Dlaczego jest tak ciepło

Dlaczego jest tak ciepło skoro powinno być zimno? Wszystko wyjaśnia Juliusz Orlikowski – post skopiowany z Facebooka.

Z uwagi na dość ciepły początek zimy, postanowiłem popatrzeć na możliwe przyczyny takiej sytuacji w trochę inny sposób. Jak wiadomo z uwagi na szczególną lokalizację Polski w Europie, wpływ na naszą pogodę ma bardzo wiele czynników, których nie da się dokładnie scharakteryzować. Na początek na pewno każdy stara się oceniać cyrkulację strefową. Tutaj jak wiadomo istotnych jest bardzo wiele czynników: warunki pogodowe w Ameryce Płn., Zatoce Meksykańskiej, rozkład mas powietrza, warunki przepływu powietrza z okolic podbiegunowych na południe i jeszcze wiele innych…
Tym razem zwróciłem uwagę na warunki synoptyczne w Afryce Płn. W wielu przypadkach istotny jest rozkład ciśnienia w rejonie Morza Śródziemnego oraz w południowej części Europy. Konkretnie chodzi mi o związek występowania warunków wyżowych w tym rejonie świata na zjawisko ciepłych okresów podczas zimy w Polsce. Jak wiadomo, jeżeli występuje układ wyżowy na południu, bardzo często w Polsce jest dość ciepło w okresie zimowym. Oczywiście nie zawsze tak jest. Istotny w tym przypadku jest rozkład geopotencjału, który wpływa na ograniczone warunki do cyklogenezy na terenie Europy, co znacząco ogranicza adwekcję zimnego powietrza z północy (nie ma co pisać dlaczego tak jest, bo to jest dość trywialne). Istotna więc staje się ocena z czego może wynikać znaczny wzrost ciśnienia na południu Europy. Występowanie warunków wyżowych w tej części Afryki niewątpliwie związane jest z obecnością komórki Hadleya. Jakakolwiek anomalia tego zjawiska jest niezwykle trudna do analizy, bowiem na całość zjawisk nakłada się oddziaływanie wielu czynników, bardzo trudnych do oddzielenia od siebie. Skupiłem się więc na ocenie, czy występowanie silniejszego wału wyżowego może wynikać z czynników adwekcyjnych. Spróbowałem wykonać ocenę sondaży i w ten sposób dokonać rozkładu temperatur w północnej części Afryki w okresie grudzień – styczeń. Jak się okazuje warunki naturalnego układu wyżowego na północy Afryki i wyżu azorskiego się różnią. Wyż azorski charakteryzuje się występowaniem stosunkowo wyraźnej inwersji osiadania. Forma tego wyżu nie jest także jednolita, bowiem bardzo często odtwarzany jest w wyniku adwekcji powietrza Pm, co powoduje że warunki rozkładu temperatury są także bardzo zmienne. W celu pokazania jak może wyglądać modelowy Wyż Azorski zbudowany z „własnej” masy powietrza wybrałem stosunkowo krótki okres analizy. Na poniższym rysunku zrobiłem rozkład przestrzenny temperatury na bazie analiz sondaży z Madery do poziomu 500hPa (około 5,5km) w okresie 8 dni.

Wyraźnie widoczne są inwersje temperatury występujące na zmiennych poziomach 900-750hPa, wskazujące na stabilny układ wyżowy. Nad północną Afryką jest inaczej, inwersje są znacznie słabsze i mniej wyraźne, co potwierdza nieco mniejszą stabilność warunków wyżowych, czego przełożeniem jest charakterystyczny sezonowy rozkład ciśnienia. Analizując warunki synoptyczne w okresie 2005-2015 można zauważyć że wyższe ciśnienie występuje, kiedy temperatura w warstwie 850-700hPa jest obniżona. Jako przykład załączam przykładowe mapy T850 i G850 Afryki dla dwóch skrajnych zim: ciepłej i zimnej w Polsce z serwisu wetter3 – dane archiwalne na etapie analizy modelu GFS:

Chłodna zima w Polsce 2005/2006

Ciepła zima w Polsce 2013/2014

Można powiedzieć że trochę to zmanipulowałem, wybierając „wygodne” mapy. Zdaje sobie że jest sporo wyjątków, ale ogólnie taką tendencje widać.

W okresie kiedy obserwuje się znacznie wyższe ciśnienie, temperatura w północnej Afryce jest niższa. Powstaje więc pytanie z czego to może wynikać. Wydaje mi się (ocena moja jest dość subiektywna), że pewne znaczenie ma kierunek adwekcji mas powietrza. W przypadku kiedy do Afryki napływa powietrze z Wyżu Azorskiego (także do Europy), powstaje bardzo stabilny układ wyżowy. W analizie kieruję się w tym przypadku wielkością inwersji osiadania. Adwekcja zwykle występuje nie przy ziemi ale w środkowej troposferze, dlatego na mapach rozkładu ciśnienia na poziomie morza tego nie widać. Transformacja powietrza w środkowej troposferze następuje bardzo powoli, co powoduje, że taki wyż jest bardzo stabilny. Przykład takiego przepływu widać na mapach Europy:

Afryki:

Chodzi o rozkład izohips w północno-zachodniej Afryce. Wyż Azorski sięga Afryki wywołując przepływ powietrza na północ kontynentu.

Inny kierunek adwekcji to przepływ ze zwrotnika, często kierowany z kolei przez układ niżowy w rejonie północno-zachodniej Afryki (np. odcięty niż na Atlantyku). Napływające powietrze jest ciepłe w całej swojej masie, ma słabą inwersję osiadania lub jej brak. W rejonie Morza Śródziemnego taka masa powietrza ma tendencję do wzrostu chwiejności i tworzenia warunków do spadku ciśnienia. Przykładową mapę takiego przepływu zamieściłem poniżej.

Generalnie nawet bez adwekcji powietrza z południa, źródłowe powietrze w tej części Afryki jest dość ciepłe w całej troposferze.

Trzecia droga przepływu, to napływ PPm z północy przez Europę. W tym przypadku występują warunki do osiadania powietrza, inwersje są zwykle wyżej, punktem charakterystycznym jest obniżanie się poziomu troposfery. Kolejna mapa pokazuje taki przykład.

Takie warunki wpływają na cyklogenezę w rejonie Morza Śródziemnego poprzez powstanie doliny geopotencjały (odwrotny rozkład). Przykład na załączonych mapach.

Podsumowując, wstawiam dwa przekroje rozkładu temperatury dla miesiąców listopad – grudzień w środkowej Algierii (In Salah) na bazie sondaży dla zimy ciepłej i zimnej w Polsce. Są to okresy analizy dla zim 2013/2014 – ciepła i 2005/2006 – zimna. Nie ma może bardzo dużej różnicy, ale wydaje mi się że opisywana przez mnie tendencja jest widoczna:

(Wykresy wykonane programem RAOB)

Dla warunków gdzie występuje słabszy wyż, temperatury przy ziemi są wyższe, inwersje nieco słabsze. W okresie 5-15 styczeń widać adwekcję PPm.
Takie wnioski (mocno subiektywne) wyciągnąłem na bazie analiz z 8 lat. Na koniec załączam taki sam przekrój dla grudnia 2015…

Według mnie na razie pasuje do tego co pisałem.
Generalnie widocznym efektem występowaniem strefy wyżowej na południu Europy jest obecność znacznego gradientu ciśnienia w Europie środkowej (znaczna ilość sztormów) z tendencją do odtwarzania się wyżu także w powyżej Morza Śródziemnego w wyniku okresowych adwekcji zimna (incydenty zimowe) – efekt osiadania zimnego powietrza.

Post źródłowy.