Severoatlantická oscilace - North Atlantic oscillation

Nao indices comparison.jpg

Severoatlantická oscilace ( NAO ) je fenomén počasí nad severním Atlantiku výkyvů rozdílu atmosférického tlaku u hladiny moře (SLP) mezi islandského Low a Azory High . Díky výkyvům v síle islandské nížiny a vysoké Azory kontroluje sílu a směr západních větrů a umístění bouřkových stop napříč severním Atlantikem.

NAO byl objeven prostřednictvím několika studií na konci 19. a počátku 20. století. Na rozdíl od fenoménu El Niño – jižní oscilace v Tichém oceánu je NAO převážně atmosférický režim. Je to jeden z nejdůležitějších projevů kolísání klimatu v severním Atlantiku a okolním vlhkém podnebí.

Severoatlantická oscilace je úzce spjata s arktickou oscilací (AO) (nebo Northern Annular Mode (NAM)), ale neměla by být zaměňována s atlantickou multidecadální oscilací (AMO).

Definice

NAO má několik možných definic. Nejsrozumitelnější jsou ty, které jsou založeny na měření sezónního průměrného rozdílu tlaku vzduchu mezi stanicemi, například:

Všechny tyto definice mají společný stejný severní bod (protože toto je jediná stanice v regionu s dlouhým záznamem) na Islandu ; a různé jižní body. Všichni se pokoušejí zachytit stejný vzorec variací výběrem stanic v „oku“ dvou stabilních tlakových oblastí, Azorských hor a Islandských nížin (na obrázku).

Složitější definice, možná pouze s úplnějšími moderními záznamy generovanými numerickou předpovědí počasí , je založena na hlavní empirické ortogonální funkci (EOF) povrchového tlaku. Tato definice má vysoký stupeň korelace s definicí založenou na stanici. To pak vede k debatě o tom, zda je NAO odlišný od AO/NAM, a pokud ne, který z těchto dvou je třeba považovat za nejvíce fyzicky založené vyjádření atmosférické struktury (na rozdíl od toho, které nejjasněji vypadává) matematického vyjádření).

Popis

Zimní index NAO na základě rozdílu normalizovaných tlak hladiny moře (SLP) mezi Lisabonu , Portugalsko a STYKKISHOLMUR / Reykjavík , Islandu od roku 1864, s sprašové vyhlazením (black)

Západní vítr vanoucí přes Atlantik přivádí do Evropy vlhký vzduch. V letech, kdy jsou západní oblasti silné, jsou léta chladná, zimy mírné a často prší. Pokud jsou západní oblasti potlačeny, je teplota v létě a v zimě extrémnější, což vede k vlnám veder , hlubokým mrazům a snížení srážek.

Trvalý nízkotlaký systém nad Islandem ( islandský Low ) a trvalý vysokotlaký systém nad Azorami (The Azores High ) řídí směr a sílu západních větrů do Evropy. Relativní síly a pozice těchto systémů se rok od roku liší a tato variace je známá jako NAO. Velký rozdíl v tlaku na těchto dvou stanicích (rok s vysokým indexem, označovaný jako NAO+) vede ke zvýšenému západu a následně ke studeným létem a mírným a vlhkým zimám ve střední Evropě a její atlantické fasádě. Naproti tomu, pokud je index nízký (NAO-), jsou západní oblasti potlačeny, severoevropské oblasti postihují chladné suché zimy a bouře se táhnou na jih směrem ke Středozemnímu moři . To přináší do jižní Evropy a severní Afriky zvýšenou bouřkovou aktivitu a srážky.

Zejména v měsících listopad až duben je NAO zodpovědný za velkou část proměnlivosti počasí v severoatlantické oblasti, která ovlivňuje rychlost větru a změny směru větru, změny teploty a rozložení vlhkosti a intenzitu, počet a stopy bouří. Výzkum nyní naznačuje, že NAO může být předvídatelnější, než se dříve předpokládalo, a šikovné zimní předpovědi mohou být pro NAO možné.

Tam je nějaká debata o tom, jak moc NAO ovlivňuje krátkodobé počasí v Severní Americe. Zatímco většina souhlasí s tím, že dopad NAO je ve Spojených státech mnohem menší než v západní Evropě, věří se také, že NAO ovlivňuje počasí ve většině horních středních a východních oblastí Severní Ameriky. V zimě, kdy je index vysoký (NAO+), Azorské vrchy přitahují silnější jihozápadní cirkulaci přes východní polovinu severoamerického kontinentu, což brání arktickému vzduchu v propadu na jih (do USA na jih od 40 zeměpisné šířky). V kombinaci s El Niño může tento efekt produkovat výrazně teplejší zimy na horním středozápadě a Nové Anglii , ale dopad na jih těchto oblastí je diskutabilní. Naopak, když je index NAO nízký (NAO-), horní střední a severovýchodní části USA mohou způsobovat zimní ohniska více, než je obvyklé, s přidruženými silnými sněhovými bouřkami. V létě se předpokládá, že silný NAO- přispívá k oslabenému proudovému proudu, který normálně táhne zónové systémy do Atlantické pánve, což významně přispívá k nadměrně dlouhotrvajícím vlnám veder nad Evropou, nicméně nedávné studie neukazují důkazy o těchto asociacích.

Novější studie ukázaly, že složky (síla tlakových center a umístění) NAO jsou silnější při zkoumání vztahů k sezónní a sub-sezónní variabilitě klimatu v Evropě, Severní Americe a středomořské oblasti.

Účinky na hladinu severního Atlantiku

Pod pozitivním indexem NAO (NAO+) vede regionální snížení atmosférického tlaku k regionálnímu vzestupu hladiny moře v důsledku „inverzního barometrického efektu“. Tento efekt je důležitý jak pro interpretaci historických záznamů hladiny moře, tak pro předpovědi budoucích trendů hladiny moře, protože průměrné kolísání tlaku v řádu milibarů může vést ke kolísání hladiny moře v řádu centimetrů.

Severoatlantické hurikány

Tím, že NAO ovládá polohu Azorských výšin, ovlivňuje také směr obecných bouřkových cest pro hlavní severoatlantické tropické cyklóny : poloha Azorských výšů dále na jih má tendenci tlačit bouře do Mexického zálivu , zatímco severní poloha umožňuje jim vystopovat severoamerické pobřeží Atlantiku.

Jak ukázal paleotempestologický výzkum, několik velkých hurikánů zasáhlo pobřeží Perského zálivu v letech 3000–1400 př. N. L. A znovu během posledního tisíciletí. Tyto klidové intervaly byly odděleny hyperaktivním obdobím během let 1400 př. N. L. - 1 000 n. L., Kdy pobřeží Mexického zálivu bylo často zasaženo katastrofickými hurikány a jejich pravděpodobnost přistání se zvýšila 3–5krát.

Ekologické efekty

Až donedávna byl NAO od konce 70. let v celkově pozitivnějším režimu, což přineslo do severozápadního Atlantiku chladnější podmínky, což bylo spojeno s prosperující populací sněhových krabů Labradorského moře , které mají optimální teplotní optimum.

Oteplování NAO+ v Severním moři snižuje přežití larev tresek, které jsou na horních mezích jejich teplotní tolerance, stejně jako ochlazení v Labradorském moři, kde jsou larvy tresky na svých dolních teplotních mezích. Ačkoli to není kritický faktor, vrchol NAO+ na počátku devadesátých let mohl přispět ke kolapsu lovu tresky obecné v Newfoundlandu .

Na východním pobřeží USA způsobuje NAO+ teplejší teploty a zvýšené srážky, a tedy teplejší a méně slanou povrchovou vodu. Tím se zabrání zvyšování živin bohatých na živiny, což snižuje produktivitu. Georges Bank a Maineský záliv jsou tímto sníženým úlovkem tresky zasaženy.

Síla NAO je také určujícím faktorem v populačních fluktuacích intenzivně studovaných ovcí Soay .

Je zvláštní, že Jonas a Joern (2007) našli silný signál mezi NAO a druhovou skladbou kobylky ve vysokých travnatých prériích na středozápadě USA. Zjistili, že přestože NAO významně neovlivňuje počasí na středozápadě, došlo k významnému nárůstu hojnosti běžných druhů kobylky (tj . Hypochlora alba, Hesperotettix spp., Phoetaliotes nebrascensis, M. scudderi, M. keeleri a Pseudopomala brachyptera ) po zimách během pozitivní fáze NAO a významném zvýšení hojnosti méně obvyklých druhů (tj. Campylacantha olivacea, Melanoplus sanguinipes, Mermiria picta, Melanoplus packardii a Boopedon gracile ) po zimách během negativní fáze NAO. Toto je považováno za první studii ukazující spojení mezi NAO a suchozemským hmyzem v Severní Americe.

Zima 2009–10 v Evropě

Zima 2009-10 v Evropě bylo neobvykle chladné. Předpokládá se, že to může být způsobeno kombinací nízké sluneční aktivity, teplé fáze El Niño-jižní oscilace a silné východní fáze kvazi-bienále oscilace, které se všechny vyskytují současně. Met Office hlásil, že Spojené království, například, zažil svůj nejchladnější zimu za 30 let. To se shodovalo s výjimečně negativní fází NAO. Analýza zveřejněná v polovině roku 2010 potvrdila, že se jednalo o souběžnou událost „ El Niño “ a vzácný výskyt extrémně negativního NAO, což se stalo známým jako „hybridní El Niño“.

Během zimy 2010–11 v severní a západní Evropě se však islandská nížina , typicky umístěná západně od Islandu a východně od Grónska, pravidelně objevovala na východě Islandu a umožňovala tak výjimečně studený vzduch do Evropy z Arktidy. Nad Grónskem se zpočátku nacházela silná oblast vysokého tlaku, která v severozápadním Atlantiku zvrátila normální větrný režim, čímž se vytvořil blokovací vzor, ​​který hnal teplý vzduch do severovýchodní Kanady a studený vzduch do západní Evropy, jako tomu bylo během předchozí zimy. K tomu došlo během sezóny La Niña a je to spojeno se vzácnou arktickou dipólovou anomálií .

V severozápadní části Atlantiku byly obě tyto zimy mírné, zejména v letech 2009–2010, což bylo nejteplejší v Kanadě. Zima 2010–2011 byla v severních arktických oblastech této země obzvláště nadnormální.

Pravděpodobnost studených zim s velkým množstvím sněhu ve střední Evropě stoupá, když je Arktida v létě pokryta menším množstvím mořského ledu. Vědci z výzkumné jednotky v Postupimi z Institutu Alfreda Wegenera pro polární a mořský výzkum v asociaci Helmholtz dešifrovali mechanismus, ve kterém zmenšující se letní pokrývka mořského ledu mění tlakové zóny vzduchu v arktické atmosféře a ovlivňuje evropské zimní počasí.

Pokud v létě dochází k obzvláště velkému tání arktického mořského ledu, jak bylo pozorováno v posledních letech, zesilují se dva důležité efekty. Za prvé, ústup světlé ledové plochy odhalí tmavší oceán, což způsobí, že se v létě více zahřeje ze slunečního záření ( mechanismus zpětné vazby led - albedo ). Za druhé, zmenšená ledová pokrývka již nemůže zabránit uvolňování tepla uloženého v oceánu do atmosféry ( efekt víka ). V důsledku sníženého pokrytí mořského ledu se vzduch ohřívá mnohem více, než tomu bývalo zejména na podzim a v zimě, protože v tomto období je oceán teplejší než atmosféra.

Oteplování vzduchu blízko země vede ke stoupajícím pohybům a atmosféra se stává méně stabilní. Jedním z těchto vzorců je rozdíl tlaku vzduchu mezi Arktidou a středními zeměpisnými šířkami: takzvaná arktická oscilace s azorskými výškami a minimy Islandu známá ze zpráv o počasí. Pokud je tento rozdíl vysoký, dojde k silnému západnímu větru, který v zimě nese teplé a vlhké atlantické vzduchové masy až dolů do Evropy. V negativní fázi, kdy jsou tlakové rozdíly nízké, může studený arktický vzduch snadno proniknout na jih přes Evropu, aniž by byl přerušován obvyklými západními oblastmi, jak tomu bylo často v posledních třech zimách. Modelové výpočty ukazují, že rozdíl tlaku vzduchu se sníženou pokrývkou ledu v arktickém létě je v následující zimě oslaben, což arktickému chladu umožňuje tlačit se dolů do středních zeměpisných šířek.

Zima 2015–16 v Evropě

Navzdory jednomu z nejsilnějších El Nino, jaké kdy byly v Tichém oceánu zaznamenány, převládala v zimě 2015–2016 nad Evropou převážně pozitivní severoatlantická oscilace. Například Cumbria v Anglii zaznamenala jeden z nejmokřejších zaznamenaných měsíců. Mezitím Maltské ostrovy ve Středozemním moři zaregistrovaly jeden z nejsušších let, které kdy byly zaznamenány, až do začátku března, protože národní průměr ostrova byl doposud pouze 235 mm, přičemž v některých oblastech bylo registrováno dokonce méně než 200 mm.

Viz také

Reference

externí odkazy