Stratosfeer winter 2019/2020

Discussieer mee over alles wat met het weer, weerkunde en de wereld eromheen te maken heeft
Plaats reactie
Paul
Berichten: 502
Lid geworden op: 01-01-1980

Stratosfeer winter 2019/2020

Bericht door Paul » 18-10-2019 09:20

Introductie

De stratosfeer boven de Noordpool koelt af, zodra de zonnekracht afneemt. Toen ik voor het eerst hierover hoorde dacht ik dat dat gunstig was voor winterweer. Als snel bleek het tegenovergestelde. Door de afkoeling krimpt de atmosfeer en ontstaat er een lagedrukgebied. Hier omheen waait de wind met de wijzers van de klok mee en zo ontstaat de stratosferische poolwervel. Steeds krachtiger gaan de westen winden waaien, naarmate de stratosfeer verder afkoelt. Hoewel de dichtheid van de stratosfeer veel geringer is dan die van de onderliggende troposfeer, heeft deze vanwege zijn langdurige werking en hoge windsnelheden toch een positief effect op de lager liggende troposferische poolwervel. De een versterkt de ander en de ander (de troposferische poolwervel) versterkt ook weer de ene. Dit verklaart voor een aanzienlijk deel waarom de westelijke winden in de winter zoveel krachtiger zijn dan in de zomer.

In de winter op het zuidelijke halfrond is dit vrij algemeen de situatie, het hele winterhalfjaar door; op het noordelijke halfrond is de situatie aanmerkelijk anders. Door de aanwezigheid van bergketens (Rocky Mountains en in zekere mate ook de Himalaya en de Tibetaanse Hoogvlakte) en grote landmassa’s (Eurazië) wordt de westelijke stroming veel beter afgeremd. Naarmate het land verder afkoelt neemt de weerstand van de lucht boven de continenten toe. Er vormen zich hogedrukgebieden, een heel bekende is het Siberische Hoog. De troposferische hogedrukgebieden reiken als ze krachtig genoeg zijn tot in de onderste lagen van de stratosfeer. In de stratosferische poolwervel ontstaan daardoor golvingen en als deze golven (waves) krachtig genoeg zijn wordt de hele poolwervel onstabiel. Hij raakt zijn momentum kwijt en de koude lucht stort onder zijn eigen gewicht in elkaar. Door de plotselinge dalende beweging ontstaat opwarming en zo krijgen we de voor velen inmiddels zo bekende SSW (Sudden Stratospheric Warming).

Sinds de versnelde opwarming met de daaraan verbonden versterking van de poolwervel vanaf 1988 hebben we een periode gehad waarin er weinig of geen SSW’s optraden. Interessant genoeg is het verschijnsel sinds het begin van deze eeuw weer helemaal terug van weg geweest. Ook in deze tijden van snelle opwarming boven de Noordpool blijft de SSW een frequent terugkerend fenomeen. Verband wordt door sommige onderzoekers gelegd met de versnelde accumulatie van sneeuw boven Eurazië in de herfst, in het bijzonder in oktober. Hierdoor wordt de hogedrukvorming versneld en het interactieve proces van troposfeer-stratosfeer-troposfeer, zoals hierboven in grote lijnen omschreven, versneld. Judah Cohen is een pionier op dit terrein, maar zijn theorie is niet geheel onomstreden. Interessant blijft desondanks om de sneeuwaccumulatie in genoemde gebieden te volgen, ook deze herfst weer.

Ook de afgelopen twee jaren kregen we weer de maken met een SSW. De eerste met veel grotere gevolgen voor het winterweer dan de laatste. De gevolgen van een SSW voor de winter op het noordelijk halfrond en in het bijzonder voor het winterweer in ons land zijn zeer moeilijk te duiden. Daarvoor zijn veel factoren van belang, de kracht en duur van de SSW met name, maar ook de timing vroeg of laat in de winter. Verschillend is tevens reactietijd van de troposfeer en de duur van de respons.

De SSW van begin januari dit jaar verraste door zijn kracht en duur, maar ook door zijn beperkte uitwerking op het weer, niet alleen in Nederland, maar ook op andere delen van de gematigde gebieden. Achteraf verklaringen zoeken is niet populair (we willen liever van tevoren weten wat de uitwerking is), maar wel leerzaam. In dit geval lijkt het erop dat de troposfeer te sterk zonaal is geweest om grootschalige veranderingen toe te laten. Een tweede factor die speelde is het krachtige herstel van de stratosferische poolwervel in februari en maart. De oorspronkelijke dynamiek van de atmosfeer werd hersteld, eerst met fraai hogedrukweer in de tweede helft van februari, daarna met onbestendige westen winden in maart. Pas na de Final Warming, de opwarming van de stratosfeer door de toenemende zonnekracht, werd de stroming in de troposfeer weer geblokkeerd. Een residu van de SSW in de troposfeer heeft hierbij waarschijnlijk mede bijgedragen aan de blokkades van mei tot juli, die het zomerweer van 2019 zoveel kleur hebben gegeven.

Met deze lange inleiding beginnen we een nieuw stratosferisch topic, dat van 2019/2020. Ik ga niet dieper in op de eventuele kansen op opnieuw een SSW, de komende winter, daarvoor is verderop in dit topic meer dan genoeg ruimte. Ik sluit af met een aantal links die handig zijn voor het zoeken naar informatie over de stratosfeer. Helaas moet ik vaststellen dat de meest belangrijke informatiebron voor de stratosfeer, de website van de Freie Universität van Berlijn opgehouden is met het geven van updates over de waves en de anomaliën. Hierdoor wordt het een stuk moeilijker de stratosfeer te monitoren. Dit zijn wat mij betreft de belangrijkste links die resteren:

Overzicht:
http://weatheriscool.com/
Attard:
http://www.atmos.albany.edu/student/hat ... altime.php
Netweather plot
https://www.netweather.tv/charts-and-data/stratosphere
Animatie
https://acd-ext.gsfc.nasa.gov/Data_serv ... _0030.html
Grafieken plots
https://acd-ext.gsfc.nasa.gov/Data_serv ... _data.html
Kaarten
https://www.instantweathermaps.com/GFS- ... b&hour=384
Dwarsdoorsnedes
https://acd-ext.gsfc.nasa.gov/Data_serv ... strat.html
Grafieken elementair
http://ds.data.jma.go.jp/tcc/tcc/products/clisys/STRAT/
Profielen + historie
https://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/ ... trat-trop/
Berlijn (vanaf november weer beschikbaar)
http://users.met.fu-berlin.de/~Aktuell/ ... =1&lng=eng
Laatst gewijzigd door Paul op 17-01-2020 09:51, 2 keer totaal gewijzigd.

Karel
Berichten: 2406
Lid geworden op: 31-07-1978

Re: Stratosfeer winter 2019/2020

Bericht door Karel » 18-10-2019 10:03

Bedankt Paul,

Interessant voor de komende winter met een neutrale QBO is een artikel van SH Lee in JGR atmospheres over de invloed van ''Atlantic Anticyclonic Wave Breaking" op het optreden van zeer snel optredende SSW'S. Belangrijk daarbij is het plotseling vormen in de troposfeer van de Scand-Groenl dipole.

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com ... 19JD030940
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com ... SI-S01.pdf

Daniël
Berichten: 996
Lid geworden op: 01-01-2000

Re: Stratosfeer winter 2019/2020

Bericht door Daniël » 18-10-2019 12:18

Paul schreef:
18-10-2019 09:20
In de winter op het zuidelijke halfrond is dit vrij algemeen de situatie, het hele winterhalfjaar door; op het noordelijke halfrond is de situatie aanmerkelijk anders. Door de aanwezigheid van bergketens (Rocky Mountains en in zekere mate ook de Himalaya en de Tibetaanse Hoogvlakte) en grote landmassa’s (Eurazië) wordt de westelijke stroming veel beter afgeremd. Naarmate het land verder afkoelt neemt de weerstand van de lucht boven de continenten toe. Er vormen zich hogedrukgebieden, een heel bekende is het Siberische Hoog. De troposferische hogedrukgebieden reiken als ze krachtig genoeg zijn tot in de onderste lagen van de stratosfeer. In de stratosferische poolwervel ontstaan daardoor golvingen en als deze golven (waves) krachtig genoeg zijn wordt de hele poolwervel onstabiel.
Zijn deze sterke hogedrukgebieden in de winter boven Siberië dan ook weer het gevolg van WAA in de hogere luchtlagen? Anders kunnen er zich geen krachtige hooogteruggen/blokades boven Siberië vormen.

Paul
Berichten: 502
Lid geworden op: 01-01-1980

Re: Stratosfeer winter 2019/2020

Bericht door Paul » 19-10-2019 09:05

Daniël schreef:
18-10-2019 12:18
Paul schreef:
18-10-2019 09:20
In de winter op het zuidelijke halfrond is dit vrij algemeen de situatie, het hele winterhalfjaar door; op het noordelijke halfrond is de situatie aanmerkelijk anders. Door de aanwezigheid van bergketens (Rocky Mountains en in zekere mate ook de Himalaya en de Tibetaanse Hoogvlakte) en grote landmassa’s (Eurazië) wordt de westelijke stroming veel beter afgeremd. Naarmate het land verder afkoelt neemt de weerstand van de lucht boven de continenten toe. Er vormen zich hogedrukgebieden, een heel bekende is het Siberische Hoog. De troposferische hogedrukgebieden reiken als ze krachtig genoeg zijn tot in de onderste lagen van de stratosfeer. In de stratosferische poolwervel ontstaan daardoor golvingen en als deze golven (waves) krachtig genoeg zijn wordt de hele poolwervel onstabiel.
Zijn deze sterke hogedrukgebieden in de winter boven Siberië dan ook weer het gevolg van WAA in de hogere luchtlagen? Anders kunnen er zich geen krachtige hooogteruggen/blokades boven Siberië vormen.
Zachte oceaanlucht vanaf de Atlantische Oceaan glijdt als bij een warmtefront op tegen de kou in de lagere luchtlagen in Siberië (daarom is het in de theorie van Cohen zo relevant dat de zee open ligt bij Noordwest Rusland). Zo kan zich hoger in de atmosfeer een hogedrukgebied vormen.

In Engels en meer uitgebreid:
The sudden stratospheric warming (SSW) of 12 February 2018 was not forecast by any extended‐range model beyond 12 days. From early February, all forecast models that comprise the subseasonal‐to‐seasonal (S2S) database abruptly transitioned from indicating a strong stratospheric polar vortex (SPV) to a high likelihood of a major SSW. We demonstrate that this forecast evolution was associated with the track and intensity of a cyclone in the northeast Atlantic, with an associated anticyclonic Rossby wave break, which was not well forecast. The wave break played a pivotal role in building the Ural high, which existing literature has shown was a precursor of the 2018 SSW. The track of the cyclone built an anomalously strong sea level pressure dipole between Scandinavia and Greenland (termed the S‐G dipole), which we use as a diagnostic of the wave break.

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com ... 19JD030940
Met dank aan Karel.

Nog een handige website (dwarsdoorsnedes)
https://www.stratobserve.com/anom_ts_diags
Voor de volledigheid ook het weblog van Judah Cohen (veel aandacht voor stratosfeer
https://www.aer.com/science-research/cl ... cillation/
Forum van netweather:
https://www.netweather.tv/forum/topic/8 ... tex-watch/
Simon Lee:
https://simonleewx.com/polar-vortex-forecasts/
Severe Weather:
https://www.severe-weather.eu/global-we ... _Kw7flkJYM
Laatst gewijzigd door Paul op 23-01-2020 09:27, 3 keer totaal gewijzigd.

Daniël
Berichten: 996
Lid geworden op: 01-01-2000

Re: Stratosfeer winter 2019/2020

Bericht door Daniël » 19-10-2019 11:10

Paul schreef:
19-10-2019 09:05
In Engels en meer uitgebreid:
The sudden stratospheric warming (SSW) of 12 February 2018 was not forecast by any extended‐range model beyond 12 days. From early February, all forecast models that comprise the subseasonal‐to‐seasonal (S2S) database abruptly transitioned from indicating a strong stratospheric polar vortex (SPV) to a high likelihood of a major SSW. We demonstrate that this forecast evolution was associated with the track and intensity of a cyclone in the northeast Atlantic, with an associated anticyclonic Rossby wave break, which was not well forecast. The wave break played a pivotal role in building the Ural high, which existing literature has shown was a precursor of the 2018 SSW. The track of the cyclone built an anomalously strong sea level pressure dipole between Scandinavia and Greenland (termed the S‐G dipole), which we use as a diagnostic of the wave break.
Dus ergens in januari/februari 2018 heeft een sterke frontale depressie boven de Atlantische Oceaan een Rossbygolf doen breken. Op welke dag gebeurde dat, want dan moet dit proces ook op te zien zijn op de 500 hPa-kaarten uit die periode. Op https://www.wetterzentrale.de/reanalysi ... &model=avn kun je dat proces dan bekijken.

Ronald
Berichten: 52
Lid geworden op: 01-01-2009

Re: Stratosfeer winter 2019/2020

Bericht door Ronald » 20-10-2019 10:50

Mooie introductie en praktisch overzicht Paul, vooral door de geplaatste links.
Ik wil me de komende tijd meer verdiepen in dit onderwerp, vooral aan de hand van dit topic.
Daarom vraag ik hier af en toe wat dingen aan jou, Sebastiaan, Karel en overige VWKérs.

En als ik dan de gegevens van vanmorgen eens bekijk, zie je dat de PV rond de maandwisseling een verstoring ondergaat. Een verstoring (Wave?) vanuit regio Siberie.
Hoe ontstaat zo'n verstoring nu, want de bewuste periode lijkt me geen sprake van een Siberisch Hoog?

Paul
Berichten: 502
Lid geworden op: 01-01-1980

Re: Stratosfeer winter 2019/2020

Bericht door Paul » 20-10-2019 12:06

Daniël schreef:
19-10-2019 11:10
Paul schreef:
19-10-2019 09:05
In Engels en meer uitgebreid:
The sudden stratospheric warming (SSW) of 12 February 2018 was not forecast by any extended‐range model beyond 12 days. From early February, all forecast models that comprise the subseasonal‐to‐seasonal (S2S) database abruptly transitioned from indicating a strong stratospheric polar vortex (SPV) to a high likelihood of a major SSW. We demonstrate that this forecast evolution was associated with the track and intensity of a cyclone in the northeast Atlantic, with an associated anticyclonic Rossby wave break, which was not well forecast. The wave break played a pivotal role in building the Ural high, which existing literature has shown was a precursor of the 2018 SSW. The track of the cyclone built an anomalously strong sea level pressure dipole between Scandinavia and Greenland (termed the S‐G dipole), which we use as a diagnostic of the wave break.
Dus ergens in januari/februari 2018 heeft een sterke frontale depressie boven de Atlantische Oceaan een Rossbygolf doen breken. Op welke dag gebeurde dat, want dan moet dit proces ook op te zien zijn op de 500 hPa-kaarten uit die periode. Op https://www.wetterzentrale.de/reanalysi ... &model=avn kun je dat proces dan bekijken.

We zien in de periode 5-7 februari dat de anticyclonale Rossbygolf breekt. De warmte-advectie noord van Scandinavië leidt tot de vorming van een hoog in de bovenlucht boven Noord-Rusland en een aantal dagen later leidt dit weer tot de splitsing van de troposferische poolwervel. Die op zich triggerde de stratosferische verstoring die leidde tot de SSW.
5 febr 2018.PNG
6 feb 2018.PNG
7 febr 2018.PNG
Dit proces werd niet goed door de modellen voorspeld.
Je hebt niet voldoende permissies om de bijlagen van dit bericht te bekijken.

Paul
Berichten: 502
Lid geworden op: 01-01-1980

Re: Stratosfeer winter 2019/2020

Bericht door Paul » 21-10-2019 09:41

Ronald schreef:
20-10-2019 10:50
En als ik dan de gegevens van vanmorgen eens bekijk, zie je dat de PV rond de maandwisseling een verstoring ondergaat. Een verstoring (Wave?) vanuit regio Siberie.
Hoe ontstaat zo'n verstoring nu, want de bewuste periode lijkt me geen sprake van een Siberisch Hoog?
Zou je aan kunnen geven welke verstoring je precies bedoelt?

Nu de website van Berlijn meer bijgewerkt wordt is het bijzonder moeilijk om wave1 en wave2 te traceren en vooruit te verwachten. Ik heb nog geen oplossing gevonden voor dit probleem.
Het zal ongetwijfeld weer een leerzaam stratosfeerseizoen worden, maar zonder genoemde gegevens zullen we veel van de nuances gaan missen.

Ronald
Berichten: 52
Lid geworden op: 01-01-2009

Re: Stratosfeer winter 2019/2020

Bericht door Ronald » 21-10-2019 16:46

Aan de hand van de geplaatste kaarten.

Kaart 3, heden, niks aan de hand.
Kaart 2, dag 8, enige opwarming aan de Siberische kant, effect is dat de vortex van vorm verandert en gaat hellen naar de kant waar het rustig is.
Kaart 1, dag 16, effecten Siberische kant weer beëindigd, vortex herstelt normale rond vorm, met zeer lage temperaturen in de as, een gevolg wat ik wel meer denk te hebben gezien dat na enige verstoring, een extra temperatuurdaling in de as het resultaat. Tegelijk lijkt er nu weer wat aan de Amerikaanse zijde te gaan gebeuren

Dus concreet:
- is die opwarming die er voor enige tijd zal zijn waarschijnlijk een Wave? Hoe ontstaat zo'n opwarming nu boven Siberie, nu er geen sprake lijkt te zijn van bijzondere hogedruk daar?
Je hebt niet voldoende permissies om de bijlagen van dit bericht te bekijken.

Paul
Berichten: 502
Lid geworden op: 01-01-1980

Re: Stratosfeer winter 2019/2020

Bericht door Paul » 22-10-2019 09:54

Die opwarming boven Siberië stelt weinig voor, is voor een deel weer weg gerekend. Ik zie samenhangend hiermee een kleine rug boven Mongolië op de 29e, gecombineerd met een laag Noordoost China.

Wave1 hoeft overigens niet altijd boven Siberië gezocht te worden ;) . De wave1 is per definitie gebonden aan een golving in een enkelvoudig systeem. Bij een dubbele golf is de wave1 de sterkste van de twee.
Uitleg wave1 en wave2.PNG
Voorlopig is er weinig verstoring te verwachten in de stratosfeer, iig veel te weinig voor een SSW. De ontwikkelingen boven Siberië zijn er niet naar, met hogedruk boven de Atlantische Oceaan of Groenland.
Je hebt niet voldoende permissies om de bijlagen van dit bericht te bekijken.

Plaats reactie