V dějinách pozorování se polární vír (někdy i polární vortex) nikdy nerozpadl před koncem listopadu. Letos se to možná stane už o tři týdny dříve, naznačují evropské meteorologické modely. To by mohlo mít zřejmě značné dopady na počasí v Evropě.
Zima přichází – a tak se do popředí zájmu prognostiků zabývajících se vzdálenějšími výhledy počasí dostává pojem polární vír. Jde o proudění ve značných výškách (typicky kolem 30 kilometrů) nad Arktidou, kde se ovšem v následujících týdnech schyluje k vcelku mimořádné události.
Podle nejnovějších výpočtů meteorologických modelů by se totiž už začátkem listopadu mohl polární vír výrazně oslabit, nebo dokonce narušit a rozdělit. Současně by mohlo dojít k náhlému stratosférickému oteplení. A to v tak časném termínu, který nemá v dosavadních záznamech obdoby. Takový vývoj může v následujících týdnech ovlivnit počasí na severní polokouli včetně Evropy. Kdo ale na základě těchto informací tipuje příchod silných mrazů, které občas po předchozích epizodách rozpadu polárního víru následovaly, může být zklamán – automaticky je totiž čekat nelze.
Obří vír na pólem
Polární vír představuje rozsáhlou oblast cyklonální (tedy směřující proti směru hodinových ručiček na severní polokouli) cirkulace, která se v chladné části roku vytváří nad polárními oblastmi ve stratosféře, tedy ve výškách přibližně 12 až 50 kilometrů. Vznik jevu souvisí s výrazným ochlazováním polární atmosféry během polární noci a rostoucím teplotním kontrastem mezi Arktidou a nižšími zeměpisnými šířkami. Ten podporuje vznik silného západního proudění, které obklopuje studený vzduch nad pólem.
Za normálních okolností polární vír během podzimu postupně zesiluje a největší intenzity dosahuje v zimě. Letos by ale situace mohla být výrazně odlišná – nejnovější výpočty evropského modelu ECMWF totiž naznačují prudké zeslabení západního proudění ve stratosféře už během prvního listopadového týdne. Některé scénáře počítají dokonce s jeho úplným otočením na východní proudění.
Právě změna směru zonálního větru ve výškové hladině 10 hPa (přibližně 30 kilometrů nad zemským povrchem) na 60. stupni severní šířky je jedním ze základních kritérií pro klasifikaci významného náhlého stratosférického oteplení. Při něm se může teplota polární stratosféry během několika dnů zvýšit až o desítky stupňů Celsia. Současně dochází k výraznému narušení cirkulace polárního víru. Ten se může přesunout mimo oblast pólu, případně rozdělit na dvě samostatná centra – často nad severní částí Eurasie a Severní Ameriky.
Historicky bez precedentů
Pokud by se výše zmíněná předpověď naplnila, představovalo by stratosférické oteplení v prvním listopadovém týdnu mimořádně časnou událost. V historických záznamech od roku 1959 se totiž obdobně významné oteplení nevyskytlo před 28. listopadem. Nový případ by tak mohl dosavadní nejčasnější termín překonat přibližně o tři týdny. Významná stratosférická oteplení se přitom obvykle objevují až během vrcholu zimy, nejčastěji v lednu nebo únoru, kdy už je polární vír plně vyvinutý. Na začátku listopadu se totiž jeho struktura teprve stabilizuje.
Hlavní roli při narušování polárního víru hrají planetární neboli Rossbyho vlny. Ty vznikají v troposféře v souvislosti s rozložením tlakových útvarů, rozdílným ohříváním pevnin a oceánů nebo působením rozsáhlých horských pásem. Za určitých podmínek se mohou šířit vzhůru do stratosféry, kde předávají hybnost okolnímu proudění. Výsledkem je zeslabování západních větrů, deformace polárního víru a změny vertikálních pohybů vzduchu, které pak vedou k výraznému oteplování polární stratosféry.
Podle typu převládajícího charakteru planetárních vln může dojít buď k posunutí polárního víru mimo pól nebo se vír výrazně protáhne a následně rozdělí na (většinou) dva samostatné útvary. A právě tuto druhou možnost naznačují některé aktuální modelové výpočty.
Dopady na počasí
Narušení stratosférického polárního víru může mít významné důsledky i pro počasí při zemském povrchu, které se ovšem neprojeví okamžitě. Změny cirkulace ve stratosféře se za vhodných podmínek postupně přenášejí do nižších vrstev atmosféry. Tento proces může trvat přibližně jeden až šest týdnů.
Výsledkem bývá oslabení západního proudění ve vyšších zeměpisných šířkách, častější výskyt blokujících tlakových výší a následně výraznější meandrování tryskového proudění. Taková situace může usnadnit pronikání studeného arktického vzduchu daleko k jihu. V minulosti některá významná stratosférická oteplení předcházela výrazným vpádům mrazivého vzduchu do Evropy, Severní Ameriky nebo Asie. Rozhodně však neplatí, že každé narušení polárního víru musí vyvolat silné ochlazení.
Záleží totiž na tom, jestli se změny skutečně přenesou ze stratosféry do troposféry a jaký to má následně dopad na rozložení tlakových útvarů usměrňujících proudění studeného vzduchu. Nehledě na to, že v jiných částech meandrů tryskového proudění naopak dochází k pronikání teplého vzduchu daleko na sever. Pro střední Evropu tak může být výsledkem výrazně chladnější období, ale také počasí bez podstatnější odchylky od běžných listopadových podmínek. Samotný rozpad stratosférického víru proto nelze považovat za předpověď mrazivé zimy. Vývoj polárního víru v následujících týdnech tedy bude meteorologicky mimořádně zajímavý.
Pokud se předpovědi naplní, půjde o pozoruhodnou událost z hlediska dynamiky atmosféry a jednu z nejzajímavějších stratosférických událostí posledních desetiletí. Nicméně zda a jak se případně toto neobvyklé dění nad Arktidou promítne do počasí v Česku, ukážou až následující týdny.
Rychle sílící El Niño
Zajímavou okolností letošní zimy v této souvislosti je také rychle sílící El Niño v tropickém Tichém oceánu. Během zim s El Niñem bývá polární vír v průměru slabší a stratosféra nad Arktidou teplejší. Souvisí to zejména se silnějším působením planetárních vln na stratosféru. Některé studie ukazují, že El Niño může podporovat výskyt náhlých stratosférických oteplení zejména v lednu a únoru.
Vzhledem k tomu, že letošní El Niño bude zřejmě nejsilnější za dobu moderních pozorování, bude zajímavé sledovat, zda případné listopadové narušení polárního víru zůstane během zimy jedinou výraznou událostí. Přímou souvislost mezi současnou předpovědí listopadového rozpadu víru a El Niñem ale zatím nelze prokázat.