A strange thing happened in the stratosphere

[Gert]

Hieronder een artikel over een opvallend iets wat plaats vindt in de stratosfeer. Misschien dat iemand van ons er meer van weet. Wel interessant in ieder geval.


A predictable pattern of winds in the stratosphere recently changed in a way scientists had not seen in more than 60 years of record-keeping.

Credit: NASA






This disruption to the wind pattern -- called the "quasi-biennial oscillation" -- did not have any immediate impact on weather or climate as we experience it on Earth's surface. But it does raise interesting questions for the NASA scientists who observed it: If a pattern holds for six decades and then suddenly changes, what caused that to happen? Will it happen again? What effects might it have?


"The quasi-biennial oscillation is the stratosphere's Old Faithful," said Paul Newman, Chief Scientist for Earth Sciences at NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, and lead author on a new paper about the event published online in Geophysical Research Letters. "If Old Faithful stopped for a day, you'd begin to wonder about what was happening under the ground."

Winds in the tropical stratosphere, an atmospheric layer that extends from about 10 to 30 miles above Earth's surface, circulate the planet in alternating easterly and westerly directions over roughly a two-year period. Westerly winds develop at the top of the stratosphere, and gradually descend to the bottom, about 10 miles above the surface while at the same time being replaced by a layer of easterly winds above them. In turn, the easterlies descend and are replaced by westerlies.

This pattern repeats every 28 months. In the 1960s scientists coined it the "quasi-biennial oscillation." The record of these measurements, made by weather balloons released in the tropics at various points around the globe, dates to 1953.

The pattern never changed -- until late 2015. As the year came to a close, winds from the west neared the end of their typical descent. The regular pattern held that weaker easterly winds would soon replace them. But then the westerlies appeared to move upwards and block the downward movement of the easterlies. This new pattern held for nearly half a year, and by July 2016 the old regime seemed to resume.

"It's really interesting when nature throws us a curveball," Newman said.

The quasi-biennial oscillation has a wide influence on stratospheric conditions. The amount of ozone at the equator changes by 10 percent between the peaks of the easterly and westerly phases, while the oscillation also has an impact on levels of polar ozone depletion.

With this disruption now documented, Newman and colleagues are currently focused on studying both its causes and potential implications. They have two hypotheses for what could have triggered it -- the particularly strong El Niño in 2015-16 or the long-term trend of rising global temperatures. Newman said the scientists are conducting further research now to figure out if the event was a "black swan," a once-in-a-generation event, or a "canary in the coal mine," a shift with unforeseen circumstances, caused by climate change.

[Sebastiaan]

Kijk hier maar eens. http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/correlation/qbo.data

t/m augustus 2016 positief, terwijl die al had moeten 'omslaan' naar negatief (oostelijk)

[Henk]

Dit is vreemd, Sebas. Het is me in eerdere data sets omtrent de QBO nooit opgevallen, maar in de dataset die jij nu toont is er sprake van een oostelijke QBO vanaf januari 1948 t/m maart 1951, dus veel langer een en dezelfde fase dan dat de oscillatie qua duur toestaat. Daarna 2 maanden westelijk en dan weer oostelijk vanaf juni 1951 t/m maart 1953.Daarna slechts 4 maanden westelijk en dan herneemt de cyclus zijn normale modus.
Feitelijk dezelfde situatie als nu maar dan omgekeerd evenredig, namelijk veel en zeer langdurige oostelijke QBO tegen nu een aanhoudende westfase QBO. Je zou inderdaad haast denken dat er een externe variabiliteit aan te pas komt inzake extra afkoeling m.a.g. een toenemende neg QBO of extra opwarming m.a.g. een toenemende westelijke QBO. Ik weet wel dat de PDO (pacific decadal oscillation) vanaf ongeveer 1950 negatief, dus koud , is geworden tot 1977 en mee heeft geholpen om de aarde (iets) af te koelen vanaf 1950 tot 1977.. Opvallend is dat naast de el Nino de PDO de afgelopen tijd erg sterk positief (dus: warm) is geweest en dus, naast de menselijke invloed, mee heeft geholpen om de temperatuur op aarde tot recordhoogte te brengen. Wellicht dat hier mede een verklaring ligt t.a.v. de positieverandering van de QBO. In dat geval is het nieuw dat de QBO, als deze veronderstelling correct is, blijkbaar gevoelig is voor extra kou of warmte en geen onafhankelijke constante is zoals werd gedacht.

[Karel]

Het minimum in de QBO is al weer voorbij blijkt inmiddels uit een dwarsprofiel t/n aug 2016. De westerlies zijn al weer aan het afdalen. De kortste ""QBO east"" sinds 1950! met een minimum van ongeveer 0.
http://www.geo.fu-berlin.de/en/met/ag/strat/produkte/qbo/

Uitleg over de huidige situatie is ook hier te vinden:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016GL070373/full

De theorie achter de QBO (tropics waves interact with extratropical waves) is hier te vinden:
https://www.gfdl.noaa.gov/bibliography/related_files/baldwin0101.pdf
De consequenties voor de stratosfeer de komende winter moeten we afwachten.

[Sebastiaan]

Ja, het lijkt er op dat we een westelijke QBO krijgen deze winter. En dat in combinatie met een solar flux van < 110, dus laag. Met een neutrale El Nino.

[Karel]

Sinds de extreme uitbijter van de stratosfeer en de SSW in de winter van 2008/2009 met een westelijke QBO en een solar flux van <110 , met een neutrale ENSO situatie is de grafiek van Labitzke wat minder overtuigend geworden. Voor de komende winter wel iets om bij stil te staan.
Ik wacht de NAO ontwikkeling en de Atlantische zeewatertemperaturen maar af.
http://www.geo.fu-berlin.de/met/ag/strat/publikationen/docs/Labitzke-Kunze_BW2709_SO1309_2009.pdf

[Karel]

Inmiddels is er weer wat meer informatie over de QBO verschenen in Science en Geophysical Research Letters. Een aardig overzicht van de verrasingen (geen enkel model gaf in januari 2016 de verrassende ontwikkelingen aan) en de consequenties (ligging en intensiteit straalstroom op de Atlantische Oceaan de komende winter) is hier te vinden:http://thegreentimes.co.za/one-of-the-earths-most-regular-climate-cycles-has-been-disrupted/. Dit is nog duidelijk een onderwerp voor verder interessant onderzoek zoals ook wordt aangekondigd.
http://hwcdn.libsyn.com/p/1/e/1/1e1c002027f07484/SciencePodcast_160923.mp3?c_id=12829263&expiration=1474701451&hwt=fb10c4396a1cdf329d1280237393598c

Vanaf 15:38 gaat het over de QBO. Daarvoor allerlei onderwerpen, deels meteorologisch.

[Gert]

Interessante link Karel. Ben benieuwd wat het vervolg is.

[Sebastiaan]

Bericht van een weerman van de BBC met toegang tot diverse LT modellen.

Very early days. Bear in mind the *majority* signal is for a zonal flow up aloft (& probably westerly QBO into winter, despite some nearer-term complexities in lower strat). Whilst key seasonal output (GloSea5, EC Seasonal & now MeteoFrance ARPEGE-climate too ) concur on the notion of a winter (at least *initially*) prone to blocking, there's members of eg GloSea5 being run daily, so much water has yet to pass under this particular bridge. Whilst 60 yrs of QBO data is hardly anything in the grander historical record, the fact remains that behaviour this year has been unprecedented within that 60-yr timeline. Thus, models may struggle to adequately synthesise what happens next on that front (& the strat generally), which needs to be factored-in despite other key teleconnections (eg as presently in Indian & Pacific Oceans) that may be bolstering the 'blocky' solutions for NW Europe shown in recent runs. *If* the output still paints same coherent story by mid-Nov, we might well be in business. The only certainty is that present strat diagnostics looking ahead to N-D-J-F bear little resemblance to those output at this time last year!

[Daniël]

Heeft de warme en natte zomer, en de huidige geblokkeerde situatie met de extreme septemberwarmte hier ook mee te maken?