Polar vortex

De beleving van het weerbeeld vindt altijd plaats aan de grond, want daar houden wij mensen ons meestal op. Maar het zijn juist de patronen hoog in de atmosfeer die sturend zijn voor de ontwikkelingen aan de grond. De zogenaamde ‘polar vortex’ vormt een belangrijk onderdeel van het omvangrijke complexe systeem in onze atmosfeer dat resulteert in ons weerbeeld aan de grond. De ‘Polar Vortex’ wordt gevormd door koude lucht rondom de polen,  vanaf 5 kilometer boven het aardoppervlak. Deze aanwezigheid van kou levert lagedrukwerking op in de bovenlucht.

Er dient onderscheid gemaakt te worden tussen enerzijds de troposferische polar-vortex (TPV) en anderzijds de stratosferische polar-vortex (SPV). Zowel op langere als ook op kortere tijdschalen blijken de stratosfeer en de troposfeer gekoppeld te zijn. Zo leiden bv variaties in de stratosferische westenwinden enkele weken later tot soortgelijke variaties in de troposferische westenwinden.

Anderzijds kunnen de Rossby-golven zich tot in de stratosfeer voortbewegen (bergen, hogedrukgebieden) met als het gevolg dat ook de stratosferische jetstream gaat zwingen. De windsnelheden nemen gedurende de daaropvolgende 2 tot 3 maanden gestadig af met als gevolg dat de polar-vortex zo instabiel wordt dat warmelucht tot in de hogere atmosfeer boven de Noordpool doordringen kan. Deze opwarming van de stratosfeer (major warming) leidt tot het uiteenvallen (2 helften) van de polar-vortex (een zgn. polar-vortex split). Boven het noordelijk halfrond zien we een overgang naar meer meridionale atmosferische stromingen (blokkades) met transport van koude arctische luchtmassa’s tot zuidelijke breedtegraden. Dit vindt plaats boven zowel de USA als boven Europa.

De precieze koppelingmechanismen en factoren die hierop aangrijpen zijn nog onbegrepen en vooral de laatste jaren wordt veel onderzoek gedaan.
Algemeen kan men stellen;
-een sterke TPV leidt tot sterke westenwinden (zonaal) / positieve fase AO-NAO
-een zwakke TPV leidt tot verhoogde blokkades (meridionaa) / neg fase AO-NAO

Zwakke Polar-Vortex (kou)

 

Sterke Polar-Vortex (warm)

 

 

 

Zowel het Zuidelijk als het Noordelijk Halfrond een polar vortex
Er bestaan in feite twee ‘polar vortex-en’. Eén bij de Zuidpool en één bij de Noordpool. Rondom de Zuidpool kent deze lagedrukwerking in de bovenlucht een relatief regelmatige cirkelvorm. Dat komt omdat, afgezien van Antarctica zelf, er nauwelijks landoppervlak rond de Zuidpool aanwezig is. Het circulatiepatroon rond die pool wordt daardoor nauwelijks verstoord.

Ronddraaiende uitstulpingen
Rond de Noordpool wordt de stroming echter wél door allerlei landoppervlak verstoord. De rond de Noordpool draaiende koude luchtmassa’s kennen daardoor een veel grilliger vorm, met diverse, steeds van vorm veranderende, uitstulpingen. Deze lobben koude lucht in de bovenlucht zijn in feite bovenluchttroggen, uitlopers van lagedrukwerking hoog in de atmosfeer.

Deze uitstulpingen draaien mee met de globale stromingsrichting op aarde, van west naar oost, die wordt veroorzaakt door de draaiing van de aarde om haar as. Binnen deze steeds veranderende situatie kent de vortex rond de Noordpool gemiddeld gezien twee kerngebieden. Eén dichtbij Baffin Island in het noordoosten van Canada (ook wel eens de ‘Canadese koudekolk’ genoemd), en een andere boven het noordoosten van Siberië.

Het hiernaast getoonde afbeeldingen met de bovenluchttemperaturen voor de komende periode illustreren dit alles. De koude lucht ‘kolkt’ rond de Noordpool van west naar oost, met uitlopers die als tentakels af en toe ver zuidelijk uitzakken, en zich vervolgens weer terugtrekken. Daarbij bevindt zich boven het noordoosten van Siberië aanvankelijk de belangrijkste kern van kou, later voegt het noordoosten van Canada zich daarbij. Opvallend is dat ook Europa zo nu en dan een veeg van de bovenluchtkou meekrijgt.

Slingerende straalstroom: afwisseling
Op de grens tussen deze zeer koude bovenlucht en de warmere lucht bevindt zich een relatief smalle zone waarin over een relatief kleine afstand grote temperatuursverschillen bestaan. Op (en als gevolg van) die scherpe overgang vinden we de straalstroom terug, de zone waarin zich de meest actieve depressies aan de grond ontwikkelen.

Stratosferische polar-vortex
Hiermee wordt de eigenlijke polar-vortex bedoeld, een traag systeem welke zich manifesteert  in de stratosfeer op 12 tot 30 km hoogte ( 100 hPa tot 10 hPa).