Chicago w śniegu
źródło: WeatherNation
Wielu z nas, a tym bardziej mieszkańców Stanów Zjednoczonych, zaskoczył początek zimy. U nas jak na grudzień i styczeń jest względnie ciepło, temperatura powietrza wzrasta powyżej 10 st. C. Natomiast na półkuli zachodniej, a dokładniej w USA i Kanadzie, panuje bardzo mroźna i śnieżna zima. Temperatura powietrza spada tam poniżej -30 st. C, a miejscami nawet poniżej -40 st. C, bijąc stare rekordy meteorologiczne. Niskiej temperaturze towarzyszą opady śniegu, lokalnie o umiarkowanym i dużym natężeniu. Co za to odpowiada? Czym jest to okrzyknięty przez media tzw. wir polarny, a może chodzi o coś innego? Poniżej przyjrzymy się temu dokładnie.
Rys. 1-4. Wir polarny i jego „odnóża”
źródło: rys. 1, 2 i 4 – www.wetter3.de;
rys. 3 – www.wetterzentrale.de, zmienione
Na początek wyjaśnimy sobie definicję wspomnianego wiru polarnego (ang. polar vortex). Jest to stały i rozległy, wysoko troposferyczny cyklon (niż górny) znajdujący się wyłącznie w pobliżu bieguna ziemskiego (północnego lub południowego) (rys. 1 i 2). W czasie lata jest on słabszy, a zimą przybiera na sile. Właśnie podczas zimy dochodzi kilkukrotnie do „oderwania” się części wiru polarnego, która później przemieszcza się na południe wraz z prądem strumieniowym (rys. 3 i 4). Zjawisko to nie jest niczym nowym i mowa, że mamy do czynienia z czymś nieznanym, mija się z prawdą. Wir ten nie występuje, jak w przypadku klasycznych niżów, w przyziemnej warstwie atmosfery, lecz znajduje się w górnej troposferze. Dodatkowo nie jest on strukturą, którą można w wyraźny sposób zaobserwować będąc na powierzchni Ziemi, tak jak na przykład tornada (widać lej kondensacyjny), burz, wyładowań atm. itp., a także nie jest czymś samym w sobie niebezpiecznym dla człowieka. Mimo to sprowadza zimne, arktyczne powietrze z rejonów okołobiegunowych, co skutkuje dużymi spadkami temperatury powietrza przy powierzchni ziemi i to one mogą być groźne dla życia czy komunikacji (informacje te opracowano na podstawie broszury wydanej przez National Weather Service, NOAA).
Rys. 5. Fale atmosferyczne i jet stream
źródło: www.wikipedia.pl
Definicję mamy już za sobą to teraz spróbujmy przetłumaczyć to na język bardziej zrozumiały. Nie wspomina się, że to zjawisko tak naprawdę jest… no i właśnie. W Polsce potocznie stosuje się do nazewnictwa „zejścia” tak zwanej części wiru polarnego pojęcie „bańki chłodu” lub „jęzorów chłodnego powietrza” (rys. 5 schemat C – widoczny „język” schodzący na południe). Jest to termin znany już od jakiegoś czasu, w związku z czym zjawisko, jakie ma miejsce obecnie (5-7.01.2014 r.) w Stanach Zjednoczonych nie jest niczym nowym. Takie „bańki”, związane są często z niżem górnym (jakim niewątpliwie jest tzw. wir polarny, tylko w większej skali), czy doliną fali atmosferycznej i przynoszą zazwyczaj zimne powietrze arktyczne z okolic podbiegunowych, powodując znaczny spadek temperatury powietrza. Proces ten można porównać do meandrującej rzeki, kiedy dochodzi do odcięcia szyi meandry i powstania starorzecza.
Rys. 6. Efekt jeziora
źródło: NASA, zmienione
A skąd takie opady śniegu? Część z nich powstało w wyniku tzw. efektu jeziora (rys. 6): przemieszczające się z okolic okołobiegunowych chłodne arktyczne powietrze napływając nad cieplejszy obszar Wielkich Jezior w Ameryce Północnej powoduje wzrost pionowego gradientu temperatury powietrza, co w dużym uproszczeniu skutkuje pojawieniem się niestabilności w atmosferze. Nad jeziorem zaczynają powstawać chmury konwekcyjne, które pobierają „energię” od ciepłych wód jeziora przynosząc opady atmosferyczne, w tym wypadku opady śniegu. Chmury wraz z opadami po opuszczeniu rejonu Wielkich Jezior kierują się zazwyczaj dalej na południe gdzie powodują umiarkowane i silne opady śniegu, np. w Chicago. Czasami omawiane chmury konwekcyjne dają wyładowania i mamy wtedy burzę śnieżną. Niewątpliwą ciekawostką związaną z tą sytuacją jest fakt odnotowania w tym roku tym roku trąby wodnej nad Jeziorem Michigan.
