Winterverwachting Judah Cohen

Discussieer mee over alles wat met het weer, weerkunde en de wereld eromheen te maken heeft
Sebastiaan
Berichten: 12244
Lid geworden op: 31-12-1977

Re: Winterverwachting Judah Cohen

Bericht door Sebastiaan » 19-03-2015 19:35

Ja mee eens Remko.
Misschien vind je haar nieuwe artikel wel interessant. http://iopscience.iop.org/1748-9326/10/1/014005/article

Evidence for a wavier jet stream in response to rapid Arctic warming

New metrics and evidence are presented that support a linkage between rapid Arctic warming, relative to Northern hemisphere mid-latitudes, and more frequent high-amplitude (wavy) jet-stream configurations that favor persistent weather patterns. We find robust relationships among seasonal and regional patterns of weaker poleward thickness gradients, weaker zonal upper-level winds, and a more meridional flow direction. These results suggest that as the Arctic continues to warm faster than elsewhere in response to rising greenhouse-gas concentrations, the frequency of extreme weather events caused by persistent jet-stream patterns will increase.

Discussion and conclusions


The Arctic has warmed at approximately twice the rate of the Northern mid-latitudes since the 1990s owing to a variety of positive feedbacks that amplify greenhouse-gas-induced global warming. This disproportionate temperature rise is expected to influence the large-scale circulation, perhaps with far-reaching effects. The North/South temperature gradient is an important driver of the polar jet stream, thus as rapid Arctic warming continues, one anticipated effect is a slowing of upper-level zonal winds. It has been hypothesized that these weakened winds would cause the path of the jet stream to become more meandering, leading to slower Eastward progression of ridges and troughs, which increases the likelihood of persistent weather patterns and, consequently, extreme events [1]. While weaker zonal winds have been observed in response to reduced poleward temperature gradients, the link to a wavier upper-level flow has not yet been confirmed [31, 33], although recent studies provide strong support of a mechanism linking sea-ice loss in the Barents/Kara Sea with amplified patterns over Eurasia during winter [24, 34] and summer [23]. We also note that the annual-mean NOAA-tabulated climate extreme index for the US [35] has increased by approximately one-third in the AA era relative to pre-AA years, though it is presently unknown whether rapid Arctic warming is a contributing factor.

Here we provide evidence demonstrating that in areas and seasons in which poleward gradients have weakened in response to AA, the upper-level flow has become more meridional, or wavier. Moreover, the frequency of days with high-amplitude jet-stream configurations has increased during recent years. These high-amplitude patterns are known to produce persistent weather patterns that can lead to extreme weather events [22, 23]. Notable examples of these types of events include cold, snowy winters in Eastern North America during winters of 2009/10, 2010/11, and 2013/14; record-breaking snowfalls in Japan and SE Alaska during winter 2011/12; and Middle-East floods in winter 2012/2013, to name only a few.

We assess anomalies in the poleward 1000–500 hPa thickness gradient during the AA era (since the mid-1990s) relative to climatology (1981–2010), along with corresponding changes in the zonal winds at 500 hPa and the waviness of the 500 hPa flow (|MCI|). While these time periods are short and certainly include effects of other natural fluctuations in the climate system, the conspicuous emergence of AA since the mid-1990s dictates this focused temporal analysis to identify responses of the large-scale circulation to this 'new' forcing. Future work will analyze climate model projections of a future with greater global warming and intensified AA. A recent study [36] documents a reduction in the frequency of atmospheric fronts under strong greenhouse forcing, particularly in high latitudes where the meridional temperature gradient relaxes the most, suggestive of more persistent weather patterns.

We find that in all seasons, the regions in which the poleward gradient weakens also exhibit weaker zonal winds (as expected via the thermal wind relationship) and consequently a more meridional, or wavier, flow character. This localized response is corroborated by seasonally varying, regional-scale increases in the frequency of amplified jet-stream configurations. The strongest response occurs during fall, when sea-ice loss and increased atmospheric water vapor augment Arctic warming, and a robust response is also evident during summer over North America and the Atlantic sectors, when the observed rapid decline of early-summer snow cover and the lower heat capacity of land promote a drying and warming of high-latitude land areas. Significant increases are observed in winter and spring, as well. These results reinforce the hypothesis that a rapidly warming Arctic promotes amplified jet-stream trajectories, which are known to favor persistent weather patterns and a higher likelihood of extreme weather events. Based on these results, we conclude that further strengthening and expansion of AA in all seasons, as a result of unabated increases in greenhouse gas emissions, will contribute to an increasingly wavy character in the upper-level winds, and consequently, an increase in extreme weather events that arise from prolonged atmospheric conditions.

Edward
Berichten: 1856
Lid geworden op: 30-04-2010

Re: Winterverwachting Judah Cohen

Bericht door Edward » 20-03-2015 22:24

Interessant artikel, bedankt voor de link.

Sebastiaan
Berichten: 12244
Lid geworden op: 31-12-1977

Re: Winterverwachting Judah Cohen

Bericht door Sebastiaan » 09-04-2015 13:08

Vul hier je reactie in...http://www.weer.nl/weer-in-het-nieuws/weernieuws/ch/a24c99ed0b9447870209638404670f90/article/de_winter_was_zacht_wie_had_gelijk-1.html

Judah Cohen
Eén van de mensen die veel belangstelling hebben voor het verbeteren van seizoensverwachtingen is de Amerikaanse onderzoeksmeteoroloog Judah Cohen, die werkt voor het instituut Atmospheric and Environmental Research (AER). Zijn interesse gaat vooral uit naar de relatie tussen de snelheid waarmee het sneeuwdek op het Euraziatische continent zich (in oktober) opbouwt en het type stromingspatroon daar in de winter op volgt. Met name zijn verwachting voor een koudere dan normale winter, ook in onze omgeving, werd het afgelopen najaar door winterliefhebbers met meer dan gewone belangstelling gevolgd.

Centraal stond de zogenoemde Snow Advance Index (SAI). Eerder onderzoek van Cohen had als resultaat opgeleverd dat er een relatie lijkt te bestaan tussen de hoeveelheid sneeuw op het Euraziatische continent in het najaar (eigenlijk Siberië, want vooral daar sneeuwt het dan al) en het teken van met name de AO-index in de winter daarop.

De Snow Advance Index beschrijft het tempo waarin het sneeuwdek in Siberië zich, ten zuiden van de 60ste breedtegraad, opbouwt gedurende globaal de oktobermaand. Op basis van een relatief korte meetperiode (van 1997 tot en met 2010) is Cohen tot de conclusie gekomen dat zijn aan het einde van iedere oktobermaand bepaalde Snow Advance Index (SAI) ongeveer 75 procent van de variaties in de AO-index tijdens de winters erop beschrijft. Dit mag je gerust een spectaculair resultaat noemen. Breid je de periode verder in het verleden uit (maar door gebrek aan meetgegevens moet dan met een beperktere SAI worden gewerkt), dan is het resultaat overigens wat minder goed, maar volgens Cohen en de zijnen nog steeds ruimschoots goed genoeg.

Ingewikkeld proces
Eigenlijk werkt het zo: hoe sneller het gebied ten zuiden van 60 graden noord in Siberië tijdens de oktobermaand onder een sneeuwlaag verdwijnt, deste groter is de kans op een negatieve AO-index in de winter erop, en dus op een winter met veel kou-uitbraken. Er zit een ingewikkeld proces achter dat te maken heeft met de grote hoeveelheden zonlicht die door sneeuw worden gereflecteerd zodra er een sneeuwlaag aanwezig is. Het gebied waar de sneeuw ligt, wordt dan kouder. Gevolg hiervan is dat het Siberische hogedrukgebied, dat gedurende de wintermaanden altijd van de partij is, eerder dan anders groot en sterk wordt en daarmee ook eerder dan anders het stromingspatroon op het noordelijk halfrond naar zijn hand kan zetten. Er volgt een kettingreactie die erin resulteert dat warme lucht via de stratosfeer tot het Noordpoolgebied kan doordringen – tijdens de wintermaanden. En het is die warme lucht op grote hoogte die er uiteindelijk toe leidt dat zich in de winter in de Noordpoolregio het hogedrukgebied vestigt dat tot de negatieve waarde van de AO-index leidt. Horend bij het snelle dichtsneeuwen van het gebied in Siberië ten zuiden van de 60ste breedtegraad, gedurende de oktobermaand. Daarmee is het cirkeltje rond.

Wat is er gebeurd?
Hoe ingewikkeld het proces was, bleek afgelopen winter meteen. De drukverdeling, die volgens de onderzoekers hoorde bij de vroege en uitgebreide sneeuwval in Siberië in de oktobermaand, kwam er meteen al niet. En ook later in de winter is het niet gelukt. Andere factoren, die op het systeem inwerkten, waren schijnbaar veel sterker. De westcirculatie zat dermate stevig in z’n jasje dat de Siberische sneeuw, die andere jaren wel aantoonbaar invloed had, er dit keer niet toe deed. Dat was ook duidelijk terug te zien in de overwegend positieve waarden van de NAO – en AO-index tijdens de winter, beide een teken voor een sterke straalstroom en westcirculatie. Er is uiteindelijk wel warme lucht hoog boven de Noordpool aangekomen, maar niet genoeg en zeker niet op de juiste plaats. Een hogedrukgebied heeft zich daar uiteindelijk dan ook niet weten te vormen.

De deskundigen van WCS hadden dit bij hun in september uitgegeven winterverwachting al duidelijk in de smiezen. Ze konden maar liefst 7 indicatoren aanduiden die op een zachte winter wezen. Zelfs met de invloed van de SAI meegewogen, kwamen ze toch op een zachte winter uit. Die is er uiteindelijk ook gekomen. Is de SAI hiermee een onbruikbare indicator? Nee, daarvoor is de periode waarin we hem hebben kunnen gebruiken, nog veel te kort. Duidelijk is wel dat het dit jaar toch hele andere factoren waren die maakten dat de winter uiteindelijk als een zachte uit de bus kwam.

Top artikel van Reinout! Hierboven een stuk daaruit.

Oud-forumlid
Berichten: 79

Re: Winterverwachting Judah Cohen

Bericht door Oud-forumlid » 09-04-2015 13:42

Sebastiaan, heb jij enig idee wat wat die 7 indicatoren zijn? Ik weet bijv. wel dat er invloed was van een koele Atlantische Oceaan rond de evenaar, maar verder?

Henk
Berichten: 321
Lid geworden op: 10-02-2013

Re: Winterverwachting Judah Cohen

Bericht door Henk » 10-04-2015 11:21

Inderdaad, Hans, de lage zeewatertemps in de Atlantische oceaan ten zuiden van Groenland, duidend op een negatieve AMOC, hebben bijgedragen aan een versterkte westcirculatie op de Atlantische Oceaan.
Voeg daarbij het zeer warme zeewater west van Canada/USA (positieve PDO) dat een sterk hoog veroorzaakte boven westelijk Canada met als gevolg een forse kou uitbraak boven midden en oostelijk Canada/USA en het feit dat deze kou de Atlantische Oceaan opstroomde en zo hielp het zeewater zuidelijk van Groenland nog kouder te maken en zodoende de westcirculatie bevorderend, en je hebt een oorzaak/gevolg relatie.
De zwakke Centraal Pacifische El Nino-achtige situatie versterkte het Azorenhoog en dat leidde tot nog meer westenwinden waardoor het geheel in anti-winters sentiment bij ons in Europa nog eens versterkt werd. De MJO hielp ook al niet mee: weigerde om resoluut in fase 7/8 of 1 te geraken en zie hier het resultaat.
Het is allemaal wijsheid achteraf en ik moet toegeven dat ook ik mij volledig heb vergaloppeerd hierin. Maar dan nog zie ik geen 7 indicatoren, zodat ook ik benieuwd ben welke indicatoren er nog meer zijn zodat daar in het vervolg rekening mee gehouden kan worden. Misschien dat je, Sebas, de OPI als een van die indicatoren gaat noemen, maar de betrouwbaarheid daarvan valt te bezien.

Sebastiaan
Berichten: 12244
Lid geworden op: 31-12-1977

Re: Winterverwachting Judah Cohen

Bericht door Sebastiaan » 10-04-2015 15:11

http://www.weer.nl/weer-in-het-nieuws/weernieuws/ch/78e03c0ff4b68a3db1dbfe2cbe3ff2dc/article/wat_was_drijvende_kracht_achter_de_zachte_winter.html

Warm water in de Grote Oceaan, onder meer ten westen van de Verenigde Staten en Canada, is mogelijk de oorzaak van de ‘gespleten’ winters van de laatste twee jaar in de VS en Canada. Was het westen daar steeds warm en droog, het oosten kreeg er de ene na de andere uitbraak van poolkou te verwerken. Indirect kan datzelfde warme water bij ons het zachte weer in de laatste twee winters hebben veroorzaakt. Maar hoe zit dit allemaal in elkaar?

Gisteren schreven we op deze site al over de verwachtingen voor de winter van dit jaar en wat daarvan is uitgekomen. Eén van de factoren, die aanvankelijk als een belangrijke indicator voor een mogelijk koudere dan normale winter in onze omgeving werd gezien (de Snow Advance Index – zie verhaal van gisteren) deed zijn werk uiteindelijk niet. Er waren blijkbaar andere (sterkere) factoren in het spel die maakten dat de straalstroom een andere positie innam, met in Europa en Azië (Siberië) zacht weer als gevolg en in Canada en de VS wederom een gespleten winter.

Lijken winters 2014 en 2015 op elkaar?
Al snel dringt de vergelijking met de winter van 2014 zich op. Ook toen waren het westen van de VS en Canada droog en warm en rolde in het oosten de ene na de andere kou-uitbraak naar het zuiden. Europa en Azië waren eveneens warm. Maar lijken die twee winters ook echt op elkaar? Een plaatje met daarin het gemiddelde stromingspatroon van beide winters naast elkaar (te zien naast dit verhaal), geeft meteen al uitsluitsel. Het meest in het oog springt de hogere druk dan normaal boven het westen van de VS, Canada en Alaska (doorlopend tot over het oosten van Siberië). Verder valt de versterking van het Azorenhogedrukgebied op (van belang voor het weer in Europa).

Aan de oostkant van de westelijke hogedruk in de VS en Canada waren er in het oosten steeds weer episodes met noordelijke winden die de kou vanuit Canada naar het zuiden liet stromen. Het sterke Azorenhoog in combinatie met sterke lagedruk bij Schotland IJsland/Schotland resulteerde in Europa in een sterke (zuid)westcirculatie, wisselvalligheid en hogere dan normale temperaturen. Een lagedrukgebied boven Rusland kwam in de winter van 2015 noordelijker uit (Karazee) dan in de winter ervoor. In het oosten van Siberië en het oostelijke deel van het Noordpoolgebied was het hierdoor (door vaak zuidelijke winden) de afgelopen maanden echt veel warmer dan normaal.

Wat was de drijvende kracht?
Op detailverschillen na, lijken de opgetreden stromingspatronen in de twee winters eigenlijk als twee druppels water op elkaar. De vraag dringt zich op of we iets bijzonders kunnen vinden wat hierachter de drijvende kracht was? Bijna meteen richten meteorologen hun aandacht dan op de zeeën op aarde. Als er één factor is die van invloed is op de manier waarop de atmosfeer zich gedraagt, dan zijn het de zeeën wel en dan vooral de zeewatertemperaturen, en de veranderingen daarin die zich daarin steeds weer voordoen. Gezien de enorme hoeveelheden warmte die in het zeewater liggen opgeslagen, is dat niet zo’n raar idee. Er zijn allerlei periodieke afwijkingen in de watertemperaturen, overal op de aarde. Elk van die afwijkingen heeft z’n eigen naam en daaraan gekoppelde index.

Eén van die periodieke afwijkingen in de zeewatertemperatuur in de tropen, die veel mensen wel kennen, is het fenomeen dat onder de naam El Niño bekend staat. Het zeewater is dan langs de evenaar warmer dan normaal in het gebied tussen Indonesië en Peru. De laatste grote El Niño trad op 1998. Daarna hebben we voornamelijk nog La Niña’s gehad, de tegenhanger van El Niño. Het zeewater in hetzelfde gebied langs de evenaar is dan kouder dan normaal. Bekend is dat de gevolgen van vooral sterke El Niño’s wereldwijd erg groot en ook kostbaar kunnen zijn. Andere indices (die we in dit verhaal niet behandelen) zijn bij voorbeeld de PDO, de AMO, de MJO en de QBO.

North Pacific Mode
Een patroon dat voor dit verhaal wel van belang is, is dat van de North Pacific Mode (NPM). Het is een temperatuurpatroon in de tropen en in het zeegebied ten westen van de VS en Canada dat in zijn positieve fase wel iets weg heeft van een El Niño, maar waarbij het warme zeewater in de tropen alleen in het westelijke deel zit. Het water ten westen van Zuid-Amerika is dan juist kouder dan normaal. Ten westen van de VS en Canada is het zeewater in zo’n constellatie wel warmer dan normaal. Het duidelijkst wordt het op het plaatje naast dit verhaal, waar een El Niño en de positieve fase van de NPM met elkaar worden vergeleken. Het onderste plaatje geeft heel mooi de situatie weer zoals die de laatste tijd, sinds de zomer van 2013 in grote lijnen is waargenomen.

Een Amerikaanse professor, Dennis L. Hartmann van de Universiteit van Seattle, koppelt de NPM en zijn huidige, sterk positieve fase nu aan het winterweer van de afgelopen twee jaar, feitelijk over het hele noordelijk halfrond. Hij heeft met behulp van computermodellen simulaties gedraaid, op basis van de zeewatertemperatuurverdeling in de Grote Oceaan (tropen en gebied ten westen van de VS en Canada). Daaruit kwam in grote lijnen het stromingspatroon tevoorschijn, zoals dat de afgelopen twee winters is opgetreden en dat aan de basis van het winterweer op het noordelijk halfrond heeft gestaan. De NPM was daarbij de drijvende kracht, zo concludeert hij voorzichtig.

Weten we nu meer over de toekomst?
Als dat echt zo is, dan weten we dus waarom het weer de laatste twee jaar was zoals het was. Maar zegt het ook iets over wat er de komende jaren gaat gebeuren? Waarschijnlijk niet. Het mag dan nu misschien even zo zijn dat andere gekende factoren weinig invloed hebben, maar dat blijft niet zo. Zo is er rond de evenaar nu wel sprake van een El Niño en die kan de komende tijd sterker worden. Ook heeft de huidige, positieve fase van de NPM niet het eeuwige leven. Zo moeten we elke keer weer een nieuwe afweging zien te maken en blijft het steeds weer spannend om te zien wat eruit komt

Met dank aan MG voor dit grandioze verhaal. De 7 factoren ken ik niet.
Laatst gewijzigd door Sebastiaan op 10-04-2015 15:13, 1 keer totaal gewijzigd.

Sebastiaan
Berichten: 12244
Lid geworden op: 31-12-1977

Re: Winterverwachting Judah Cohen

Bericht door Sebastiaan » 10-04-2015 15:17

http://www.atmos.washington.edu/~dennis/Hartmann_NPM_2015.pdf

Dit is waarschijnlijk het artikel waar MG het over heeft.

Sebastiaan
Berichten: 12244
Lid geworden op: 31-12-1977

Re: Winterverwachting Judah Cohen

Bericht door Sebastiaan » 24-05-2015 11:58

http://iopscience.iop.org/1748-9326/10/5/054015/article
Abstract

Eurasian fall snow cover changes have been suggested as a driver for changes in the Arctic Oscillation and might provide a link between sea-ice decline in the Arctic during summer and atmospheric circulation in the following winter. However, the mechanism connecting snow cover in Eurasia to sea-ice decline in autumn is still under debate. Our analysis is based on snow observations from 820 Russian land stations, moisture transport using a Lagrangian approach derived from meteorological re-analyses. We show that declining sea-ice in the Barents and Kara Seas (BKS) acts as moisture source for the enhanced Western Siberian snow depth as a result of changed tropospheric moisture transport. Transient disturbances enter the continent from the BKS region related to anomalies in the planetary wave pattern and move southward along the Ural mountains where they merge into the extension of the Mediterranean storm track.

Karel
Berichten: 3189
Lid geworden op: 31-07-1978

Re: Winterverwachting Judah Cohen

Bericht door Karel » 24-05-2015 20:35

Sebastiaan in aanvulling op het artikel van Martin Wegmann in iopscience:

De toestand van het zeeijs in de herfst in de Barents en Kara zee wordt ook in het UKMO model naast de verdeling van de zeewatertemperaturen op de Atlantische Oceaan als belangrijke actor gezien voor de wintercirculatie boven Europa. Overigens worden de zeewatertemperaturen op het gehele Noordelijk Halfrond verwerkt. Het UKMO model geeft goede resultaten de afgelopen 12 maanden.

Tenslotte is het toch ook zo dat de winterverwachtingen van Judah Cohen ook daarmee rekening houden. De afgelopen winter blijkbaar op een voor Europa niet zo succesvolle manier.

Karel
Berichten: 3189
Lid geworden op: 31-07-1978

Re: Winterverwachting Judah Cohen

Bericht door Karel » 25-05-2015 16:56

Een nieuw onderzoek van Elisabeth Barnes over de mogelijke drijvende kracht vanuit de Arctic Warming op de extratropische straalstroom is verschenen. Zij stel zich drie vragen en trekt een conclusie:
"'CONCLUSIONS
Does rapid Arctic warming have tangible implications for weather in lower latitudes? The jury is still out.
While there is a growing consensus in the model-based literature that that Arctic warming can
, in isolation, significantly influence the midlatitude circulation, this neither implies that it has in he past, nor that it will in the future. This is because internal atmospheric variability may obscure the influence of Arctic warming and/or the Arctic influence may be small compared with other ctors that control midlatitude weather. We suggest that it useful to frame inquiries using the‘
Can it?’, ‘Has it?’, and ‘Will it?’ approach. The ‘Can it?’ and ‘ Will it ?’ questions are potentially tractable as we continue to improve our mechanistic understanding of the high-to-mid- latitude connections, and as our models improve in their ability to simulate the related dynamics. However, the ‘ Has it?’ is likely to continue to be more challenging to answer given the short observational record and large internal variability of the midlatitude atmosphere.""

ttp://barnes.atmos.colostate.edu/FILES/MANUSCRIPTS/Barnes_Screen_2015_WIREsCC.pdf]

Plaats reactie