Polar Vortex

A Polar Vortex egy úgynevezett poláris örvény amely a sarkvidékek felett helyezkedik el és a troposzféra felső részén, illetve a sztratoszférában is helyet foglal.   

Az 500 hPa-os geopotenciális szint mentén fújó szelek 2020. január 12-én (ez átlagosan 5,5 km vagy 3,5 mérföld a tengerszint felett helyezkedik el és a troposzférában van). A képet a NOAA Climate.gov módosította a Earth Nullschool képeivel (adatforrás: GDAS a NOAA-tól).

A 10 hPa geopotenciális szint mentén fújó szelek 2020. január 12-én (ez átlagosan 30 km vagy 19 mérföld a tengerszint felett és a sztratoszférában található). A képet a NOAA Climate.gov módosította a Earth Nullschool képeivel (adatforrás: GDAS a NOAA-tól).

Ez a föld forgásából eredően egy nagy sebességű alacsony légnyomású, spirálisan forgó légörvény, ciklon.
A tél közeledtével egyre kevésbé érvényesül a nap hatása a sarkvidékek felett, így a nap már nem világítja meg ezeket a területeket. Ezzel párhuzamosan jelentős hőmérséklet-csökkenés kezdődik.
Az idő előrehaladtával a felszín közelében a poláris örvény által behatárolt területek alatt rendkívül hideg, sűrű levegő alakul ki, mely alacsony légnyomással rendelkezik. A délebbi szélességeken a kezdetben még enyhébb légtömegek, de a sarkvidék felett gyorsan hűlő levegő miatt hőmérsékleti kontraszt, különbség éleződik ki. Ez folyamatosan a poláris örvény felerősödéséhez vezet. Erős poláris örvény esetében a déli peremén elhelyezkedő, alacsonyabb szélességeken a magassági futóáramlással párhuzamos, zonális áramlás jellemző.

Stabil sarki örvény (polar vortex) a sarkvidék felett. A futóáramlat (JetStream) ez esetben erős és nyugati irányból fújó szelek fújnak az Atlanti-óceán felől  hazánkra nézve. Grafika: NOAA

Ekkor az Atlanti-óceán felől a kontinens belseje felé egyre inkább behatolnak a nyugati enyhébb léghullámok ami a Kárpát-medencében is érezteti hatását. Ennek eredményeként a tél hazánkban enyhe, nem tud kialakulni északi, északkeleti áramlás, hiszen az erős futóáramlás a hideg légtömegeket a sarkvidék felett tartja, így az nem tud dél felé áramlani. Ha a poláris örvény gyengébb akkor az áramlási sebessége is lelassul és behullámzik.

Az alábbi ábra a gyengébb sarki örvényt szemlélteti amelyen jól kivehetjük a behullámzásokat. Ez esetben délre hatoló sarki hidegleszakadások, míg a másik oldalon akár a sarkvidékig hatoló bemelegedések jönnek létre. Forrás: NOAA

A hullámzását Rossby-hullámoknak is nevezzük. A Rossby-hullámok amennyiben túl erősek, úgy kihatnak a sztratoszférára, így nyomás- és hőmérséklet-emelkedés következhet be. Ha túl erős ez a hatás akkor a sztratoszférában rendkívül gyors felmelegedés indulhat és néhány napon belül akár 30-40 fokot is emelkedhet a hőmérséklet, így megközelítheti a nyári csúcshőmérsékletét. Ezt a folyamatot gyors sztratoszférikus felmelegedésnek, de a meteorológia nyelvén SSW=sudden stratospheric warming-nak is hívjuk. Ekkor a sarki poláris örvény darabokra is szakadhat, ezáltal a hidegmagok 2 vagy maximum 3 részre válnak. Érdemes még tudni hogy ekkor a magassági szelek iránya nyugatiból keleti irányba vált. A sztratoszférikus felmelegedés előfordul hogy csak hetek múlva érezteti hatását és csak egy bizonyos kontinensen, de van hogy abszolút nem jár következményekkel. 2018 január közepe után erőteljes melegedés zajlott a sztratoszférában.

2018 január 23 13:00 UTC. 10 hpa szinteken jól látható a sztratoszférikus melegedés. 

A lényeg hogy amikor a poláris örvény behullámzik vagy részekre szakad akkor jellemzően Amerikában vagy Európában akár egyidejűleg is egészen mély, délre hatoló hidegleszakadások, extrém hideg és hóviharok is bekövetkezhetnek. A 2018-as januári erőteljes sztratoszférikus felmelegedés következménye február végére egy Európára zúduló, rendkívüli hidegleszakadás lett, zord időjárást okozva.

Így zúdult Európára a sarkvidéki eredetű, zord levegő. Ez volt a következménye a januári erőteljes sztratoszférikus melegedésnek. A hőmérsékletek 850 hPa szintekre vonatkoznak a térképen ami kb 1500 méteres magasságot jelent.

Az USA mellett Európában is komoly hóviharokra képes a polar vortex déli szélességekre hatolása. Nézzünk néhány konkrétumot is, hogy milyen az amikor előjön a Polar Vortex.

1987 január 10-11-12. Évszázados hóvihar söpört végig az országon, mely sajnos életeket is követelt. Többfelé 2-3 méteres hófalakat emelt a viharos, sőt északnyugaton orkán erejű szél. Sopronban -14 fokban orkán erejű szél mellett havazott. Budapesten a ciklon hátoldalán bezúduló hideg levegőt követően január 12-én napközben csak -17 fokig "melegedett" a délutáni órákban a hőmérséklet. Országszerte jelentős hó hullott!

2013 március 14-15. A Dunántúlon rendkívüli helyzet állt elő a havazás és erős hófúvás miatt. Ilyen időjárásra képes ha a poláris örvény gyenge, vagy részekre szakad.

Chicago 2019 január 30-án. A polar vortex eredményeképp zord téli idő uralkodott.

Végezetül a polar vortex egy teljesen természetes légköri jelenség, de olykor rendkívüli időjárási helyzetek okozója tud lenni. A legkeményebb téli időjárási helyzetek nagyban köthetőek a poláris örvényhez.