Poolwervel op volle toeren – herhaling van 2019-2020?

Met het zonnige en vrij zachte weer is het wellicht moeilijk voor te stellen, maar over minder dan een week begint de weerkundige winter! In de bovenkamer is wel goed te merken dat de winter voor de deur staat: daar heeft zich zoals gebruikelijk boven de Noordpool en poolwervel gevormd. Minder gebruikelijk, echter, is dat deze poolwervel ongewoon krachtig is. Staat een herhaling van 2019-2020 te wachten?

Een ongewoon krachtige poolwervel zal menig winterliefhebber geen plezier doen. Een krachtige poolwervel gaat namelijk vaak samen met zacht weer en een kleine kans op koude-uitbraken. Misschien kun je je vorig jaar nog herinneren, toen een (bijna-) recordsterke poolwervel [1] er mede voor zorgde dat sommige landen in West-Europa een recordzachte winter beleefden.

In deze blog gaan uitgebreider naar de poolwervel kijken. Het volgende komt aan bod:

  1. Allereerst vergelijken we de poolwervel van nu met het ‘beest’ van 2019-2020.
  2. Vervolgens bekijken we wat de sterke poolwervel van nu betekent voor het weer in de komende tijd. .
  3. Tot slot kijken we naar of er ‘licht’ is aan het einde van de ‘sterke poolwervel’ tunnel.

Introductie in het onderwerp

De poolwervel, een plotselinge stratosferische opwarming… Het zijn allemaal vrij technische begrippen. Voor hier is het voldoende om te weten dat een sterke poolwervel zorgt voor het volgende:

  1. een grotere kans op wind uit het westen en zacht + wisselvallig weer.
  2. Een kleinere kans op koude-uitbraken.

Als je graag meer wilt weten over de poolwervel, de stratosfeer en de theorie die daarbij hoort, zijn hier een aantal leestips.

  • Een beknopte uitleg: hier
  • Beeldende beschrijving (met uitleg) van een SSW van 2018 uit een eerdere blog: hier
  • Uitleg over een SSW met wat meer natuurkundige/technische achtergrond: hier

Poolwervel op volle toeren

Zoals eerder gezegd draait de poolwervel weer op volle toeren. Kijken we naar hoe de poolwervel er op vrijdag 26 november uitziet op ongeveer 30 km hoogte, dan zien we het centrum van de poolwervel (de ‘L’) mooi in de buurt van de Noordpool (het midden van de kaart) liggen. Ook is de poolwervel vrij mooi ‘rond’ van vorm. Dat geeft aan de poolwervel nu ‘gezond’ is.

Verwachting van de poolwervel op 10 hPa hoogte (ongeveer 30 km hoogte) uitgegeven door het GFS-weermodel op dinsdag 24 november 2020. De verwachting is voor vrijdag 26 november 2020 13:00 uur lokale tijd. Witte lijnen geven de geopotentiale hoogte aan (in hectopascal), kleuren de temperatuur (in Kelvin). De ‘L’ laat de kern van de poolwervel zien dichtbij de Noordpool (in het midden van het plaatje). Bron: Stratobserve.com

Nog meer kunnen we zeggen over de ‘kracht’ van de poolwervel door te kijken naar de windsnelheid op de rand van de poolwervel. Dit doet men vaak door te kijken naar de gemiddelde wind op ongeveer 30 km hoogte op 60 graden noorderbreedte (zo noordelijk als Helsinki). Die windsnelheid ligt nu rond de 150 km/uur. Om je een voorstelling te geven wat dit betekent: als je een rondje rond de wereld zou maken als je start in Helsinki, dan zou je op 30 km hoogte gemiddeld over je hele reis een westenwind hebben van 150 km/uur!

Een windsnelheid van 150 km/uur gemiddeld is voor poolwervel-begrippen in november  ongewoon snel. Gemiddeld ligt de windsnelheid namelijk rond 100 km/uur.*

Sterker dan in 2019-2020, maar…

De gedachte van de ongewoon sterke poolwervel roept herinneringen op naar de extreem sterke poolwervel van 2019-2020. In dat jaar was de poolwervel namelijk zo sterk, dat grote delen van West-Europa de zachtste winter ooit meemaakten.

Het opvallende is dat de poolwervel van nu sterker is dan dezelfde poolwervel in november vorig jaar. Sterker nog: de poolwervel van vorig jaar kreeg in november een flinke opwarming te verduren. Het bleek uiteindelijk maar een plaagstoot; de poolwervel van toen weerstond de klap en groeide daarna uit tot een van de sterkste ooit.

De poolwervel van 2019-2020 was een van de sterkste ooit. Daarmee samenhangend was de winter in West-Europa vaak ver te zoeken.

Hierdoor komt misschien de gedachte op dat de poolwervel van dit jaar misschien wel net zo sterk, of zelfs sterker wordt dan in 2019-2020. Dit hoeft echter helemaal niet zo te zijn. Sterker nog: een sterke poolwervel in november zegt weinig tot niets over de sterkte van de poolwervel in de rest van de winter.

Sterke poolwervel = zachte december?

Met de krachtige poolwervel van de komende tijd kunnen we ook wat zeggen over het weer aan de grond de komende weken. Een sterke poolwervel zorgt er namelijk voor dat er een grotere kans is op westenwinden en een kleinere kans op koude-uitbraken. Dit kunnen we bevestigen door te kijken naar de kans op een sterkere westelijke stroming in de komende weken.

In de grafiek hieronder zie je de kansen op verschillende stromingspatronen op basis van een 46-daagse verwachting uitgegeven op maandag 23 november. Kort samengevat geven de kleuren de volgende stromingspatronen aan:

  • Blauw (positieve NAO – sterkere lagedruk bij IJsland, sterkere hogedruk bij Portugal): sterkere westenwinden en grotere kans op zacht weer in West-Europa.
  • Rood: (Blokkade boven Scandinavië of Oost-Europa): rustiger weer, zacht en koud weer in winter mogelijk.
  • Groen (Negatieve NAO – zwakkere lagedruk bij IJsland, zwakkere hogedruk bij Portugal): zwakkere of geen westenwinden, kouder weer waarschijnlijker.
  • Paars (hogedrukgebied op de Atlantische Oceaan): frisser weer mogelijk, kan zowel zacht als wisselvallig zijn.

Meer uitleg over de stromingspatronen vind je hier!

Regime-verwachting van het ECMWF-lange termijn ensemble voor 45 dagen vooruit. De verwachting is uitgegeven op maandag 23 november 2020. Bron: ECMWF

Kijken we naar de resultaten, dan zien we voor de komende tijd vooral blauwe en rode kleuren. Blauw is wat we zouden verwachten door de sterke poolwervel: een grotere kans op een positieve NAO. Oftewel: sterkere westenwinden en dus een grotere kans op zachter weer.

Daarnaast zien we ook een relatief kleine kans op groen (<10% per dag). Ook dat is logisch: bij een sterkere poolwervel verwachten we een kleinere kans op een negatieve NAO, en dus een kleinere kans op zwakke westenwinden. Dat leidt dan weer tot een kleinere kans op kou voor de komende weken.

Wat wel opvalt is dat we de komende tijd, vooral tot 2 december, ook een grote kans hebben op rood: blokkades. Dit is niet uitzonderlijk, omdat een sterekere poolwervel niet per se leidt tot een kleinere kans op blokkades. Ook blokkades kunnen samengaan met koud weer, vooral als de blokkade boven Scandinavië komt te liggen. Dus ook bij een sterke poolwervel zijn koude-uitbraken mogelijk.

De vraag is nu alleen: tot hoe ver hebben de uitspraken zin? Want een weersverwachting verliest gemiddeld na 2 weken haar waarde: je kunt dan net zo goed een dobbelsteen opgooien. Maar omdat we nu te maken hebben met een ongewoon sterke poolwervel, is de atmosfeer beter ‘te verwachten’ [2]. We zouden nu dus kunnen zeggen dat de verwachting iets langer dan 2 weken bruikbaar is.

Nemen we dit allemaal mee, dan komen we tot het volgende: voor de komende grofweg 3 weken is de kans op een sterk verzwakte westenwinden boven de Atlantische Oceaan klein. Hierdoor lijkt de kans ook iets kleiner dat er zich in de komende 3 weken koud winterweer voor zal doen.

Toch geen extreme warmte verwacht

Met de conclusie hierboven zou je misschien verwachten dat december ook te zacht zal beginnen. Toch laten de verschillende berekeningen dit niet zien. Kijken we namelijk naar de verwachte afwijking in temperatuur in Europa voor de komende weken, dan zien we dat in West-Europa geen opvallende warmte wordt verwacht.

Als voorbeeld zie je hieronder de verwachting voor 7-14 december. Op het kaartje bevindt West-Europa zich meest in het witte gebied. Dat betekent dat er geen duidelijke tekenen zijn dat die week zachter of kouder gaat verlopen dan normaal. Ook voor de andere weken is dit min of meer het geval. Het zou kunnen dat dit te maken heeft met berekeningen met een blokkade boven Scandianvië, die koudere lucht richting West-Europa laten stromen.

Kortom: ondanks de sterke poolwervel lijkt er geen extreem warm begin van december aan te komen.

Temperatuurverwachting gemiddeld voor de periode 7-14 december. De verwachting is uitgegeven op maandag 23 november 2020. Opvallend is dat het westen van Europa grotendeels wit is, oftewel er is geen teken dat de periode zachter of kouder gaat verlopen dan normaal. Bron: ECMWF.

Blijft de poolwervel sterk?

Nu we naar het weer aan de grond hebben gekeken, is het ook interessant om te kijken naar het weer in de bovenkamer. De grote vraag is nu: blijft de poolwervel ook de komende tijd sterk? De focus zal hier liggen op de komende 2 weken, omdat alleen over deze periode de verwachtingen een meerwaarde hebben.

De ‘kracht’ van de poolwervel bekijken we door te focussen op de gemiddelde wind op 30 km hoogte op 60 graden noorderbreedte (denk terug aan het voorbeeld van het rondje rond de wereld bij Finland van eerder in deze blog). De verwachting is van maandag 23 november, en laat de resultaten van 50 berekeningen zien; zie het als een ‘pluimverwachting’ zoals je die kent bij de temperatuur voor De Bilt bijvoorbeeld.

West-oost gerichte windsnelheid gemiddeld over de 60e breedtegraad op ongeveer 30 km hoogte. Positief is westenwind (wind uit het westen). Verwachting is een resultaat van 50 berekeningen van het ECMWF-model van maandag 23 november. Bron: ECMWF.

Wat we dan zien, is dat de poolwervel ook de komende dagen ongewoon sterk blijft: de verwachtingen zitten allemaal boven de rode band (de lijn van de 10% sterkste poolwervels). Tegen het einde van de ‘betrouwbare’ termijn, rond 7 december, zien we dat sommige berekeningen de poolwervel laten verzwakken. Ook het gemiddelde (de dikke blauwe lijn) daalt richting de ‘normale’ sterkte van de poolwervel (dikke rode lijn).

Een kanttekening hierbij is wel dat berekeningen van andere weermodellen (o.a. het Amerikaanse weermodel) voor de hele periode de sterke poolwervel erin houden. Dit laat zien dat de modellen het niet per se met elkaar eens zijn.

Tot slot kunnen we kijken naar de kans op een SSW de komende tijd. Daarvoor moeten de blauwe lijnen in de grafiek hierboven de ‘0’ lijn passeren (zwarte lijn). Dat zien we tot 28 december in geen enkel lid gebeuren. Hetzelfde geldt min of meer voor berekeningen van o.a. het Amerikaanse weermodel.

Samengevat: er is een redelijke kans is dat begin december de poolwervel verzwakt naar een normale ‘kracht’ voor november. Maar de kans op een SSW voor deze periode is SSW vrijwel nul.

En wat betekent dat?

Dat de de poolwervel mogelijk iets gaat verzwakken zal niet veel veranderen voor het weer aan de grond. Omdat de kans op een echt grote omslag door het optreden van een SSW zo klein is, zal de kans op een ‘negatieve NAO’ stromingspatroon kleiner blijven dan normaal.

Samenvatting

Het mog duidelijk zijn: de poolwervel blijft de komende 1-2 weken ongewoon sterk. Dit leidt tot een grotere kans op sterke westenwinden, en dus een kleinere kans op koude-uitbraken. Toch lijkt het er niet op dat december daardoor ook extreem zacht gaat beginnen. Wat de poolwervel zelf betreft zijn er tekenen dat deze wat gaat verzwakken. Maar we verwachten niet dat dat veel invloed zal hebben op de kansen op koud winterweer in december.

[1] Lawrence, Z. D., Perlwitz, J., Butler, A. H., Manney, G. L., Newman, P. A., Lee, S. H., & Nash, E. R. (2020). The remarkably strong Arctic stratospheric polar vortex of winter 2020: Links to record‐breaking Arctic Oscillation and ozone loss. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 125

[2] Tripathi, O.,  Charlton-Perez, A., Sigmond, M., Vitart, F. (2015). Enhanced long-range forecast skill in boreal winter following stratospheric strong vortex conditions Enhanced long-range forecast skill in boreal winter following stratospheric strong vortex conditions. Environmental Research Letters. 10

 

*Hetzelfde is te zien als we kijken naar de gemiddelde temperatuur in de poolwervel: de temperatuur rond de kern van de poolwervel ligt wat lager dan normaal. Ook dit is een teken dat de poolwervel nu een stuk krachtiger is dan normaal.

4 REACTIES

  1. Mooi en helder geschreven Lars! Hierbij ook nog even de GFS ensembles. Geen enkel member opteert nog een negatieve fase. Eenzelfde beeld bij CfS.

    • CFSv2 nu wel.
      Major SSW’s zijn slecht in de ultra lange termijn te zien, hooguit twee weken van tevoren en voortekenen een kleine 3 weken. De laatste ECMWF 10 hPa run van vandaag is ook wat verder uitgezakt.
      Een kantelpunt lijkt zich in te zetten tussen 10 en 20 december, nu nog het vervolg….

      • Immerhin aantal CfS members van 0 naar 3 gestegen! Nu GFS nog, blijft nog stoer bovenin zitten. Trend vanavond wel ietse pietse minder sterk…..to be continued

Comments are closed.