Winterverwachtingen deel 4 – Opstijgen naar de stratosfeer

We hebben in Nederland een behoorlijk frisse week achter de rug, eentje die voor velen echt al aan de winter deed denken. In de Limburgse heuvels viel afgelopen week zelfs al de eerste sneeuw van het jaar. Toch duurt het nog een paar maanden voordat de winter officieel begint. Hier gaan we juist vooruitkijken naar de winter door op te stijgen naar de hogere luchtlagen.

In mijn vorige bericht in de winterverwachtingen serie doken we de oceaan in. Nu doen we precies het tegenovergestelde; we stijgen op naar grote hoogtes, om precies te zijn de stratosfeer. Het idee dat de stratosfeer kan helpen om lange termijn verwachtingen te maken in de winterperiode is vrij nieuw, en daarom ook heel interessant! Wat is de stratosfeer, en waarom loont het om zo hoog in de atmosfeer te kijken wat er gebeurt voor het maken van een winterverwachting? Lees het hier!

IJskoude lucht op grote hoogte

De stratosfeer is een luchtlaag die zich ver boven het aardoppervlak bevindt, ruwweg tussen 10 en 50 kilometer hoogte. Vliegtuigen komen over het algemeen niet veel hoger dan de onderkant van de stratosfeer. De lucht op deze hoogte is ijskoud, aan de onderkant van de stratosfeer (dus op ongeveer 10 kilometer hoogte) is het rond -50 graden! Zie ook de afbeelding hieronder.

Wat bijzonder is aan de stratosfeer, is dat het warmer wordt als je omhooggaat. In de troposfeer (dat is de laag onder de stratosfeer; de laag waarin wij leven) neemt de temperatuur af met de hoogte. Op de top van de stratosfeer ligt de temperatuur weer rond het vriespunt (0 graden).

Ook bijzonder is dat de lucht in de stratosfeer behoorlijk ijl is. Dat betekent dat er vrij weinig luchtdeeltjes aanwezig zijn op die hoogte. Denk bijvoorbeeld aan wat er gebeurt als je omhooggaat in de bergen; hoe hoger je gaat, hoe ijler de lucht wordt. Dat merk je vaak aan dat het ademen steeds moeilijker gaat als je hogerop komt.

De stratosferische poolwervel: een enorm lagedrukgebied boven de noord- en Zuidpool

Kenmerkend voor de stratosfeer is dat er in de winter zich ieder jaar een enorm lagedrukgebied vormt boven de polen. Dit wordt ook wel de stratosferische poolwervel (in het Engels: stratospheric polar vortex) genoemd. In deze stratosferische poolwervel is het extreem koud. Afgelopen jaren is hierover veel geschreven in de media. Voor de duidelijkheid: de poolwervel is niet een of ander monsterlijke storm die zorgt voor extreem winterweer, zoals het in de media af en toe wordt genoemd. Hieronder zien we een voorbeeld van de stratosferische poolwervel.

We zien hier dat de stratosferische poolwervel op 30 kilometer hoogte zich bijna precies boven de Noordpool bevindt op 29 oktober. Dit is de positie waar de stratosferische poolwervel de grootste tijd van de winter ligt. In deze stratosferische poolwervel is het veel kouder dan eromheen. Bedenk dat het nu nog lang geen winter is, en dat de stratosferische poolwervel de komende tijd nog wel wat zal versterken.

Op het zuidelijk halfrond gebeurt precies hetzelfde als het daar winter is, de stratosferische poolwervel is daar op zijn sterkst in juni en juli. Meer over de poolwervel is te vinden in de Alpenweerman wiki.

De sleutel naar het weer bij ons: Sudden Stratospheric Warmings

Normaal is de stratosferische poolwervel (het enorme lagedrukgebied op de polen) vrij stabiel in de winter; deze blijft dan mooi intact. Maar het kan voorkomen dat door invloeden van boven of onder de stratosferische poolwervel een enorme klap krijgt en als het ware van zijn positie af wordt gedrukt, of in tweeën wordt gesplitst. De onderstaande video laat mooi zien wat er gebeurt als dat enorme lagedrukgebied in tweeën wordt gesplitst.

Video van een zogenaamde Sudden Stratospheric Warming in januari 2009. De kleuren geven de temperatuur aan. Bron: Netweather.

De stratosferische poolwervel begint als één geheel aan het begin van het filmpje, en is ook ijskoud met temperaturen tot -75 graden Celsius. Later in het filmpje zie je dat deze in twee delen splitst en ook flink opwarmt; het is in de stratosfeer dan niet kouder meer dan -45 graden. Nog steeds koud, maar we hebben het hier dus over een opwarming van ongeveer 30 graden! Omdat dit ook vrij plotseling gaat, wordt het dus een sudden stratospheric warming (oftewel: plotselinge stratosferische opwarming) wordt genoemd.

Waarom is een plotselinge opwarming in de stratosfeer belangrijk voor ons weer in de winter?

Je zal ee misschien afvragen waarom een gebeurtenis in de stratosfeer, dus boven de laag waar ons weer daadwerkelijk afspeelt (de troposfeer), van belang is voor ons weer. Het antwoord op die vraag is niet makkelijk te geven, maar er is wel degelijk een link. Omdat deze link vrij complex is, is de uitleg hieronder sterk vereenvoudigd ten opzichte van wat er in werkelijkheid gebeurt.

Als de stratosferische poolwervel op het noordelijk halfrond stabiel is dan wordt de kou in de luchtlaag waarin wij leven (de troposfeer) in de Noordpool als het ware ‘vastgehouden’. Op het moment dat de stratosferische poolwervel verzwakt, dan kan de kou vanuit de Noordpool uitstromen naar het zuiden, de zogenaamde gematigde breedten. Je kan het zien als een rechtopstaande wasmachine. Op het moment dat de wasmachine hard draait (dus als de stratosferische poolwervel sterk is) blijft alle was (de koude lucht) op zijn plaats. Als de wasmachine minder hard begint te draaien, dan valt alle was op de grond, en wordt het tegen de zijkanten op gedrukt. De koude lucht wordt dus ook van de noordpool ‘weggedrukt’ op dat tijdstip.

Nuchterheid geboden

Als we te maken hebben met een plotselinge opwarming van de stratosferische poolwervel, betekent dat niet dat die kou ook precies bij ons aankomt. Het gaat vaak maar om een paar gebieden waar dit gebeurt, en dat hoeft niet boven Europa te zijn. Dit alles is onder andere afhankelijk van het stromingspatroon bij ons, dus hoe de hoge- en lagedrukgebieden liggen.

Wat je wel kan zeggen, is dat een aantal weken na een plotselinge opwarming van een stratosfeer de kans groter is dat we in Nederland kouder weer gaan ondervinden. Dit betekent dus niet dat we zeker koud weer gaan krijgen met sneeuw enzovoort na een plotselinge opwarming van de stratosferische poolwervel. Meer weten over sudden stratospheric warmings? Lees hier meer!

Hoe ziet het er dit jaar uit?

Het lijkt er bij ons op dat de kans op een plotselinge opwarming van de stratosferische poolwervel dit jaar kleiner is ten opzichte van andere jaren. Hiermee zou je dus kunnen zeggen dat de kans op een te koude winter, of beter gezegd een lange koude periode in de winter, kleiner is dan normaal.

Maar de stratosfeer is natuurlijk maar één van de puzzelstukken die het weer bij ons beïnvloeden. Voorzichtigheid is dus heel belangrijk, en zoals ik in mijn eerdere bericht van de winterverwachtingen serie aangaf is het ontzettend moeilijk om een realistische lange termijn verwachting op te stellen. Het blijft dus vooral een kwestie afwachten (en misschien ook hopen 😉 ). Maar aan de andere kant blijft het zo wel een verrassing wat we komende winter gaan krijgen!

Alpenweerman is powered by Kachelmann Wetter en Meteo-Oberwallis

Meer (Alpen)weer en updates ook via Alpenweerman Facebook of Twitter