Gebundeld tegen de kou in het centrum van Chicago, zondag, januari. 27, 2019. AP Photo / Nam Y. Huh

Een recordbrekende koude golf veroorzaakt letterlijk rillingen over de ruggen van miljoenen Amerikanen.

Er wordt voorspeld dat de temperaturen in het bovenste Midwesten een verbluffende 50 graden Fahrenheit (28 graden Celsius) lager dan normaal zullen zijn deze week - zo laag als 35 graden onder nul.

Stapel er een windvlaag bovenop en de lucht voelt aan als -60 F.

Voorspelde luchttemperaturen in de buurt van het oppervlak (F) voor woensdagochtend, januari 30, 2019. Voorspelling volgens het Global Forecast System-model van NOAA. Cruciaal weer, CC BY-SA

Deze kou is niets om naar te niezen. De National Weather Service waarschuwt voor brute, levensbedreigende omstandigheden. Frostbite zal snel toeslaan op elke blootgestelde huid. Tegelijkertijd staat de Noordpool tegenover een hittegolf met temperaturen die het vriespunt naderen - ongeveer 25 graden Fahrenheit (14 C) boven normaal.

 Voorspelde luchttemperatuurverschillen in de buurt van het oppervlak (C) ten opzichte van normaal, in verhouding tot 1981-2010. Cruciaal weer, CC BY-SA

Wat veroorzaakt dit omslachtige patroon? Je hebt het geraden: de polaire vortex.

In de afgelopen paar jaar is de polaire vortex dankzij eerdere koude golven verankerd geraakt in ons dagelijks vocabulaire en diende het als een mikpunt van grappen voor laat-tv-gastheren en politici. Maar wat is het echt? Ontsnapt het vaker uit zijn gebruikelijke arctische spoken? En een vraag die groot op de loer ligt in mijn werk: Hoe past de opwarming van de aarde in het verhaal?

Jimmy Fallon onderzoekt de voors en tegens van de polaire vortex.

{youtube}zZLQdKT7ql8{/youtube}

Rivieren van de lucht

Eigenlijk zijn er twee polaire wervels op het noordelijk halfrond, op elkaar gestapeld. De onderste wordt gewoonlijk en nauwkeuriger de jetstream. Het is een meanderende rivier met sterke westenwinden rond het noordelijk halfrond, ongeveer zeven mijl boven het aardoppervlak, in de buurt van de hoogte waar de stralen vliegen.

De jetstream bestaat het hele jaar door en is verantwoordelijk voor het creëren en besturen van de hoge- en lagedruksystemen die ons ons dagelijks weer brengen: stormen en blauwe luchten, warme en koude spreuken. Ver boven de jetstream, rond 30 mijlen boven de aarde, is de stratosferische polaire vortex. Deze rivier van wind gaat ook over de Noordpool, maar vormt zich alleen in de winter en is meestal redelijk cirkelvormig.

Donkere pijlen geven de rotatie van de polaire vortex in het noordpoolgebied aan; lichtpijlen geven de locatie aan van de polaire jetstroom wanneer meanders zich vormen en koud zijn. Arctische lucht daalt naar beneden tot op middelste breedtegraden. LS Gardiner / UCAR, CC BY-SA

Beide windgedeelten bestaan ​​vanwege het grote temperatuurverschil tussen de koude Arctische en warmere gebieden verder naar het zuiden, bekend als de middelste breedtegraden. Ongelijke verwarming zorgt voor drukverschillen en lucht stroomt van hogedruk- naar lagedrukgebieden, waardoor er wind ontstaat. De draaiende aarde draait dan wind naar rechts op het noordelijk halfrond, en maakt deze gordels van westelijke stormen.

Waarom koude lucht naar het zuiden stort

Broeikasgasemissies van menselijke activiteiten hebben de hele wereld ongeveer 1.8 graden Fahrenheit (1 C) verwarmd in de afgelopen 50-jaren. Echter, de Arctic heeft meer dan twee keer zoveel opgewarmd. Amplified Arctische opwarming is voornamelijk te wijten aan dramatisch smelten van ijs en sneeuw in de afgelopen decennia, waardoor donkerdere oceaan- en landoppervlakken worden blootgesteld die veel meer van de zonnewarmte absorberen.

Vanwege de snelle Arctische opwarming is het temperatuurverschil tussen het noorden en het zuiden kleiner geworden. Dit vermindert drukverschillen tussen de Arctische en middelste breedtegraden, verzwakkende jet stream wind. En net zoals langzaam stromende rivieren doorgaans een kronkelige route volgen, neigt een langzamer stromende straalstroom te kronkelen.

Grote noord / zuid-golvingen in de straalstroom genereren golfenergie in de atmosfeer. Als ze voldoende golvend en aanhoudend zijn, kan de energie naar boven bewegen en de stratosferische polaire werveling verstoren. Soms wordt deze bovenste vortex zo vervormd dat hij zich splitst in twee of meer wervelende wervels.

Deze "dochter" -draaikolken hebben de neiging zuidwaarts te zwerven, waardoor hun zeer koude lucht mee wordt genomen en een warmer-dan-normaal Arctisch gebied achterblijft. Een van deze draaikolken zal deze week over Noord-Amerika gaan zitten, wat voor een groot deel van de natie tot koude temperaturen zal leiden.

Diepvriest in een verwarmende wereld

Splitsingen in de stratosferische polaire vortex gebeuren van nature, maar moeten we verwachten ze vaker te zien dankzij klimaatverandering en snelle opwarming van de Noordpool? Het is mogelijk dat deze koude indringers kunnen worden een meer regulier winterverhaal. Dit is een heet onderzoeksthema en is nog lang niet opgelost, maar een handvol onderzoeken biedt overtuigend bewijs dat het de stratosferische polaire vortex is aan het veranderen, en dat deze trend kan aanvallen van ongewoon koud winterweer verklaren.

Ongetwijfeld zal deze nieuwe polaire vortexaanval nieuwe claims ontketenen dat opwarming van de aarde een grap is. Maar deze belachelijke gedachte kan snel worden weggenomen met een blik op voorspelde temperatuurveranderingen overal ter wereld voor begin deze week. De lob van koude lucht boven Noord-Amerika wordt ruimschoots overtroffen door gebieden elders in de Verenigde Staten en wereldwijd die warmer zijn dan normaal.

Voorspelde dagelijkse gemiddelde, near-surface temperatuur (C) verschillen ten opzichte van normaal (relatief ten opzichte van 1979-2000) voor Jan. 28-30, 2019. Gegevens van het Global Forecast System-model van de NOAA. Climate Reanalyzer, Climate Change Institute, University of Maine., CC BY-SA

Symptomen van een veranderend klimaat zijn niet altijd duidelijk of gemakkelijk te begrijpen, maar hun oorzaken en toekomstig gedrag komen steeds meer naar voren. En het is duidelijk dat het omgaan met opwarming van de aarde soms betekent dat we ons moeten wapenen met extra sjaals, wanten en lang ondergoed.

Over de auteur

Jennifer Francis, gasthoogleraar, Rutgers University

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon