Schade door extreme weersomstandigheden tijdens 2017 heeft de grootste rekeningen ooit voor de VS. De meeste van deze gebeurtenissen hadden betrekking op omstandigheden die intuïtief aansluiten bij het broeikaseffect: warmtelozingen, droogte, bosbranden, overstromingen aan de kust, orkaanschade en hevige regenval.

Paradoxaal zijn echter mogelijke verbanden tussen klimaatverandering en de recente golf van ijskoude weken in het oosten van Noord-Amerika. Een heel nieuw en "hot topic" in onderzoek naar klimaatverandering is het idee dat snelle opwarming en groothandelsmelting van het noordpoolgebied een rol kunnen spelen in het veroorzaken van aanhoudende koude perioden.

Het vergt geen verbeeldingskracht om te veronderstellen dat verliezen de helft van de Arctische zee-ijslaag in slechts 30 jaar kan het weer verwoesten, maar precies hoe is het nog niet duidelijk. Als een onderzoek atmosferische wetenschapper, ik studies hoe opwarming van de aarde in het noordpoolgebied beïnvloedt temperatuurregio's over de hele wereld. Kunnen we zeggen dat veranderingen in de Arctische regio, veroorzaakt door het broeikaseffect, een rol hebben gespeeld in het grillige winterweer dat Noord-Amerika heeft meegemaakt?

Een 'dipool' van abnormale temperaturen

Raar en destructief weer was vrijwel constant in het nieuws tijdens 2017, en 2018 lijkt hetzelfde script te volgen. De meeste Amerikaanse burgers huiverde zich een weg door het einde van 2017 in het nieuwe jaar, terwijl westerlingen naar regen verlangden om uitgedroogde grond te temperen en bosbranden te doven. Blizzards hebben de oostkust geteisterd - met name de "bom cycloon" storm op Jan. 4, 2018 - terwijl de Sierra Nevada in Californië bijna kaal is van de sneeuw.

Een studie in contrasten: opwarming nabij Alaska en de Stille Oceaan zijn 'ingrediënten' voor een weerpatroon waarbij koude lucht uit de Noordpool diep in Noord-Amerika duikt. NASA Earth Observatory, CC BY

Dit verhaal wordt een vertrouwd verhaal, omdat soortgelijke omstandigheden zich in vier van de afgelopen vijf winters hebben afgespeeld. Sommige politici in Washington DC, inclusief president Trump, hebben de ongewone kou gebruikt om de opwarming van de aarde in vraag te stellen. Maar als ze naar het grote geheel zouden kijken, zouden ze zien dat oosterse koude spreuken een relatieve vloek zijn op het noordelijk halfrond als geheel en dat de meeste gebieden warmer zijn dan normaal.

Een warm, droog westelijk Noord-Amerika dat voorkomt in combinatie met een koud, besneeuwd oosten is niet ongebruikelijk, maar de prevalentie en persistentie van dit patroon in de afgelopen jaren hebben de belangen van klimaatonderzoekers gewekt.

De straalstroom - een snelle, bovenste rivierwind die het noordelijk halfrond omringt - speelt een cruciale rol. Wanneer de straalstroom ver in het noorden en het zuiden in een grote golf vaart, kunnen extreme omstandigheden het gevolg zijn. Tijdens de afgelopen paar weken hield een grote slag naar het noorden, die een zogenoemde "rand" van aanhoudende atmosferische druk vormde, stand aan de westkust samen met een diepe zuidwaartse helling of een "trog" over het oosten.

Er zijn nieuwe termen bedacht om deze koppige kenmerken te beschrijven: "De Noord-Amerikaanse Wintertemperatuur-dipool" de "Belachelijk veerkrachtige rug" over het westen, en de "Vreselijk vasthoudend trog" in het oosten.

Terwijl de oostelijke VS in de recente koudegolf erg lage temperaturen leden, zag een groot deel van de rest van het noordelijk halfrond hogere dan gemiddelde luchttemperaturen. NOAA, CC BY

Ongeacht hoe het wordt genoemd, dit dipoolpatroon - abnormaal hoge temperaturen over een groot deel van het Westen samen met koude omstandigheden in het oosten - heeft het weer in Noord-Amerika gedomineerd in vier van de afgelopen vijf winters. Januari 2017 was een grimmige uitzondering, toen een sterke El Niño het ridge-trog-patroon omgooide, recordbrekende regen en snowpack naar Californië dumpte terwijl het oosten een milde maand genoot.

Twee andere belangrijke kenmerken zijn opvallend in het dipooltemperatuurpatroon: extreem warme temperaturen in het Noordpoolgebied bij Alaska en warme oceaantemperaturen in de oostelijke Stille Oceaan. verscheidene nieuwe studies wijzen naar deze "ingrediënten" als sleutel tot de afgelopen jaren met een persistente dipool.

Het duurt twee tot de tango

Welke rol speelt de opwarming van de aarde - met name de opwarming van de oceaan en de luchttemperatuur in het noordpoolgebied - in dit warme West / koele Oost-weerpatroon? De uitleg gaat als volgt.

De temperatuur in de Stille Oceaan schommelt van nature als gevolg van kortlevende verschijnselen zoals El Niño / La Niña en langere, decennia-lengte patronen. Wetenschappers hebben dat lang ingezien die variaties beïnvloeden weerspatronen in Noord-Amerika en daarbuiten.

Wanneer een aanhoudend gebied van atmosferische druk in de westelijke VS blijft, stroomt de lucht uit de Arctische wateren de VS binnen, waardoor er een splitsing ontstaat tussen het warme en droge westen en het koude oosten. Mesocyclone2014 en David Swain, CC BY-SA

De nieuwe wending in dit verhaal is dat het noordpoolgebied op zijn minst het dubbele tempo heeft bereikt van de rest van de wereld, wat betekent dat het verschil in temperatuur tussen het noordpoolgebied en gebieden verderop in het zuiden is gekrompen. Dit is van belang omdat het temperatuurverschil tussen het noorden en het zuiden een van de belangrijkste oorzaken van de jetstream is. De straalstroom creëert de hoge- en lagedruksystemen die onze blauwe lucht en storm bepalen, terwijl ze ook worden bestuurd. Alles wat invloed heeft op de jetstream heeft ook invloed op ons weer.

Wanneer de oceaantemperaturen van de westkust van Noord-Amerika warmer zijn dan normaal, omdat ze sinds de winter 2013 het grootste deel van de tijd zijn, heeft de jetstream de neiging om een ​​hoge drukkam langs de westkust te vormen, waardoor stormen worden afgeleid van Californië en veel van het Westen hoog en droog achterlatend.

Als deze warme oceaantemperaturen optreden in combinatie met abnormaal warme omstandigheden in de buurt van Alaska, kan de extra hitte van het noordpoolgebied de rug versterken, waardoor het verder naar het noorden reikt, persistenter wordt en nog meer warmte in de regio bij Alaska wordt gepompt. En in de afgelopen jaren heeft Alaska periodes van record warme temperaturen ervaren, mede als gevolg van verminderd zee-ijs.

Mijn collega's en ik hebben deze combinatie van natuurlijke en aan klimaatverandering gerelateerde effecten genoemd "It Takes Two to Tango, "Een concept dat kan helpen bij het verklaren van de belachelijk veerkrachtige kam die vaak wordt waargenomen sinds 2013. Verscheidene nieuwe studies deze door de mens veroorzaakte boost van een natuurlijk patroon ondersteunen controverse bestaat nog steeds met betrekking tot de mechanismen die de snelle opwarming van de Noordpool verbinden met weerpatronen verder naar het zuiden op het midden van de breedtegraden.

Meer extreem weer vooruit?

Als reactie op de versterkte westelijke rand van de atmosferische druk, vormen de winden van de jetstream gewoonlijk ook een diepere, sterkere stroomafwaarts stroomafwaarts. Diepe troggen gedragen zich als een open koelkastdeur, waardoor ijskoude arctische lucht naar het zuiden kan afdalen en ellende kan brengen in gebieden die niet goed voorbereid zijn om het te verwerken. Sneeuwstormen in Texas, ijsstormen in Georgia en koude sneeuwvogels in Florida kunnen allemaal worden toegeschreven aan de vreselijk vasthoudende trog van december 2017 en januari 2018.

Het toevoegen van kers op de taart is de neiging voor zogenaamde "nor'easters", zoals de "bomcycloon" die op Jan. 4 trof, om langs de oostkust te vormen als de zuidwestenwinden van de trog langs de Atlantische kust uitlijnen. Het resulterende intense contrast in temperatuur tussen het koude land en de met de Golfstroom verwarmde oceaan vormt de brandstof voor deze woeste stormen.

De grote vraag is of klimaatverandering dipoolpatronen zal maken - samen met hun daarmee gepaard gaande tendensen om extreem weer te produceren - in de toekomst gebruikelijker. Het antwoord is ja en nee.

Er wordt algemeen verwacht dat de opwarming van de aarde minder records bij lage temperatuur zal produceren, een tendens die al wordt waargenomen. Maar het kan ook zo zijn dat koude spreuken persistenter worden dipoolpatronen intensifiëren, een tendens die ook lijkt te gebeuren.

Het is moeilijk vast te stellen of dit weerspatroon - over het geheel warmer in de winters in Noord-Amerika maar met langere koude kiekjes - zal aanhouden. Het is een uitdaging om de mechanismen achter deze complexe interacties tussen natuurlijke invloeden en door de mens veroorzaakte veranderingen te begrijpen.

Niettemin ontwikkelt het onderzoek zich snel, naarmate nieuwe creatieve metrieken worden ontwikkeld. Onze beste hulpmiddelen om in de toekomst te kijken, zijn geavanceerde computerprogramma's, maar ook zij hebben moeite om dit gecompliceerde gedrag van het klimaatsysteem te simuleren. Gezien het belang van het voorspellen van extreem weer en de impact ervan op vele aspecten van ons leven, moeten onderzoekers doorgaan met het ontrafelen van verbindingen tussen klimaatverandering en het weer om ons voor te bereiden op de waarschijnlijk aanhoudende driftbuien door Moeder Natuur.

Over de auteur

Jennifer Francis, onderzoekshoogleraar, Rutgers University

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Related Books:

at InnerSelf Market en Amazon