Wat waren de hoofdoorzaken van de extreme zonaliteit tijdens de zachte winters van eind jaren '80 en de jaren '90?Paul schreef: ↑30-01-2021 10:50Downwelling volgens GFS. Hoogtepunt rond 10 februari.
Interessant artikel, dat jij plaatste, over de SSW! Vooral die reconstructie van de historie van stratosferische opwarmingen. Telkens weer komt die anomalie van de negentiger jaren naar boven, waar Reinout ook al geen raad mee wist. Die anomalie lijkt me wel te correleren met extreme zonaliteit in die jaren, alleen op de vraag waar die vandaan komt is moeilijk een antwoord te bedenken. Begin twintigste eeuw zag ook zo'n periode, maar wel een stuk minder extreem. Toen hadden we ook relatief weinig winterweer in West-Europa.
Stratosfeer winter 2020/2021
Re: Stratosfeer winter 2020/2021
Re: Stratosfeer winter 2020/2021
De invloed van Stratospheric Sudden Warmings op de weersontwikkeling
Hieronder een kritische beschouwing over de invloed van SSW's op de troposfeer. Voornamelijk ingegeven door de diverse nieuwgierig makende bijdragen op dit forum. Ik doe daarbij een paar aannamen, waarop ik wel wat commentaar van jullie verwacht.
Doel is niet perse om genoemde invloed te bagatelliseren, maar ingegeven door de vele teleurstellingen na hoopgevende berichten over een weigerende polar vortex (PV). Hoe vaak ging die op basis daarvan aangekondigde kou toch weer niet door ?
Bij discussies over de mogelijke interacties tussen stratosferische processen (meestal SSW) en de circulatie-patronen in de troposfeer gaat het in feite om impulsoverdracht. Dwz. of en hoe de stroming, qua sterkte en in meer extreme zin ook richting, in de troposfeer die in de stratosfeer beïnvloedt en omgekeerd. Gezien de geringe dichtheid van de lucht in de stratosfeer ten opzichte van die in de troposfeer (orde 1:10) verwacht je dat directe neerwaartse overdracht van impuls vanuit de stratosfeer naar de troposfeer relatief gering zal zijn (orde 10 %) in vergelijking met de omgekeerde overdracht omhoog naar een ijlere laag. Mogelijke ‘downward propagation’ of ‘downwelling’ vanuit de stratosfeer naar de troposfeer zal dan vooral via een ander mechanisme moeten gebeuren.
Op grond van diverse bijdragen op dit forum ben ik wel overtuigd, dat voortplanting van drukgolven een voor de hand liggende kandidaat is en dan vooral de zg. troposferische Rossby (druk-) golven. Ik zie geen reden waarom deze zich niet verder omhoog in de stratosfeer zouden kunnen voortplanten. Hoe het dan verder gaat heb ik hieronder mbv. wat ‘basis-fysica’ geprobeerd te beschrijven. Daarbij ga ik er dus van uit, dat verstoringen vanuit de stratosfeer naar de troposfeer hun oorsprong hebben in de troposfeer zelf en daar, via een soort reflectie vanuit de stratosfeer, terugkeren. Een bron in de stratosfeer of mesosfeer wordt daarbij hier dus uitgesloten.
De mate van voortplanting van een drukgolf door de stratosfeer hangt af van de snelheid (evenredig met temperatuur en omgekeerd evenredig met de dichtheid). Met de hoogte zullen de golven iha. uitdempen. Alleen bij een duidelijk definieerbare bovengrens (sprong in dichtheid of temperatuur) kunnen golven, in principe, (gedeeltelijk) worden gereflecteerd. Afhankelijk van de aard van de reflectie kan daarbij, theoretisch, een fase-omkering optreden (positieve drukgolf wordt negatief of omgekeerd).
De aldus terugkomende golf zal ook weer (verder gedempt, of mogelijk versterkt ?) tot in de troposfeer afdalen. En daar de op dat moment actuele drukverdeling en (in 2de instantie) stromingen beïnvloeden. Of en hoe sterk die impact dan nog is zal dan afhangen van drie factoren:
• Wat (druk, temperatuur) en hoeveel (demping) van de oorspronkelijk vanuit de troposfeer vertrokken golf bij terugkeer nog over is;
• de fase van de teruggekeerde golf;
• het moment van terugkeer tov. de fasen van op dat moment actuele golven (Rossby) in de troposfeer.
Deze factoren bepalen of en zo ja hoe de ‘downward propagating wave’ vanuit de stratosfeer de troposferische stromingspatronen kan verstoren.
Dat dergelijke golven op een bepaalde geografische lengte vanuit de troposfeer waren 'gelanceerd' naar de stratosfeer zal iha. tot gevolg hebben dat zij bij eventuele terugkeer ook op een bepaalde (andere) lengte hun invloed laten gelden. Het afgelegde pad en de snelheid, heen en weer door de stratosfeer, zal dan (bijv.) bepalen waar op het Noordelijk Halfrond een SSW zal optreden.
En of de PV wordt verschoven en/of gesplitst en waar dan de rest-wervels terecht komen. Dat eea. lastig te voorspellen is lijkt mij na dit verhaal wel duidelijk.
En ook dat een SWW geen enkele garantie biedt voor a) de positie, b) duur en c) richting (N of Z) van een afwijkende stroming. En dus ook niet voor een West of Oost-Europese pool-kou of subtropische warmte. Dat er (waarschijnlijk) wel een historische voorkeur bestaat voor de positie van SSW en rest-wervels is dan de enige basis voor hoop op die koude-uitbraak.
Willem Leeuwestein
Hieronder een kritische beschouwing over de invloed van SSW's op de troposfeer. Voornamelijk ingegeven door de diverse nieuwgierig makende bijdragen op dit forum. Ik doe daarbij een paar aannamen, waarop ik wel wat commentaar van jullie verwacht.
Doel is niet perse om genoemde invloed te bagatelliseren, maar ingegeven door de vele teleurstellingen na hoopgevende berichten over een weigerende polar vortex (PV). Hoe vaak ging die op basis daarvan aangekondigde kou toch weer niet door ?
Bij discussies over de mogelijke interacties tussen stratosferische processen (meestal SSW) en de circulatie-patronen in de troposfeer gaat het in feite om impulsoverdracht. Dwz. of en hoe de stroming, qua sterkte en in meer extreme zin ook richting, in de troposfeer die in de stratosfeer beïnvloedt en omgekeerd. Gezien de geringe dichtheid van de lucht in de stratosfeer ten opzichte van die in de troposfeer (orde 1:10) verwacht je dat directe neerwaartse overdracht van impuls vanuit de stratosfeer naar de troposfeer relatief gering zal zijn (orde 10 %) in vergelijking met de omgekeerde overdracht omhoog naar een ijlere laag. Mogelijke ‘downward propagation’ of ‘downwelling’ vanuit de stratosfeer naar de troposfeer zal dan vooral via een ander mechanisme moeten gebeuren.
Op grond van diverse bijdragen op dit forum ben ik wel overtuigd, dat voortplanting van drukgolven een voor de hand liggende kandidaat is en dan vooral de zg. troposferische Rossby (druk-) golven. Ik zie geen reden waarom deze zich niet verder omhoog in de stratosfeer zouden kunnen voortplanten. Hoe het dan verder gaat heb ik hieronder mbv. wat ‘basis-fysica’ geprobeerd te beschrijven. Daarbij ga ik er dus van uit, dat verstoringen vanuit de stratosfeer naar de troposfeer hun oorsprong hebben in de troposfeer zelf en daar, via een soort reflectie vanuit de stratosfeer, terugkeren. Een bron in de stratosfeer of mesosfeer wordt daarbij hier dus uitgesloten.
De mate van voortplanting van een drukgolf door de stratosfeer hangt af van de snelheid (evenredig met temperatuur en omgekeerd evenredig met de dichtheid). Met de hoogte zullen de golven iha. uitdempen. Alleen bij een duidelijk definieerbare bovengrens (sprong in dichtheid of temperatuur) kunnen golven, in principe, (gedeeltelijk) worden gereflecteerd. Afhankelijk van de aard van de reflectie kan daarbij, theoretisch, een fase-omkering optreden (positieve drukgolf wordt negatief of omgekeerd).
De aldus terugkomende golf zal ook weer (verder gedempt, of mogelijk versterkt ?) tot in de troposfeer afdalen. En daar de op dat moment actuele drukverdeling en (in 2de instantie) stromingen beïnvloeden. Of en hoe sterk die impact dan nog is zal dan afhangen van drie factoren:
• Wat (druk, temperatuur) en hoeveel (demping) van de oorspronkelijk vanuit de troposfeer vertrokken golf bij terugkeer nog over is;
• de fase van de teruggekeerde golf;
• het moment van terugkeer tov. de fasen van op dat moment actuele golven (Rossby) in de troposfeer.
Deze factoren bepalen of en zo ja hoe de ‘downward propagating wave’ vanuit de stratosfeer de troposferische stromingspatronen kan verstoren.
Dat dergelijke golven op een bepaalde geografische lengte vanuit de troposfeer waren 'gelanceerd' naar de stratosfeer zal iha. tot gevolg hebben dat zij bij eventuele terugkeer ook op een bepaalde (andere) lengte hun invloed laten gelden. Het afgelegde pad en de snelheid, heen en weer door de stratosfeer, zal dan (bijv.) bepalen waar op het Noordelijk Halfrond een SSW zal optreden.
En of de PV wordt verschoven en/of gesplitst en waar dan de rest-wervels terecht komen. Dat eea. lastig te voorspellen is lijkt mij na dit verhaal wel duidelijk.
En ook dat een SWW geen enkele garantie biedt voor a) de positie, b) duur en c) richting (N of Z) van een afwijkende stroming. En dus ook niet voor een West of Oost-Europese pool-kou of subtropische warmte. Dat er (waarschijnlijk) wel een historische voorkeur bestaat voor de positie van SSW en rest-wervels is dan de enige basis voor hoop op die koude-uitbraak.
Willem Leeuwestein
Re: Stratosfeer winter 2020/2021
Interactie troposfeer-stratosfeer-troposfeer te vinden in Thesis van Angelo Bohan. Theorie en voorbeelden uitgewerkt. De SSW van februari 2018 is een voorbeeld voor de winterliefhebber. Duidelijk is dat de situatie in de troposfeer tijdens de centrale datum van de SSW zeer bepalend is voor de koudepulsen naar het zuiden onder invloed van een negatieve AO.
"Stratospheric warming analysis using the PV-theta view"
A Bohan - 2019 - dspace.library.uu.nl
Sudden Stratospheric Warmings (SSWs) are events in which the middle stratosphere, where
it is usually very cold, warms up by 30 to even 50 degrees Celcius. SSWs lead to a
displacement or split of the polar vortex, a low pressure system above the Poles which is
created every autumn and disappears every spring by the changing temperature differences
between the equator and the poles. In many papers and literature, these stratospheric
events are related to drastic changes in the general circulation in the troposphere"
https://dspace.library.uu.nl/bitstream/ ... sequence=1
Ook dit jaar weer een nieuw voorbeeld van een SSW, nu een in meerdere stappen.
De effecten zijn een herhaling van zetten met een Groenland hoog met negatieve NAO en koudegolven richting Siberië in januari en februari.
De komende dagen de effecten weer te zien.
"Stratospheric warming analysis using the PV-theta view"
A Bohan - 2019 - dspace.library.uu.nl
Sudden Stratospheric Warmings (SSWs) are events in which the middle stratosphere, where
it is usually very cold, warms up by 30 to even 50 degrees Celcius. SSWs lead to a
displacement or split of the polar vortex, a low pressure system above the Poles which is
created every autumn and disappears every spring by the changing temperature differences
between the equator and the poles. In many papers and literature, these stratospheric
events are related to drastic changes in the general circulation in the troposphere"
https://dspace.library.uu.nl/bitstream/ ... sequence=1
Ook dit jaar weer een nieuw voorbeeld van een SSW, nu een in meerdere stappen.
De effecten zijn een herhaling van zetten met een Groenland hoog met negatieve NAO en koudegolven richting Siberië in januari en februari.
De komende dagen de effecten weer te zien.
Re: Stratosfeer winter 2020/2021
@Willem
Centraal in het stratosfeerplaatje in de winter staat de troposfeer-stratosfeer-troposfeer koppeling, kort gezegd de T-S-T koppeling. De stratosfeer wordt verstoord door een quasi-stationaire Rossbygolf boven de Oeral, in combinatie met depressievorming (een trog) in de westelijke Pacific, bij Japan. De stratosfeer gaat golven, enkelvoudig (wave1) of dubbel (wave2), de eerste leidt gewoonlijk tot een verplaatsing van de stratosferische vortex, de tweede tot een splitising ervan. In stap drie wordt de troposfeer beïnvloed, of misschien beter gezegd wordt de troposfeer niet meer door de stratosfeer beïnvloed, doordat de drijvende kracht van de stratosferische polaire vortex (SPV) wegvalt. Bij sterkere oostelijke winden in de stratosfeer ondervindt de troposferische polaire vortex (TPV) zelfs tegenwerking van boven.
Deze koppeling (T-S-T) is uitgebreid beschreven in wetenschappelijke studies, er is weinig of geen twijfel omtrent het bestaan ervan. Het moeilijkste en voor ons belangrijkste deel is de uitwerking voor het weer in West-Europa. Daarover zijn in dit topic deze winter een aantal studies de revue gepasseerd.
Meer concreet naar de situatie deze winter, synoptisch: we hebben te maken gehad met een bijzonder krachtige Oeralblokkade in december en grote delen van januari. Die heeft geleid tot een SSW en die heeft een Groenlandblokkade teweeg gebracht. Deze ontwikkeling is gemakkelijk af te lezen uit de respectievelijke composites van december en januari. Wat de situatie complex maakt is de totstandkoming van een tweede SSW, grofweg een maand na de eerste.
Normaal gesproken houdt het ontstane Groenlandhoog de ontwikkeling van nieuwe stratosferische opwarmingen tegen, echter in deze situatie ontstond er bij de splitsing van de SPV een aparte vortex boven de Atlantische Oceaan. Deze veroorzaakte in combinatie met een westelijke negatieve NAO een opleving van de depressie-activiteit. Opnieuw werd het Oeralhoog in de steigers gezet en weer komt het tot een stratosferische opwarming. Minder heatflux, maar netto hetzelfde resultaat: een omkering van de stratosferische wind op 60N en 10 hPa.
Stratosferische opwarmingen werken traag door richting de troposfeer omdat de stratosfeer minder zwaar is dan de troposfeer en omdat de stratosfeer per definitie stabiel is, dus weinig verticale uitwisseling toestaat. Grote fout die in veel beschouwingen op forums met name gemaakt wordt is dat er meteen een sterke invloed verwacht wordt. De invloed van een SSW moet gemeten worden in weken, zo niet maanden na de central date (het begin ervan). Zo gaf de SSW van begin januari 2013 een sterke blokkade in maart, zelfs tot in april.
Dit jaar dus twee SSW's, de effecten ervan heffen elkaar op en versterken elkaar en dat maakt de interpretatie alleen nog maar moeilijker. Eerder heb ik vastgesteld dat de versterking rond 10 februari plaats zou moeten vinden, kijkende naar de kaarten van vanmorgen lijkt dat inderdaad een plausibele optie. Verder kun je proberen op kleinere schaal (tijd en ruimte) de effecten van de stratosferische opwarming te koppelen aan de troposferische ontwikkelingen, dat wordt al jaren door Judah Cohen in de praktijk gedaan. In mijn stratosfeerweerbericht probeer ik dat uit, vrijblijvend en experimenteel. Aan het eind van de winter maak ik de balans op.
Centraal in het stratosfeerplaatje in de winter staat de troposfeer-stratosfeer-troposfeer koppeling, kort gezegd de T-S-T koppeling. De stratosfeer wordt verstoord door een quasi-stationaire Rossbygolf boven de Oeral, in combinatie met depressievorming (een trog) in de westelijke Pacific, bij Japan. De stratosfeer gaat golven, enkelvoudig (wave1) of dubbel (wave2), de eerste leidt gewoonlijk tot een verplaatsing van de stratosferische vortex, de tweede tot een splitising ervan. In stap drie wordt de troposfeer beïnvloed, of misschien beter gezegd wordt de troposfeer niet meer door de stratosfeer beïnvloed, doordat de drijvende kracht van de stratosferische polaire vortex (SPV) wegvalt. Bij sterkere oostelijke winden in de stratosfeer ondervindt de troposferische polaire vortex (TPV) zelfs tegenwerking van boven.
Deze koppeling (T-S-T) is uitgebreid beschreven in wetenschappelijke studies, er is weinig of geen twijfel omtrent het bestaan ervan. Het moeilijkste en voor ons belangrijkste deel is de uitwerking voor het weer in West-Europa. Daarover zijn in dit topic deze winter een aantal studies de revue gepasseerd.
Meer concreet naar de situatie deze winter, synoptisch: we hebben te maken gehad met een bijzonder krachtige Oeralblokkade in december en grote delen van januari. Die heeft geleid tot een SSW en die heeft een Groenlandblokkade teweeg gebracht. Deze ontwikkeling is gemakkelijk af te lezen uit de respectievelijke composites van december en januari. Wat de situatie complex maakt is de totstandkoming van een tweede SSW, grofweg een maand na de eerste.
Normaal gesproken houdt het ontstane Groenlandhoog de ontwikkeling van nieuwe stratosferische opwarmingen tegen, echter in deze situatie ontstond er bij de splitsing van de SPV een aparte vortex boven de Atlantische Oceaan. Deze veroorzaakte in combinatie met een westelijke negatieve NAO een opleving van de depressie-activiteit. Opnieuw werd het Oeralhoog in de steigers gezet en weer komt het tot een stratosferische opwarming. Minder heatflux, maar netto hetzelfde resultaat: een omkering van de stratosferische wind op 60N en 10 hPa.
Stratosferische opwarmingen werken traag door richting de troposfeer omdat de stratosfeer minder zwaar is dan de troposfeer en omdat de stratosfeer per definitie stabiel is, dus weinig verticale uitwisseling toestaat. Grote fout die in veel beschouwingen op forums met name gemaakt wordt is dat er meteen een sterke invloed verwacht wordt. De invloed van een SSW moet gemeten worden in weken, zo niet maanden na de central date (het begin ervan). Zo gaf de SSW van begin januari 2013 een sterke blokkade in maart, zelfs tot in april.
Dit jaar dus twee SSW's, de effecten ervan heffen elkaar op en versterken elkaar en dat maakt de interpretatie alleen nog maar moeilijker. Eerder heb ik vastgesteld dat de versterking rond 10 februari plaats zou moeten vinden, kijkende naar de kaarten van vanmorgen lijkt dat inderdaad een plausibele optie. Verder kun je proberen op kleinere schaal (tijd en ruimte) de effecten van de stratosferische opwarming te koppelen aan de troposferische ontwikkelingen, dat wordt al jaren door Judah Cohen in de praktijk gedaan. In mijn stratosfeerweerbericht probeer ik dat uit, vrijblijvend en experimenteel. Aan het eind van de winter maak ik de balans op.
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
Paul, volgens mij zie je hier dat de troposfeer reageert op de verplaatsing van de vortex naar de Atl. Oceaan. Jij?
Je hebt niet voldoende permissies om de bijlagen van dit bericht te bekijken.
Re: Stratosfeer winter 2020/2021
Achtergronden SSW
Ik wil al vast Karel en Paul bedanken voor hun snelle respons.
Had inderdaad de div. achtergrond-artikelen wel al gezien, dwz. ik ben nu op de hoogte van hun bestaan.
Echt goed bestuderen kost even wat meer tijd (...).
Enigszins gestimuleerd door de actuele lokale loopgraven-oorlog in het grensgebied van de winter hebben die SSW's nog meer mijn aandacht.
Over lokaal gesproken; ik zal binnenkort wat resultaat plaatsen over een simpele correlatie-onderzoek tussen koude Biltse februari's en SSW's.
Voorlopig eerst maar de dagelijkse duik in de stortvloed aan weerkaarten die onze collega's over het winterforum uitstorten.
Wordt vervolgd.
Willem
Ik wil al vast Karel en Paul bedanken voor hun snelle respons.
Had inderdaad de div. achtergrond-artikelen wel al gezien, dwz. ik ben nu op de hoogte van hun bestaan.
Echt goed bestuderen kost even wat meer tijd (...).
Enigszins gestimuleerd door de actuele lokale loopgraven-oorlog in het grensgebied van de winter hebben die SSW's nog meer mijn aandacht.
Over lokaal gesproken; ik zal binnenkort wat resultaat plaatsen over een simpele correlatie-onderzoek tussen koude Biltse februari's en SSW's.
Voorlopig eerst maar de dagelijkse duik in de stortvloed aan weerkaarten die onze collega's over het winterforum uitstorten.
Wordt vervolgd.
Willem
Re: Stratosfeer winter 2020/2021
Ik denk dat GFS 'overreageert', gaat te gemakkelijk terug naar AO+. Zien we ook bij oude progs:Sebastiaan schreef: ↑01-02-2021 18:50Paul, volgens mij zie je hier dat de troposfeer reageert op de verplaatsing van de vortex naar de Atl. Oceaan. Jij?
Bij EC ENS +10 dagen zien we een veel duidelijkere koppeling. Die laat gelukkig nog wel ruimte voor het Poolhoog. Ik zie dat gevalletje nog wel even standhouden
. Ik denk op dit moment dat de positie van de vortex in de stratosfeer op de lange termijn vooral belastend is voor het Groenlandhoog. Sterke depressieactiviteit lijkt me daarentegen ook niet waarschijnlijk gezien de noordelijke positie van de vortex en de zwakte ervan. Verder moeten we denk ik ook rekening houden met de vertraging van het signaal van de stratosfeer. Voor de lange termijn moeten we voor wat het winterweer betreft hopen op het Scandihoog (zie MJO); later in de maand loopt dat gevaar als de stratosferische vortex uitdiept en zich oostwaarts verplaatst.We hebben de tweede 'officiële' SSW, 1 februari al. Is wel van korte duur.
Judah Cohen over de status van deze 'SSW':
I want to warn everyone first that in this blog, I will be winging it and spit balling it. As I have been saying in many previous blogs, I do consider this event unique in the observational record and in my own experience. But hopefully I can draw the right conclusions from past successes but more importantly from past failures.
As I discussed in last week’s blog, I don’t feel that this now month-long PV disruption should be considered just one long event but is multiple events consisting of two or possibly three separate PV disruptions.
https://www.aer.com/science-research/cl ... cillation/
Je hebt niet voldoende permissies om de bijlagen van dit bericht te bekijken.
Re: Stratosfeer winter 2020/2021
SSW: lekker!
Een displacement deze keer.
Een displacement deze keer.
Je hebt niet voldoende permissies om de bijlagen van dit bericht te bekijken.
Re: Stratosfeer winter 2020/2021
Langdurige downwelling volgens GFS. Extreme kaart, zo zie je ze zelden.
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
Idd. de repercussies voor de troposfeer gaan nog weken door. Boeiend!
Dit NH-profiel. Ik krijg er geen genoeg van. Iedereen kijkt natuurlijk naar Nl, maar als je naar het grotere geheel kijkt, is dit zo fascinerend. Je ziet een 'geel ei' bij Siberië. Vast niet toevallig de plek van de warming (?).
Zowel kou in de VS/Canada als in grote delen van Eurazië. Mogelijk gemaakt door de SSW.
Ik kijk nu al uit naar de artikelen deze zomer over dit natuurwonder.
Dit NH-profiel. Ik krijg er geen genoeg van. Iedereen kijkt natuurlijk naar Nl, maar als je naar het grotere geheel kijkt, is dit zo fascinerend. Je ziet een 'geel ei' bij Siberië. Vast niet toevallig de plek van de warming (?).
Zowel kou in de VS/Canada als in grote delen van Eurazië. Mogelijk gemaakt door de SSW.
Ik kijk nu al uit naar de artikelen deze zomer over dit natuurwonder.
Je hebt niet voldoende permissies om de bijlagen van dit bericht te bekijken.