Poliarinis sūkurys

Suprasti poliarinį sūkurį ir jo griūtis

Poliarinis sūkurys yra ne pavienis, statiškas reiškinys, o dinamiška ir sudėtinga cirkuliuojančio oro sistema, sąveikaujanti su stratosfera ir troposfera. Jis daro įtaką poliarinės srovės stiprumui ir trajektorijai, o tai savo ruožtu veikia orų modelius vidutinių platumų regionuose. 

Jo elgesys kinta priklausomai nuo metų laikų: jis būna stipriausias žiemą, kai temperatūros kontrastas tarp ašigalių ir žemesnių platumų yra didžiausias, ir silpnesnis vasarą. Sūkurys taip pat atlieka svarbų vaidmenį sulaikant itin šaltą orą netoli ašigalių, o jo svyravimai gali sukelti šalto oro protrūkius, kai jis susilpnėja arba pasislenka.

Įprastomis sąlygomis dėl stipraus poliarinio sūkurio arktinis arba antarktinis oras daugiausia susitelkia ties ašigaliais. Žemiau troposferoje tekanti poliarinė reaktyvinė srovė veikia kaip barjeras tarp poliarinio ir vidutinių platumų oro. Stiprus sūkurys stabilizuoja reaktyvinę srovę, todėl didžiojoje Šiaurės pusrutulio dalyje žiemos sąlygos būna švelnesnės.

Kai sūkurys susilpnėja, sūkurinė srovė tampa silpnesnė ir suformuoja dideles nuokalnes, kurios tęsiasi toli į pietus. Dėl šių nukrypimų šaltas poliarinis oras patenka į vidutinių platumų regionus ir sukelia ekstremalius šalčius, gausų snygį ir užsitęsusią žiemą.

Papildomas susilpnėjusio sūkurio poveikis:

• Pasikeitusios audrų vėžės: Kai kuriuose regionuose dažniau pasitaiko sniego audrų ar ledo reiškinių.
• Nuolatiniai temperatūros pokyčiai: Gali trukti ištisas savaites ir turėti įtakos žemės ūkiui, energijos poreikiui ir transportui.
• Sąveika su kitais atmosferos reiškiniais: blokuojančios aukštumos ir kiti reiškiniai gali sustiprinti ekstremalius orų reiškinius.

Kas atsitinka, jei suyra poliarinis sūkurys?

Suirimas, dažnai susijęs su staigiu stratosferos atšilimu (SSW), nereiškia, kad sūkurys išnyksta. Priešingai, jis sutrinka, susilpnėja arba pasislenka, sukeldamas kaskadinį poveikį reaktyvinei srovei ir paviršiniams orams.

Pagrindiniai rezultatai:

• Vėjo susilpnėjimas arba pasikeitimas: Stratosferos vakarų vėjai sulėtėja arba pasislenka į rytus, todėl sūkurys mažiau sulaiko poliarinį orą.
• Sūkurio poslinkis arba skilimas: Sūkurys gali pasislinkti nuo ašigalio arba suskilti į mažesnius, silpnesnius cirkuliacijos centrus.
• Reaktyvinio srauto sutrikimas: Dėl silpnesnės reaktyvinės srovės arktinis oras gali prasiskverbti į vidutines platumas, todėl padidėja ekstremalių žiemos orų rizika.
• Poveikis paviršiui: Šalčio protrūkiai, sniego audros ir ilgalaikis apledėjimas gali paveikti didelius regionus nuo kelių savaičių iki kelių mėnesių, kartais sukeldami energetikos ir infrastruktūros problemų.

Staigaus stratosferos atšilimo mechanizmas

Staigus stratosferos atšilimas yra pagrindinis poliarinių sūkurių žlugimo mechanizmas. Tai įvyksta, kai planetos masto atmosferos bangos iš žemutinės atmosferos plinta aukštyn į stratosferą. Šias bangas dažnai sukelia dideli geografiniai objektai, pavyzdžiui, Uoliniai kalnai, Himalajai arba stiprios orų sistemos.

Kylant šios bangos lūžta, panašiai kaip vandenyno bangos paplūdimyje, išskirdamos daug energijos ir impulso į stratosferą. Ši energijos injekcija sutrikdo sūkurį, todėl jo vėjai susilpnėja, o temperatūra smarkiai pakyla.

Šis procesas paaiškina, kodėl SSW reiškiniai ir poliarinio sūkurio griūtys yra daug dažnesni Šiaurės pusrutulyje, kur įvairios sausumos masės ir kalnų grandinės sukelia stiprias atmosferos bangas, palyginti su Pietų pusrutuliu, kur vandenyno apsuptas Antarktidos žemynas sukelia daug mažiau trikdžių.

Kaip dažnai siaučia poliarinis sūkurys?

Dažnis įvairiuose pusrutuliuose skiriasi dėl geografinių ir atmosferos sąlygų:

• Šiaurės pusrutulis: Kalnai ir žemynai sukelia atmosferos bangas, kurios trikdo stratosferą.

• Pietų pusrutulis: Griūtys pasitaiko retai. Antarktidos sūkurys yra neįprastai stabilus dėl žemyno izoliacijos ir jį supančio vandenyno, kuris sumažina trikdžius.

Svarbu atskirti stratosferos sutrikimus ir šalto oro protrūkius prie paviršiaus, nes ne visi šalčio reiškiniai prie paviršiaus kyla dėl visiško sūkurio suirimo.

Kiek laiko trunka poliarinio sūkurio griūtys?

Nors poliarinis sūkurys egzistuoja ištisus metus, stratosferoje jis susidaro per kelias dienas. Tačiau jo poveikis paviršiuje gali išlikti daug ilgiau.

Įprasti modeliai:

• Stratosferos atšilimas įvyksta per kelias dienas ir sutrikdo sūkurį.
• Reaktyvinės srovės pokyčiai ir arktinio oro judėjimas į vidutines platumas gali tęstis kelias savaites.
• Priklausomai nuo to, kaip pasislinkęs sūkurys sąveikauja su kitomis atmosferos sistemomis, gali susidaryti daug savaičių trunkantys šalčio laikotarpiai arba pasikartojantys šalto oro antplūdžiai.

Ryškus pavyzdys - itin šaltas 2019 m. sausis, kai centrinėje ir rytinėje Jungtinių Valstijų dalyje buvo pavojingai žema temperatūra. Šis įvykis buvo tiesiogiai susijęs su poliarinio sūkurio sutrikimu ir sukėlė plataus masto visuomenės ir infrastruktūros problemas, įskaitant energijos trūkumą ir transporto pavojus.

Poliarinio sūkurio žlugimo požymiai ir poveikis

Meteorologai stebi kelis pagrindinius rodiklius, kad galėtų numatyti griūtį:

• Spartus stratosferos atšilimas: Temperatūra per kelias dienas gali pakilti iki 50 °C, o tai reiškia, kad į atmosferą patenka daug energijos.
• Vėjo pasikeitimas: Įprastai vakarų stratosferos vėjai sulėtėja arba pasislenka į rytus, todėl susilpnėja poliarinio oro sulaikymas.
• Sūkurio poslinkis arba skilimas: Prognozių modeliai gali rodyti, kad sūkurys pasislenka nuo ašigalio arba suskyla.
• Reaktyvinio srauto anomalijos: Ankstyvieji reaktyvinės srovės nuokrypiai rodo, kad arktinis oras netrukus gali persikelti į pietus.

Šie požymiai paprastai pasirodo likus vienai-dviem savaitėms iki smūgių į žemės paviršių, todėl meteorologai gali iš anksto perspėti ir prognozuoti.

Platesnių poliarinių sūkurių padarinių supratimas

Poliarinis sūkurys yra nuolatinis atmosferos reiškinys, tačiau jo stabilumas daro didelę įtaką žiemos orams. Stiprus sūkurys sulaiko šaltą orą netoli ašigalių, o susilpnėjęs arba suiręs sūkurys leidžia arktiniam orui skverbtis į vidutines platumas ir sukelia ekstremalų šaltį, sniegą ir ledą.

• Šiaurės pusrutulyje griūtys įvyksta gana dažnai, tačiau Pietų pusrutulyje jos būna retos.
• Pagrindinė priežastis - staigus stratosferos atšilimas, pasireiškiantis greitu stratosferos įkaitimu ir vėjo pasikeitimu.
• Stratosferoje sutrikimai pasireiškia greitai, o paviršiuje poveikis gali trukti savaites ar mėnesius.

Supratimas apie poliarinį sūkurį, jo griūtis ir jų rodiklius padeda paaiškinti, kodėl žiemos gali staiga pasikeisti iš švelnių į atšiaurias ir kodėl vieni regionai patiria ilgalaikį šaltį, o kiti lieka palyginti nepaveikti.