Результати спостережень і чисельного моделювання показали, що головна причина аномально холодної погоди, яка спостерігалася в Північній півкулі взимку 2020-2021 років – порушення системи атмосферної циркуляції в полярному регіоні, пов'язане з потеплінням, що продовжується, в Арктиці. Стаття опублікована у журналі Science.
Вчені з департаменту наук про навколишнє середовище, Землю та атмосферу Массачусетського технологічного університету разом із колегами з Єврейського університету Єрусалима провели аналіз зміни характеру стратосферного полярного вихору за останні сорок років та порівняли отримані результати з даними сучасних кліматичних моделей.
Полярний вихор – це осередок циркуляції земної атмосфери в приполярному арктичному регіоні, рушійною силою якої є різниця в нагріванні земної поверхні біля полюсів і помірних широтах.
Автори виявили прямий фізичний зв'язок між швидким потеплінням в Арктиці та його наслідками — скороченням площі морського льоду та посиленням снігового покриву Євразії — з порушенням зміни полярного вихору та почастішанням екстремальних погодних явищ узимку у середніх широтах.
У класичному вигляді полярний вихор має вигляд кругового осередку циркуляції, але в останні роки він набув розтягнутого вигляду. Дослідники відновили весь ланцюжок подій, пов'язаних із цією зміною.
Спочатку між Північною Європою та Уралом формується хвиля високого тиску, а над Східною Азією встановлюється область низького тиску. Така картина виникає наприкінці осені, коли площа полярних льодів у басейнах Баренцева і Карського морів мінімальна, а Сибіру починаються сильні снігопади.
Надмірна енергія євразійської хвилі відбивається від полярного вихору і поглинається аналогічною північноамериканською хвилею з високим тиском над Аляською та північною частиною Тихого океану та низьким тиском над східною частиною Північної Америки.
Протягом зими енергія двох хвиль тиску від злиття посилюється і ймовірність екстремальних погодних подій зростає. Така ситуація склалася, наприклад, у лютому 2021 року в Північній Америці, коли розтягнутий полярний вихор приніс безпрецедентну хвилю холоду до Техасу.
«Минулої зими сильна хвиля холоду в Техасі викликала суперечки про те, чи зміна клімату може сприяти більш суворій зимовій погоді.
Однак досліджень, які підтверджують або спростовують фізичний зв'язок між зміною клімату та хвилею холоду в Техасі та іншими нещодавніми суворими зимовими погодними явищами в США, досі не було, — наводяться в прес-релізі Американської асоціації сприяння розвитку науки слова провідного автора дослідження Джуда Коена ( Judah Cohen). — Наше дослідження надає переконливі докази такого зв'язку та показує, що потепління на планеті не захистить нас від руйнівних впливів суворої зими».
«Існує давня суперечність між очевидним збільшенням екстремальних морозів узимку в середніх широтах на тлі того, що глобальні температури стають вищими, — продовжує ще один автор дослідження Хаїм Гарфінкель (Chaim Garfinkel) із Єврейського університету в Єрусалимі. — Це дослідження допомагає вирішити цю суперечність і наголошує, що очевидне посилення екстремальних морозів у середніх широтах взимку не повинно використовуватися як привід для відкладення вживання термінових заходів щодо скорочення викидів парникових газів».
За останні три десятиліття Арктика зазнала найсильнішої зміни клімату з усіх регіонів Землі, включаючи швидке підвищення температури, танення морського льоду, зменшення весняного та збільшення осіннього снігового покриву.