Вот почему глобальное потепление является причиной низких температур в США.

В январе 2014 года смещенный полярный вихрь принес чрезвычайно низкие температуры во многие районы США. [+] Соединенные Штаты, в результате чего озеро Мичиган недалеко от Чикаго замерзло, как показано здесь.Нынешнее резкое похолодание очень похоже по своей природе и сеет хаос на большей части континентальной части Соединенных Штатов прямо сейчас, в 2019 году.

Эдвард Стояковик / flickr

Страна замерзает беспрецедентным образом, и всему виной глобальное потепление. Звучит безумно? Резкое похолодание, которое Северная Америка переживает к востоку от скалистых гор, с температурами на уровне Арктики, реально, но это только часть истории. В то же время в других частях мира, от Австралии до самой Арктики, наблюдаются рекордно высокие температуры.

В то время как небольшое, но красноречивое меньшинство людей может использовать ошибочную логику «там, где я нахожусь, холодно, поэтому глобальное потепление нереально», даже школьники знают, что погода — это не климат. Но эти экстремальные похолодания в последние годы стали более серьезными из-за сочетания глобального потепления и явления, о котором вы, вероятно, слышали: полярного вихря. Вот наука о том, как это работает, и почему глобальное потепление, как это ни парадоксально, играет важную роль в сегодняшних рекордно низких температурах.

Разница между сильным, стабильным полярным вихрем (L) и слабым, нестабильным, который может вызвать . [+] резкие похолодания и экстремально холодная погода в средних широтах (R), такие как событие, которое мы переживаем сейчас.

Когда вы думаете о Земле, включая ее погоду, климат и температуру, какая картина возникает у вас в голове?

Лучше всего представить Землю в виде сферы, вращающейся вокруг своей оси, но с двумя дополнительными эффектами: атмосферой и океанами. Поскольку Земля вращается вокруг своей оси, мы ощущаем нагревание днем ​​(под прямыми солнечными лучами) и охлаждение ночью (в темноте), поскольку Земля излучает накопленное тепло в глубины космоса. Когда наше полушарие наклонено к Солнцу, мы переживаем летние месяцы; когда наше полушарие отклоняется от Солнца, мы переживаем зимние месяцы.

Океан хранит огромное количество тепла, а океанские течения переносят это тепло из одного места в другое.Но с точки зрения этих конкретных погодных явлений, которые мы переживаем прямо сейчас, самым важным фактором является атмосфера.

На этом графике показана глобальная циркуляция атмосферы Земли. В этот дисплей включены Хэдли. [+] ячейки, ячейки Феррелла и полярные ячейки, а также шесть различных зон в северном и южном полушариях, отображающих преобладающие ветры.

Пользователь Викисклада Кайдор

На любой планете, которая вращается, у вас будет эффект, называемый преобладающими ветрами. Поскольку атмосфера циркулирует по всему миру, планета Земля обычно испытывает три различных типа ветров, обычно приуроченных к трем различным широтным зонам:

• От 0° до 30°: где мы получаем пассаты, которые дуют с востока на запад и сходятся на экваторе.
• От 30° до 60°: что дает нам западные ветры, которые дуют с запада на восток и поднимаются вверх к полярному (или вниз к антарктическому) кругу.
• От 60° до 90°: полярные ячейки, которые обычно приурочены к самым высоким широтам на Земле.

Хотя полосы широт различаются, это явление характерно для большинства быстро вращающихся планет с атмосферой, включая Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн. Земля, однако, немного особенная.

Температура океана достаточно высока в экваториальных регионах в подходящее время года, чтобы сформировать . [+] тропические циклоны, и в зимнее время года они достаточно прохладны, чтобы образовывать экстремальные полярные вихри.

Команда Беркли по температуре поверхности Земли (BEST)

Из-за тонкости земной атмосферы, значительного наклона нашей оси, поведения облачного покрова и отражательной способности на полюсах, а также ряда других факторов наша планета имеет чрезвычайно большую разницу температур между экватором и полюсами. Эта разница температур наименьшая летом, когда полярные районы почти круглосуточно освещены солнечным светом, и наибольшая зимой, когда почти всегда ночь.

В результате этих резких перепадов температур существует устойчивая крупномасштабная зона низкого давления, которая циклонически вращается на каждом полюсе: с запада на восток. (Против часовой стрелки на северном полюсе, по часовой стрелке на южном полюсе.) Эти две зоны известны как полярные вихри, и каждая из них начинается на несколько миль выше в атмосфере и простирается далеко в стратосферу.

Взаимодействие между атмосферой, облаками, влагой, процессами на суше и океаном — все это регулирует . [+] эволюция равновесной температуры Земли. Стратосфера, в частности, имеет огромное значение для таких явлений, как арктический полярный вихрь.

НАСА / Смитсоновский музей авиации и космонавтики

Под ними вы обычно найдете большую массу холодного, плотного воздуха, окружающего каждый из полюсов. Обычно эти вихри достаточно стабильны, поскольку перепады температуры и давления достаточно велики, чтобы удерживать их на месте в течение всего года.

Когда вихри наиболее сильны, вы получаете единственную ячейку, и воздух чрезвычайно хорошо ограничен. Когда вихри ослабевают, они могут разбиться на две и более ячеек и начать мигрировать от полюсов. Когда они чрезвычайно слабы, они могут фрагментироваться, и часть этого воздуха с низким давлением и низкой температурой может начать взаимодействовать с воздухом с более высоким давлением и более высокой температурой из-за пределов полярных регионов.

Земля в 2013 году (слева) с хорошо выраженным одноячеечным сильным полярным вихрем вместе с Землей в . [+] 2014 г. (справа), когда полярный вихрь стал чрезвычайно слабым и мигрировал над густонаселенными массивами суши средних широт.

Хотя этот термин существует с 1850-х годов, мало кто слышал о полярном вихре до начала этого десятилетия, когда он стал настолько слабым, что мигрировал над континентами Северной Америки и Евразии, вызывая одни из самых холодных зимних погодных условий, которые мы видели в истории. недавняя история.

Когда вихрь на северном полюсе становится чрезвычайно слабым, зоны высокого давления, обнаруженные в средних широтах Земли (где находятся западные ветры), могут двигаться к полюсам, вытесняя холодный воздух. Это заставляет полярный вихрь двигаться дальше на юг. Кроме того, струйный поток изгибается и отклоняется в сторону более густонаселенных южных широт. Когда холодный сухой воздух с полюсов вступает в контакт с теплым влажным воздухом средних широт, происходит резкое изменение погоды, которое мы условно называем резким похолоданием.

Когда полярный вихрь вокруг Северного полюса ослабевает, он вызывает большую часть холодного воздуха в высоких широтах. [+] широты для смешивания с теплым воздухом в средних широтах. Это толкает струйный поток на юг, приносит холодный воздух в густонаселенные районы и создает условия для резкого похолодания.

Погода, которую мы наблюдаем в большей части северного полушария, обусловлена ​​именно этим явлением, происходящим прямо сейчас.

Но как виновато глобальное потепление?

Ответ прост: потому что явление, вызывающее разрушение полярного вихря, известно как внезапное стратосферное потепление, при котором температура верхних слоев атмосферы повышается примерно на 30–50 °C (54–90 °F) за период времени. всего за несколько дней. Тот факт, что там, где они находятся, в северном полушарии есть массивы суши, означает, что по мере повышения температуры этих земель они переносят свое тепло в еще более северные широты.

Полярный вихрь, как правило, представляет собой одноячеистую или двухячеистую область, сосредоточенную в полярных широтах. . [+] Однако потепление на суше и в море вблизи полюсов в последние годы изменило градиенты температуры и давления и привело к дестабилизации полярного вихря. Это приводит к экстремальным погодным явлениям, которые мы наблюдаем в последнее время.

Национальная служба погоды

Точные детали того, как это работает, сложны, но объяснение простое: более высокие температуры земли, особенно в северной части Северной Америки и северной Евразии, позволяют переносить больше тепла в арктическую стратосферу. Более теплая Земля делает внезапные явления потепления в стратосфере более вероятными и частыми. И эти события дестабилизируют полярный вихрь, приносят холодный воздух в средние широты и вызывают экстремальные погодные условия, которые мы наблюдаем сейчас.

Карта температуры Земли в день воскресенья, 27 января. Обратите внимание, как южная, антарктическая. [+] регион имеет относительно ограниченный холодный воздух, в то время как северный, арктический регион имеет более холодные и более теплые области в неровных, возможно, неожиданных местах.

Поскольку Земля продолжает нагреваться, в этих критических регионах будет уменьшаться снежный покров и меньше морского льда, что изменяет градиенты давления и температуры в регионах на границе полярного вихря. В крайних случаях полярный вихрь в результате ослабевает или схлопывается. Миграция струйного течения является одним из первых признаков, и в последние годы оно стало слишком частым явлением.

Резкое резкое похолодание, которое мы пережили в 2014 году, не было разовым событием. Хотя для многих этот шторм был настолько памятным, что кажется, что это было только вчера, мы абсолютно уверены, что такие экстремальные погодные явления станут обычным явлением в ближайшие годы. Климат меняется, и это по-разному влияет на нашу погоду по всему миру.

В январе 2014 года в обиходный лексикон вошел термин «полярный вихрь» с катастрофическим холодом. [+] щелчок, затронувший значительную часть Северной Америки, в результате которого, среди прочего, замерзла огромная часть Ниагарского водопада. Мы можем ожидать, что эти события будут происходить гораздо чаще в будущем.

Майкл Мураз / flickr

Возможно, это парадоксально, но это сильный, чрезвычайно холодный полярный вихрь, который приводит к стабильным теплым температурам зимой в более густонаселенных средних широтах.Это одно из последствий изменения климата, которое уже наступило, и в лучшем случае потребуются столетия, чтобы обратить его вспять. Сейчас низкие температуры и чрезвычайное похолодание затрагивают огромные участки суши в средних широтах северного полушария, но это не будет казаться необычным в течение долгого времени.

Поскольку Земля продолжает нагреваться, подобные экстремальные погодные явления станут обычным явлением, и многие климатологи предсказывают, что неустойчивый полярный вихрь будет приносить нам подобные штормы несколько раз в десятилетие. Добро пожаловать в новую нормальность, благодаря глобальному потеплению, когда Арктика не может оставаться холодной даже в самый разгар зимы.