Ovog vikenda, nagli prodor hladnog vremena zaledio je ogromna prostranstva Sjeverne Amerike. Sa dr Vladimirom Đurđevićem sa Fizičkog fakulteta u Beogradu objašnjavamo kako je došlo do ovako ekstremne vremenske epizode.
Oko dve trećine cjelokupne teritorije SAD od vikenda je u stanju uzbune. Ogromna i intenzivna zimska oluja donijela je snežne padavine, led i izrazito niske temperature, od krajnjeg severoistoka zemlje sve do Teksasa.
Do utorka, 27. januara, broj umrlih u SAD popeo se na više od 12; ukupno 43 američke države izdale su različita meteorološka upozorenja za preko 200 miliona stanovnika; procjenjuje se da je skoro milion ljudi vikenda ostalo bez struje; otkazano je preko 10.000 avionskih letova...
Nisu pogođene samo SAD, već gotovo sve zemlje oko arktičkog kruga. U Kanadi, mjerne stanice u centralnim i istočnim krajevima zemlje bilježile su temperature ispod -30 °C, uz jake vjetrove i snijeg, dok je i Rusija već danima gotovo cijela pod snijegom, uključujući i Moskvu, gdje su maksimalne dnevne temperature bile ispod -10 °C.
Mada je januar, ovako hladno vrijeme, na ovako velikim prostranstvima, svakako je izvan granica normale, i ima jednog vrlo specifičnog krivca. Meteorolozi taj fenomen nazivaju poremećaj polarnog vrtloga, a da bismo razumjeli kakav poremećaj je u pitanju, potrebno je da prvo razumijemo šta je polarni vrtlog.
Osnovni fenomeni: polarni vrtlog i mlazna struja
Izmjestimo se na trenutak iz naših fotelja na jedno daleko i izrazito negostoljubivo mjesto. Daleko sa sjeveru planete Zemlje, u širokom krugu oko Arktika, na visinama od nekoliko desetina kilometara u atmosferi, vladaju relativno stabilni, vrlo specifični i nimalo komforni uslovi.
U centru, visoko iznad samog Arktika, nalazi se ogroman ciklon zvani polarni vrtlog (polar vortex), koji se okreće sa zapada ka istoku. Polarni vrtlog je inače sezonska pojava, i najjači je tokom zime, tj. onda kada su najveće razlike između temperatura na ekvatoru i na sjevernom polu.
"Teško je tačno zamisliti polarni vrtlog. U pitanju je pojava koja je hiljadama kilometara u prečniku, na visinama od oko 30 kilometara iznad nivoa mora, sačinjena od vazduha koji se kreće ogromnom brzinom: oko 200 do 300 kilometara na čas, u smjeru sa zapada na istok", kaže dr Vladimir Đurđević sa Fizičkog fakulteta u Beogradu.
Temperature unutar vrtloga su izrazito niske, i do -70 °C. Ali to je u stratosferi; bliže površini Zemlje, temperature dostižu oko -50 °C.
U širokom krugu oko ovog centra, i znatno niže u atmosferi nalazi se tzv. polarna mlazna struja (jet stream), koja "vijuga" oko polarnog kruga. U pitanju je sistem jakih vjetrova, koji duvaju nešto manjim brzinama, do oko 200 kilometara na čas, takođe u smjeru zapad-istok.
Za razliku od polarnog vrtloga, to je fenomen koji traje tokom cijele godine, na visinama između 6 i 12 kilometara iznad nivoa mora. Mlaznu struju meteorolozi nazivaju i "autoputem", što je korisna metafora jer obuhvata dvije različite odlike mlazne struje.
Ona ne samo što "upravlja" kretanjem vremenskih prilika, odnosno vremenskih sistema, kao što su cikloni i anticikloni već, sa svojom širinom od nekoliko stotina a debljinom od samo nekoliko kilometara, ona zaista i liči pomalo na jedan autoput. Osim što je, naravno, sačinjena od vazduha koji se kreće.
Polarni vrtlog i mlazna struja "čuvaju" hladan vazduh na Arktiku, ali nisu uvijek uspješni
Ali ostavimo po strani za trenutak metafore kao što je ova sa autoputem. Ona nam je bila korisna da razumijemo oblik jednog fenomena, visoko u Zemljinoj atmosferi.
Sada nam treba jedna drugačija metafora, za drugačije potrebe. Polarni vrtlog i mlazna struja zajedno djeluju i kao bedem, jer u uobičajenim okolnostima sprečavaju prodor ledenog polarnog vazduha u niže, i daleko naseljenije geografske širine.
Snaga polarnog vrtloga, odnosno brzina vjetrova, zavisi od razlike između temperatura od ekvatora do sjevernog pola. Drugim riječima, što je hladnije na Arktiku, to je polarni vrtlog jači. A kada je polarni vrtlog jak, onda je i mlazna struja jaka i brza, i zarobljava hladan vazduh iznad Arktika.
Sa druge strane, onda kada polarni vrtlog slabi, što može biti izazvano manjom razlikom između temperatura na polu i ekvatoru, mlazna struja sve više meandrira, talasa i, s vremena na vrijeme, propušta hladan vazduh ka nižim geografskim širinama.
"Kada se brzine vjetrova u polarnom vrtlogu otprilike prepolove, tj. kada brzine vjetrova padnu na oko 100 do 150 kilometara na čas, onda vrtlog postaje nestabilan", objašnjava dr Đurđević. To znači da su temperaturni uslovi iznad Arktika i u ostatku sjeverne hemisfere, grubo rečeno, obrnuto proporcionalni.
Kada je vrtlog jak, onda je hladan vazduh "zarobljen" na Arktiku, a zima je u ostatku sjeverne hemisfere blaža. Kada je vrlog slab, hladan vazduh se lakše "izliva" na jug, što sa sobom donosi proboj hladnog vremena ispod polarnog kruga koji može trajati nekoliko dana, kao što je sada slučaj širom Sjeverne Amerike, ali i Evrope i Azije.
Važno je razumjeti da su sve ove pojave - zarobljavanje i izlivanje hladnog vazduha, kretanje mlazne struje i jačina polarnog vrtloga - samo relativno stabilne. Nisu to zapravo ni autoputevi ni bedemi. Povremeno slabljenje polarnog vrtloga, i prodor hladnog vazduha sa Arktika na jug, događa se gotovo svake godine; pitanje je samo koliko su ti prodori česti, i koliko su jaki.
Kada je vrtlog jak, onda je hladan vazduh "zarobljen" na Arktiku, a zima je u ostatku sjeverne hemisfere blaža. Ove godine, taj prodor je bio posebno jak, i pogodio je ogromno prostranstvo, jer je arktički bedem bio posebno slab - zato što temperature vazduha iznad Arktika nisu bile dovoljno niske u odnosu na temperature na ekvatoru.
Pošto stabilnost polarnog vrtloga zavisi od razlike u temperaturama između ekvatora i polova, postavlja se pitanje da li na njegovu stabilnost - pa samim tim, i na učestalost ovakvih hladnih epizoda širom sjeverne hemisfere - utiču klimatske promjene. U pitanju je kompleksna tema koja je trenutno velika tema istraživanja u svjetskoj klimatologiji, a o kojoj smo razgovarali sa dr Đurđevićem.
Povećana nestabilnost polarnog vrtloga može biti i direktna posljedica klimatskih promjena
"Kada razmišljamo o klimatskim promenama, prvo što nam pada na pamet je zagrevanje, jer sagorevanjem fosilnih goriva konstantno povećavamo koncentracije gasova sa efektom staklene bašte u vazduhu. Situacija je tu prilično jasna u smislu uzroka i posledice.
Međutim atmosfera nije statična. Vazduh se uvijek kreće, a jedan deo tih kretanja je posledica temperaturne razlike između ekvatorijalnih i polarnih oblasti.
U tom smislu, svako dugoročno narušavanje razlike u temperaturi između pola i ekvatora, odraziće se i na dinamiku atmosfere, donosno donekle će se promeniti način kako vazduh putuje preko površine planete.
S obzirom na to da se polarne oblasti zagrevanju znatno brže od ekvatorijalnih, ova razlika je manje nego što je bila u prošlosti, pa tako ovi neočekivani transporti hladnog vazduha iz polarnih oblasti u umerene širine i nisu toliko neočekivani na toplijoj planeti. Štaviše, povećana nestabilnost može biti direktna posledica klimatskih promena.
Ovakve promene dovode i do naizgled paradoksalnih situacija, da u vremenu kada se maltene permanentno obaraju topli rekordi u pojedinim delovima sveta, imate nagla zahlađenja sa velikom količinom snežnih padavina.
Nažalost, ona nisu dokaz da je smer porasta globalne temperature preokrenut, jer se ipak radi o izolovanim, relativno kratkim epizodama", kaže dr Vladimir Đurđević.
BONUS VIDEO:
(Klima101/Mondo)
