o creștere a temperaturii de mai mari de -60°C în regiunea inferioară la aproximativ 0°C în regiunea superioară a stratosferei (i.e., stratopauză).
În timpul iernii, deoarece soarele se află sub linia orizontului, în regiunea polului nord (pentru a simplifica discuția am considerat doar emisfera nordică în acestă discuție) stratosfera devine mult rece. Datorită acestei răciri un contrast de temperatură între stratosfara de deasupra polului nord și cea de deasupra regiunilor situate la latitudini mai joase (i.e., regiunea subtropicală). Acest contrast duce la apariția unei regiuni relativ înguste din atmosferă ce conține vânturi cu viteză foarte mare. Acesta este curent jet stratosferic (sau polar night jet). [Voi reveni asupra conceptului de curent jet (jet stream) în postarea de săptămâna viitoare.]
Acest curentul jet din stratoferă care se deplasează de la vest la est și care poate ajunge până la viteze de 250 km/h, înconjoară o regiune de aer extrem de rece centrată deasupra Polului Nord formând astfel vortexul polar stratosferic. Un vortex asemănător există în troposfera având o influneță mult mai mare asupra vremii în comparație cu cel stratosferic (Figura 1). Cele două vortexuri nu sunt direct conectate și au evoluții anuale diferite. Vortexul troposferic există de-a lungul întregului an în timp ce vortexul stratosferic începe să dispară în martie și să reapară în septembrie ajungând la intensitatea maximă în ianuarie-decembrie.
Figura 1. Reprezentare schematică a vortexului troposferic polar (roșu) și a vortexului stratosferic polar (albastru). De remarcat sunt “ondulațiile“ de-a lungul vortexului troposferic care în general nu sunt observate de-a lungul vortexului stratosferic. Imaginea este preluată din Waugh et al. (2017, Fig. 1). Copyright American Meteorological Society.
Cum influențează vortexul polar vremea de la latitudiniile noastre? Existența vortexului stratosferic polar sau un vortex stratosferic polar intens nu înseamnă că Europa va fi lovită de un aer polar iar temperaturile vor scădea dramatic. În general vortexul stratosferic polar are un impact redus asupra vremii deoarece stratosfera și troposfera rămân separate.
Atunci când undele Rossby (unde scară planetară care apar datorită rotației Pământului, voi reveni asupra lor într-o postare viitoare) se propagă din troposferă în stratosferă acestea pot perturba vortexul stratosferic polar ducând la o scăderea intensității acestuia și la o “rupere” simetriei circulare a acestuia în jurul Polului Nord (Waugh et al. 2017). Atunci când vortexul polar este pertubat (deplasat către sud sau “rupt“ în mai multe structuri de vortex) are loc un fenomen numit “încălzire stratosferică bruscă“ (sudden stratospheric warming). Aceste încălziri stratosferice bruște au loc odată la doi ani în emisfera nordică (Charlton and Polvani 2007). Atunci când aceste perturbațiil din stratosferă ajung la limita cu troposfera (ceea ce numim tropopauză) ele pot avea un impact asupra vremii. Acest impact se realizează prin intermediul curentului jet. Influenta vortexului stratosferic polar asupra curentului jet nu este una imediată ci este exercitată de-a lungul mai multor săptămăni.
Figure 2. Vortexul polar stabil (stânga) și vortex polar “perturbat“ (dreapta). Imagine preluată din “The science behind the polar vortex: You might want to put on a sweater“ (NOAA). Copyright American Meteorological Society.
Atunci când vortexul stratosferic polar este perturbat de un eveniment de încălzire stratosferică bruscă curentul jet este mai slab și deplasat către sud. În acest caz aerul rece se deplaseaza către sud cea ce rezultă în temperaturi scăzute la latitudini medii (Figura 2, stânga). În cazul opus, când vortexul stratosferic polar se intensifică tendița este acea de intensificare ulterioară a curentului jet și de deplasare a acestuia către nord (Figura 2, dreapta).
Concluzii. Vortexul polar nu este descoperire recentă. După 2014 eveniment a fost mentionat din ce in ce mai mult în mass-media și din acest motiv pentru publicul larg poate să apară ca un fenomen recent. Pătrunderile de aer rece dintre regiunea arctică sunt evenimente troposferice și se pot forma în absența unei influențe din stratosferă (Wuagh et el. 2017). Din acest motiv trebuie să face distincția dintre vortexul polar stratosferi și cel troposferic. În anumite condiții vortexul stratosferic polar poate fi pertubat și astfel este facilitată prin intermediul curentului jet pătrunderea aerului rece dinspre regiunea arctică către sud.
World Economic Forum a publicat (15 Ianurie 2020) raportul privind riscurile globale pentru 2020 elaborat de Global Risk Initiative. Concluziile principale ale acestui raport sunt
Amenințările severe asupra climatului nostru reprezintă cele mai importante riscuri pe termen lung identificate în raportul Global Risk, iar “confruntările economice“ și “polarizarea politică internă“ au fost recunoscute ca riscuri semnificative pe termen scurt în 2020.
Pentru a înțelege mai bine concluziile acestui raport trebuie să analizăm terminologia folosită. În raport sunt definite 30 de riscuri globale grupate în riscuri economice (e.g., șomaj, crize fiscale), de mediu (e.g., fenomene meteorologice extreme, dezastre naturale), geopolitice (e.g., arme de distrugere în masă, atacuri teroriste), societale (e.g., criza apei, boli infecțioase) și tehnologice (e.g., atacuri cibernetice, furt de date). Pentru a identifica cele mai importante 10 riscuri au fost trimise chestionare la care au răspuns 750 experți internaționali și factori de decizie. Pentru fiecare dintre cele 30 de riscuri globale participanții au evaluat (1) probabilitatea de apariție a fiecărui risc global în următorii 10 ani și (2) severitatea și impactul la nivel global dacă aceste evenimente se produc folosind o scară de la 1 la 5: probabilitatea de apariție - 1 pentru “foarte puțin probabil“ și 5 “foarte probabil“; impact: 1 pentru “minimal“ și 5 “catastrofic“. Pe baza răspunsurilor au fost apoi calculate mediile pentru probabilitatea de apariție si impact. În graficul de mai jos sunt reprezentate aceste medii.
Astfel primele cinci riscuri globale în termeni de probabilitate de apariție sunt toate riscuri de mediu: fenomenele meteorologice extreme, eșecul acțiunilor climatice, dezastre naturale, reducerea biodiversității și dezastre naturale produse de om. În ceea ce privește impactul primele cinci riscuri globale sunt: eșecul acțiunilor climatice, arme de distrugere în masă, reducerea biodiversității, fenomenele meteorologice extreme și criza apei. Raportul trage un semnal de alarmă asupra:
fenomenele meteorologice extreme care sunt asociate cu pagube materiale însemnate și pierderi de vieți omenești
eșecului privind mitigarea efectelor schimbărilor climatice și adaptarea la noile condiții climatice de către guverne și mediul de afaceri.
daunelor și dezastrelor naturale provocate de om, inclusiv criminalitatea de mediului, cum ar fi deversările de petrol și contaminarea radioactivă.
pierderilor majore de biodiversitate și colapsul ecosistemelor (terestru sau marin) cu consecințe ireversibile asupra mediului, ceea ce duce la epuizarea resurselor atât pentru oameni, cât și pentru industrii.
dezastrelor naturale majore, precum cutremurele, tsunami, erupții vulcanice și furtuni geomagnetice.
Prima tornadă consemnată în mod oficial în București a avut loc în 9 iunie 1886. Tornada a fost descrisă într-un articol publicat în “Ciel et Terre“ de Ștefan Hepites (1851—1922) inițiatorul studiilor meteorologice din România și primul director al Institutului Meteorologic fondat în 1884. Am “descoperit“ o descriere foarte scurtă a acestei tornade acum mai bine de zece ani în “Wind- und Wasserhosen in Europa” (“Tornade și Trombe în Europa“) cartea lui Alfred Wegener (1880—1930). “Wind- und Wasserhosen in Europa” este primul studiu climatologic modern al tornadelor din Europa, fiind scrisă în timpul Primului Război mondial și publicată 1917. În cartea lui Wegener (despre care am scris în detaliu aici) descrierea tornadei de la București este succintă
“145. 1886, Juni 9. 5 – 6 p. Bukarest. Ciel et Terre 7, 235, 1886 – 87 [mit Barogramm].”
Prin bunăvoința Societății Regale Belgiene de Astronomie și Meteorologie am primit o copie a articolului lui Hepites despre tornada din 9 iunie 1886. De asemenea am găsit în biblioteca Administrației Administrației Naționale de Meteorologie descrierea tornadei publicată tot de Hepites în “Analele Institului Meteorologic“ (1887). Iată ce scria Hepites despre tornada de la București.
“Mersul presiunii atmosferice în ziua de 9 iunie 1886 a fost așa de caracteristic la București încât merită să fie menționat aici. În ziua de 9 iunie, între orele 5 și 6 după amiaza o trombă a avut loc asupra unei părți a Bucureștilor mai cu seamă înspre abator, care se află la sudul orașului, pe țărmul drept al Dîmboviței și unde tromba a produs mari stricăciuni.
La Insitutul Meteorologic de la Ferestrău, la nordul capitalei, nu sa observat nimic anormal decât oscilațiile repezi ale barometrului. Vântul care sufla mai întâi de la est, s-a schimbat la nord vest în timpul trombei. Iuțeala sa în timpul fenomenlui n-a fost, în nici un moment, mai mare decât 15 metri pe secundă și n-a produs nici o stricăciune.
La abator iuțeala sa a trebuit să fie mult mai considerabilă; am numărat în vecinătea sa mai mult de 40 de arbori mari dezrădăcinați sau rupți; toate acoperișurile cu lemnărie cu tot au fost ridicate și azvărlite în depărtare; un cămin înalt a fost răsturnat precum și mai multe ziduri.
Bucăți de lemne din căprioreală au fost aruncate la o mare distanță și au fost îngropate în pămănt la o adâncime de 45 centimetri; am văzut cinci bucăți din acestea având fiecare o secțiune de 12 centimetri pe 10. Toate geamurile au fost sparte. Stricăciunile au fost evaluate la 200,000 lei. În apropiere de acest stabiliment mai multe case au fost cu totul distruse; la penitenciarul de la Văcărești o parte din înveliș a fost ridicat.
În centrul orașului, efectele trombei au fost mai mici; totul s-a mărginit la câteva geamuri sparte, la coșuri răsturnate și ici și colo, ramuri de abori rupte. O ploaie tare, însoțită de piatră de mărimea alunelor, a căzut în timpul trecerii meteorului, din această cauză străzile erau impracticabile în mai multe părți ale orașului.
La Insitutul de la Ferestrău, fulgerele cu tunete au început de la 5 ore p.m. cel dintăi tunet s-a auzit la 4 ore si 43 minute; o ploaie în general slabă și căte odată torențială a început la 5 ore 40 și a ținut 1 oră și 5 minute până la 6 ore 40 minute; ploia a fost însoțită de la 5 ore 55 minute până la 6 ore și 10 minute de piatră rară care cădea cu intermitență. Piatra era la început măruntă, în urmă mare ca nuca. Cantitatea de apă adunată la udometru a fost de 60.5 mm. ”
Presiunea atmosferică la București (Institutul Meteorologic) între 9 și 10 iunie 1886 (Hepites 1886, Analele Institului Meteorologic, Tomul III).
Tornada din 9 iunie 1886, nu este numai prima tornadă raportată în București dar și prima tornadă raportat oficial în România și în același timp prima tornadă pentru care a fost realizată o estimare oficiala a pagubelor (ceea ce șe numeste în literatura de specialitate damage survey). Pentru mine această tornadă are și o altă semnificației pentru că de la aceast eveniment a pornit interesul meu pentru tornadele din România inițial și apoi pentru tornadele din Europa.
This is a fascinating book. The story of "love, life, and death" of Alexey Feodosievich Wangenheim (1881–1937) a Russian meteorologist who in 1929 became the director of Soviet Union's Hydro-Meteorological Service. Amongst other contributions, Wangenheim, together with his subordinate Sergei Petrovich Khromov, had helped introduce into the meteorological community from the Soviet Union the "Norwegian theory" (i.e., the Norwegian cyclone model) developed within the Bergen School of Meteorology. One of the early contributors to the Norwegian theory was the Swedish meteorologist Tor Bergeron (1891–1977) who has been invited to lecture Moscow in 1930 and 1932. Bergeron's lectures had a considerable impact on the progress of meteorology in the Soviet Union. Inspired by these lectures, Wangenheim translated some of Bergeron's papers and Khromov published a paper in a scientific journal (lead by Wangenheim) entitled "New ideas in meteorology and their philosophical implications". Khromov will also publish in 1934 the first textbook in Russian on the Norwegian cyclone model, largely based on Bergeron's lectures. Khromov's paper raised the attention of other members of the Hydro-Meteorological Service of the Soviet Union who pointed out that Lenin's works are not mentioned in the article. To aggravate the matter even further, Stalin's works were not, as recommended, cited by Khromov in his paper. As a consequence, Wangenheim ended up being accused of promoting a theory that was "the heap of rubbish deliberately spread by enemy hands" and also of organising and leading counterrevolutionary sabotage work in the Hydro-Meteorological Service. Interestingly, in the accusation (i.e., promoting the Norwegian cyclone model one of the cornerstones of weather forecasting) the sabotage appeared as aimed at depriving the Soviet Union agriculture of the means to forecast the weather in general and droughts, in particular.
In 1934, after being hailed previously by Stalin as a national hero (for example, Wangenheim organised in 1932 the first conference on the influence on climate on humans, perhaps the first such conference in the world), Wangenheim was arrested and deported to a Soviet prison camp. He will spend the next three years on the Solovetsky Islands, the site of the first Gulag. In the Solovetsky Islands, Wangenheim worked in the library of the prison and even lectured on meteorological subjects, like "the conquest of the stratosphere." From Solovetsky, Wangenheim wrote letters to his daughter Eleonora (1930–2012). These letters containing puzzles, or detailed descriptions and drawings of the flora and fauna of the Solovetsky Islands, were intended to play a role in the education of Eleonora (who would later become a paleontologist). In 1937 the events took a sinister turn. Wangenheim was executed together with other prisoners in November 1937 and then buried in a mass grave.
![Drawing from a letter of Alexey Wangenheim to his daughter Eleonora. [via Wikipedia Commons]](https://images.squarespace-cdn.com/content/v1/53189615e4b01676f172f06d/1525681274304-338LAEU3SDQSX31D41ZI/Alexei_Wangenheim_1937_20.jpeg.jpeg)
Drawing from a letter of Alexey Wangenheim to his daughter Eleonora. [via Wikipedia Commons]
To me, the book was a page-turner, part history, part reportage, part biography. I highly recommend this book about "a man, neither a scientific genius nor a great poet, who was interested in clouds and did drawings for his daughter, caught up in a history that was an orgy of blood [i.e., the Great Terror (1937–1938)]."