Stratosfeer winter 2020/2021

Discussieer mee over alles wat met het weer, weerkunde en de wereld eromheen te maken heeft
Plaats reactie
Paul
Berichten: 1028
Lid geworden op: 31-12-1979

Re: Stratosfeer winter 2020/2021

Bericht door Paul » 22-01-2021 17:51

John schreef:
22-01-2021 17:04
Ik ontken geen downwelling. Ik kan de kaarten en grafieken die jullie tonen ook lezen.
Ik probeer hier het een en ander te begrijpen.

Op onze breedtegraad en lager zie je maar weinig een totale omkering in de luchtstroming naar oost vanaf grondniveau tot aan 300 hPa. Dat is een feit. Dat zie je terug op kaarten.
Dus bij een downwelling tot in de troposfeer tussen 60 en 90 NB met een inzet van oostelijke aanvoer, probeer ik mij voor te stellen de impactmogelijkheden voor de stroming op 850, 700, 500 en 300 hPa tussen 60 NB en 50 NB.

Maar misschien moet ik dit niet willen en zaai ik ook verwarring of onbegrip daardoor.

Ik moet wel zeggen: vroeger was mijn weerhobby leuker, vanwege een korte termijn.
Ik vind de weerhobby juist leuker vanwege teleconnecties en met name de stratosfeer. Als ik vroeger naar de kaarten keek dacht ik: waarom wordt het nu scenario A, voor hetzelfde geld kan het ook B of C worden? In een andere winter werd het B en weer een andere volgde C. Nu begrijp ik dat er achterliggende processen spelen, die aansturing geven. Op lange termijn bijvoorbeeld de El Nino of La Nina en op kortere termijn de MJO (duidelijk gekwantificeerd) en de stratosfeer, in bijzonder de SSW.

Nu is het moeilijk een-op-een voorspellingen te doen, ook bij deze processen gaat het om kansen. Maar als je achteraf ziet dat er koppelingen bestaan, is het beslist geoorloofd die te benoemen zonder dat er sprake is van manipulatie of bedrog. Veel kennis is achteraf, hoort bij het leerproces. Geldt trouwens ook voor troposferische processen.

Wat de verwachting voor de komende week betreft: door de stratosfeer wordt de depressieactiviteit op de oceaan onderdrukt en worden noordelijke stromingen begunstigd. De troposfeer heeft zijn eigen dynamiek, maar die wordt in meer of mindere mate tegengewerkt of gestimuleerd door de stratosferische stromingen. Met een verzwakte SPV en een noordelijke bovenstroming worden depressies gedwongen een meer zuidelijke koers te volgen dan normaal verwacht. Het is dus goed mogelijk dat we tegen de verwachtingen in zuidelijk (aan de koude kant) van de depressiebaan blijven, de komende week. Op de langere termijn moeten noordelijke en/of oostelijke stromingen de overhand kunnen krijgen.
Je hebt niet voldoende permissies om de bijlagen van dit bericht te bekijken.

Sebastiaan
Berichten: 12288
Lid geworden op: 31-12-1977

Re: Stratosfeer winter 2020/2021

Bericht door Sebastiaan » 22-01-2021 20:00

Het hier en nu in de buitenlucht blijft voor mij het leukste. Denk dat dit eigenlijk voor ons allemaal wel zo is.

Sebastiaan
Berichten: 12288
Lid geworden op: 31-12-1977

Re: Stratosfeer winter 2020/2021

Bericht door Sebastiaan » 23-01-2021 10:42

Interessant verhaal van World Climate Service
https://worldclimateservice.com/2021/01 ... c-warming/
Summary: Historical analogs point to the likely impacts of a weak stratospheric polar vortex and an amplified MJO forecast

In a dramatic break with the pattern of recent years, this winter has seen strong and persistent high-latitude blocking that has produced unusual cold across most of Russia and East Asia. The Arctic Oscillation has been significantly negative since early December, and the North Atlantic Oscillation will be negative for both December and January for the first time in a decade. The figure above shows the AO index from the past few months; this figure – and all others in this post – are available to World Climate Service customers in our online portal.

Sudden Stratospheric Warming

While the initial onset of a negative AO pattern in December occurred in conjunction with a relatively strong polar vortex in the stratosphere, a sudden weakening of the vortex around the turn of the year created a much more coherent Arctic anomaly, with strong vertical coupling between the troposphere and the stratosphere. The 10mb westerly flow at 60°N reversed to an easterly direction on January 5, marking the occurrence of a “sudden stratospheric warming” event.

This diagram shows the time evolution of the vertical profile of geopotential height anomalies for the past 30 days and in the 15-day ECMWF forecast. Above-normal heights from 10-200 hPa indicate the weaker-than-normal condition of the stratospheric polar vortex since late December. Above-normal heights from 500-1000 hPa are associated with a negative AO phase.

Remarkably, the stratosphere polar vortex has shown little recovery in the more than 2 weeks since the vortex disruption, and recent forecasts are showing another round of weakening – after a brief recovery – in the next two weeks.

MJO Forecast

The expected re-weakening of the stratospheric westerlies is linked to another major anomaly that models are expecting to emerge by early February: a very strong pulse of MJO wave energy in the western Pacific. The MJO index is predicted to move into phases 6 and 7, which are favorable for additional weakening of the polar vortex; this is because the transfer of wave energy from MJO 6/7 into the North Pacific lines up with the climatological stationary wave and enhances the upward energy flux that disrupts the westerly flow aloft. The relatively predictable evolution and well-known global impacts of the MJO provide a foundation for long-lead forecasts worldwide.

MJO index forecast

As an aside, the GEFS extended ensemble forecast has been calling for an MJO transition into phases 6 and 7 for several weeks, and while the GEFS was a bit too early with this, its long-lead MJO forecast provided a major hint that disruption to the polar vortex could be long-lived. Here’s our MJO forecast graphic from December 29.

Analog Analysis of Impacts

What can we say about potential impacts from this remarkable alignment of a strong MJO 6/7 pulse and an already-weak stratospheric vortex? To answer this, we glean insight from the World Climate Service subseasonal index analogs tool, which allows users to explore combinations of different climate phenomena.

Using the WCS tool, we first search for historical dates with both a strong MJO phase 7 and a weak vortex at 10mb within two weeks either side of February 10; according to the GEFS forecast, both criteria will be satisfied on this date. A set of 11 matching historical dates are as follows: 1978/02/04, 1981/02/20, 1987/02/09, 2001/02/25, 2002/02/23, 2006/01/30, 2010/01/28, 2012/02/06, 2013/01/26, 2017/02/09, 2018/02/14.

Next, we examine the temperature patterns that occurred in the weeks surrounding these analog dates. For example, 8-14 days prior to the matching dates, most of eastern North America was often warmer than normal, while Europe tended to see cold in the north and mild conditions in the south. This bears some resemblance to the current week 2 model forecasts – compare the two maps below – and suggests that the analogs do have some relevance to the current situation.

If we then step ahead week by week, the analogs reveal the typical sequence of events when the MJO/PV criteria were met at this time of year in the past. In the 7 days leading up to the matching dates, Europe tended to see a much stronger cold signal develop, with a focus on western and central areas; but warmth was dominant in the southern and eastern U.S.

Interestingly, week 3 in the current subseasonal models again shows some similarity to the analog signal, with cold expanding across Europe relative to the previous week, but with a warm signal remaining in the eastern U.S.

Looking beyond the February 10 matching date, the maps below show the typical outcome for 4 more weeks, which would take us all the way to early March. Cold persists in Europe, with the signal only gradually weakening and retreating to Scandinavia, and a strong warm signal develops over Canada in the second week. Perhaps surprisingly, there is no compelling sign of cold in the eastern U.S. until week 4, i.e. early March, although the analogs see cold developing in the western U.S. in weeks 2 and 3, i.e. late February.

The cold signal in Europe is closely associated with a blocking ridge near Greenland and Iceland, and a southward-displaced jet stream in the North Atlantic. Again the pattern compares very favorably between the analog analysis and the current model forecasts for weeks 4-5.

In summary, historical analogs suggest that the combination of a strong MJO wave in phase 7 with a weak stratospheric polar vortex is rather likely to bring widespread cold to Europe in early-mid February. This outlook is broadly similar to the dynamical model forecasts, but the analogs suggest a greater cold risk in western Europe than the models are currently indicating. In contrast, neither the analogs nor the models show any sustained or significant cold in the eastern U.S. until early March.

Finally – and just to illustrate further the utility of the WCS analog tool – it’s worth showing that it’s the combination of a weak polar vortex with MJO phase 7 that produces the strong cold signal for Europe. For instance, past occasions with strong MJO phase 7 and a strong polar vortex have warmth in eastern and northern Europe, and nearly the opposite temperature pattern in North America.

Alternatively, if we remove the MJO criterion and only look at dates with a significantly weakened polar vortex, there’s a modest cold signal over western Europe, but it’s much less compelling than when a phase 7 MJO develops at the same time.

Paul
Berichten: 1028
Lid geworden op: 31-12-1979

Re: Stratosfeer winter 2020/2021

Bericht door Paul » 24-01-2021 12:57

Dank je, Sebastiaan, voor het plaatsen van dit artikel. Schrijver constateert ook dat troposfeer ontvankelijk is voor downwelling, dankzij negatieve AO en NAO nu al gedurende twee maanden.

De downwelling zien we ook goed in de plot uit Berlijn. De 'tweede' SSW is overigens kantje boord.
Knipsel.PNG
Je hebt niet voldoende permissies om de bijlagen van dit bericht te bekijken.

Sebastiaan
Berichten: 12288
Lid geworden op: 31-12-1977

Re: Stratosfeer winter 2020/2021

Bericht door Sebastiaan » 24-01-2021 13:16

Abstract

Madden–Julian oscillation (MJO), the dominant mode of intraseasonal variability in the tropical troposphere, has recently been shown to have a great impact on Northern Hemisphere (NH) extratropical stratosphere. But the influence of the variability in the extratropical stratosphere on MJO is seldom reported. In this study, the influence of major, mid–winter NH stratospheric sudden warmings (SSWs) on the MJO is investigated using meteorological reanalysis datasets. Our analysis reveals that SSWs also exert considerable influence on tropical intraseasonal convection. The occurrences of MJO phases 6 and 7 significantly increase during around 20 d after the onset of SSWs, corresponding to enhanced convective activity over the equatorial Central and Western Pacific. Then in the following days, the coherent eastward propagation of tropical intraseasonal convection resembles the periodic variation in a typical MJO. These results suggest that the extratropical stratosphere affects the organized tropical intraseasonal convection, and variability of the tropical intraseasonal convection related to MJO can be better grasped by taking extratropical stratospheric variability into account. Considering the complex interaction between MJO and extratropical stratosphere, further work on comprehensive understanding of the relationship between SSWs and MJO is required in future studies. http://iopscience.iop.org/article/10.10 ... 326/ab98b5

Hans
Berichten: 647
Lid geworden op: 31-12-2009

Re: Stratosfeer winter 2020/2021

Bericht door Hans » 24-01-2021 16:13

Vraagje: als je naar de prognoses voor AO en NAO kijkt, zie je eigenlijk dat de correlatie tussen prognose en werkelijkheid voor de 1e week vooruit boven de 0.95 ligt, voor 10 dagen vooruit is dit meestal nog net 0.90, bij 2 weken vooruit vaak enorm gedaald, eigenlijk bagger. Is er ook zoiets voor de voorspelling (en gevolgen) voor ons deel van West Europa, er van uitgaand dat gevolgen van een SSW na 2 a 3 weken merkbaar zijn?

Sebastiaan
Berichten: 12288
Lid geworden op: 31-12-1977

Re: Stratosfeer winter 2020/2021

Bericht door Sebastiaan » 25-01-2021 11:28

https://www.geo.fu-berlin.de/en/met/ag/ ... index.html

Op 50 hPa ligt het in ieder geval goed.
Je hebt niet voldoende permissies om de bijlagen van dit bericht te bekijken.

Paul
Berichten: 1028
Lid geworden op: 31-12-1979

Re: Stratosfeer winter 2020/2021

Bericht door Paul » 25-01-2021 18:41

Het ziet er wat de volgende opwarming van de stratosfeer betreft naar uit dat we net niet de drempel van de SSW gaan halen http://www.atmos.albany.edu/student/hat ... a_gefs.png. Volgens Simon Lee data net wel. https://simonleewx.com/gfs-gefs-u1060/

De vortex schommelt heen en weer tussen Rusland en Groenland. Vanaf de tiende februari ligt hij weer boven Rusland.

Pluim 25-1 strat.PNG
Knipsel2.PNG
Knipsel.PNG
Je hebt niet voldoende permissies om de bijlagen van dit bericht te bekijken.

Paul
Berichten: 1028
Lid geworden op: 31-12-1979

Re: Stratosfeer winter 2020/2021

Bericht door Paul » 27-01-2021 11:22

Beschouwen we de opwarming van begin februari als een aparte SSW (zie ook blog Judah Cohen), dan kunnen we de downwelling transponeren op de eerdere SSW begin januari. Zo kunnen we een verklaring vinden voor de matige respons van de troposfeer tot nu toe. De tweede SSW remt de uitwerking van de eerste. Enige voordeel is wel dat we een langere uitwerking van de SSW mogen verwachten, dus tot ver in februari (dag 30-60) en tot in maart (dag 60-90). Dag 30 is 5 februari, een maand na de central date, het begin van de eerste SSW.

Rond 10 februari vallen beide signalen samen.
WAFz Judah cohen.PNG
SSW respons samengevoegd naar 2001.png
Pluim 27-1.PNG
Je hebt niet voldoende permissies om de bijlagen van dit bericht te bekijken.

Sebastiaan
Berichten: 12288
Lid geworden op: 31-12-1977

Re: Stratosfeer winter 2020/2021

Bericht door Sebastiaan » 28-01-2021 09:18

Mooie bijdrage Paul. Goed inzicht van Judah!
M.i. zie we hier overduidelijk het effect van de SSW. Kijk eens naar het imposante Noordpoolhoog en het ontstaan van een 'gele vlek.'
Je hebt niet voldoende permissies om de bijlagen van dit bericht te bekijken.

Plaats reactie