Hoog boven het Noordpoolgebied speelt zich momenteel een bijzonder proces af. Op tientallen kilometers hoogte, in de stratosfeer, vindt namelijk een zogenoemde Sudden Stratospheric Warming (SSW) plaats. Zo’n gebeurtenis kan de polar vortex (poolwervel) verstoren. Hoewel dit proces zich ver boven ons hoofd afspeelt, kan het uiteindelijk invloed hebben op het weer op het noordelijk halfrond, waaronder Europa.
De poolwervel: een winterse motor in de atmosfeer
In de winter vormt zich boven het Noordpoolgebied een groot systeem van sterke westenwinden in de hogere atmosfeer: de poolwervel. Deze winden draaien als een ring rond de pool en houden de koudste lucht grotendeels opgesloten boven het Arctisch gebied. Je lees over de poolwervel in deze blog.
Wanneer de wervel sterk en stabiel is, blijft de koude lucht vooral rond de Noordpool cirkelen. Daardoor blijft het op middelhoge breedten, zoals Europa, vaak relatief zacht. Maar wanneer de poolwervel verzwakt of verstoord raakt, kan koude lucht gemakkelijker naar het zuiden uitstromen. Dat vergroot de kans op koude-uitbraken in delen van Noord-Amerika, Europa of Azië.
De term poolwervel wordt overigens voor twee lagen van de atmosfeer gebruikt:
• De troposferische poolwervel, in de onderste laag van de atmosfeer waar ons weer plaatsvindt
• De stratosferische poolwervel, hoger in de atmosfeer op ongeveer 10 tot 50 kilometer hoogte
Een Sudden Stratospheric Warming heeft betrekking op deze stratosferische poolwervel.
De polar vortex bestaat uit twee delen: de troposferische en de stratosferische polar vortex. Bron: NOAA Climate
Atmosferische golven verstoren de wervel
De verstoring van de stratosferische poolwervel ontstaat door grote atmosferische golfpatronen: Rossby-golven. Deze ontstaan in de lagere atmosfeer, bijvoorbeeld door temperatuurverschillen tussen land en oceaan of door grote bergketens.
Soms zijn deze golven sterk genoeg om verticaal te bewegen en door te dringen tot in de stratosfeer. Daar kunnen ze breken, vergelijkbaar met zeegolven bij de kust. Daarbij komt enorm veel energie vrij, waardoor de circulatie rond de pool wordt verstoord en de poolwervel verzwakt.
Als de verstoring sterk genoeg is, kunnen de westenwinden rond de pool sterk afnemen of zelfs omkeren naar oostenwinden. Tegelijkertijd warmt de stratosfeer boven het poolgebied snel op door de vrijgekomen energie.
Schematische weergave van de polar vortex. Als de polar vortex stabiel is houdt het de koude lucht boven de Noordpool. Wanneer deze verzwakt, zakt koude lucht naar het zuiden. Bron: NOAA
Wat is een Sudden Stratospheric Warming?
Een Sudden Stratospheric Warming is een plotselinge en sterke temperatuurstijging in de stratosfeer boven het poolgebied. Binnen enkele dagen kan de temperatuur daar met tientallen graden stijgen.
Tijdens zo’n gebeurtenis kan de poolwervel:
• verzwakken
• van positie verschuiven
• of zelfs in twee delen splitsen
In dat laatste geval ontstaan twee afzonderlijke kernen met koude lucht die richting lagere breedtegraden kunnen bewegen. De effecten hiervan zijn niet direct aan het aardoppervlak te merken. Meestal duurt het tien tot dertig dagen voordat veranderingen in de stratosfeer doorwerken naar het weer dichter bij de grond.
Een hogedrukanomalie (hogere druk dan normaal) boven de Noordpool. Hierdoor is de kern van de poolwervel gesplitst in twee delen. Dit beeld is van afgelopen vrijdag. Bron: WeatherBELL
De huidige situatie
Momenteel is er een duidelijke stratosferische opwarming boven het Arctisch gebied. Metingen en modelberekeningen laten verschillende signalen zien die typisch zijn voor een SSW:
• sterke Rossby-golven
• snelle temperatuurstijging in de stratosfeer
• veranderingen in de windrichting rond de pool
Deze signalen wijzen erop dat de poolwervel aanzienlijk verstoord raakt. In sommige modelberekeningen lijkt de wervel zelfs te splitsen, waarbij een kern van de koude lucht richting Noord-Amerika kan verplaatsen.
SSW's komen niet elk jaar voor, maar op het noordelijk halfrond gemiddeld eens in de paar winters.
De temperatuur (in Kelvin) onderin de stratosfeer. De gele lijn geeft de gemiddelde temperatuur op een hoogte van 100 hPa weer. De rode lijn is de gemeten temperatuur. Begin maart in een plotselinge grote toename in temperatuur gemeten. Bron: NOAA Climate Prediction Center
Mogelijke gevolgen voor het weer
Wanneer de poolwervel wordt verstoord, kan dat de weerpatronen op het noordelijk halfrond veranderen. Drie mogelijke effecten:
- Koude-uitbraken: door een zwakkere poolwervel kan koude lucht uit het poolgebied gemakkelijker naar het zuiden uitstromen.
- Blokkades in de atmosfeer: verstoringen kunnen leiden tot langdurige hogedrukgebieden, bijvoorbeeld boven Groenland of Scandinavië, die de straalstroom beïnvloeden.
- Meer wisselvallige patronen: de atmosfeer kan tijdelijk onrustiger worden, met grotere verschillen tussen warme en koude perioden.
Toch betekent een SSW niet automatisch dat het overal kouder wordt. De uiteindelijke gevolgen hangen sterk af van hoe de atmosferische circulatie zich daarna ontwikkelt.
Wat betekent dit voor Nederland en Europa?
Voor Europa is het effect van een stratosferische opwarming vaak minder duidelijk dan voor Noord-Amerika. In sommige gevallen kan een verstoorde poolwervel leiden tot een blokkade boven Groenland of Scandinavië, waardoor koudere lucht richting Europa stroomt. In andere situaties ontstaat juist een sterkere westelijke stroming, waarbij zachte oceaanlucht Europa bereikt. Het sterkste deel van de gesplitste kern van de poolwervel ligt momenteel boven Noord-Amerika. Dit sterke lagedrukgebied zorgt ervoor dat zich boven Europa momenteel een hogedrukgebied bevindt (zie eerdere afbeelding). Dit kan deels verklaren dat de temperaturen in een groot deel van Europa momenteel hoger zijn dan normaal.
Met andere woorden: de huidige ontwikkelingen in de stratosfeer vergroten de kans op veranderingen in het weerpatroon later in maart, maar de exacte uitkomst blijft voorlopig onzeker.
De temperatuuranomalie (afwijking) in Europa. Het is momenteel warmer dan 'normaal' in Europa. Bron: WXCharts
