Skader på grund af ekstreme vejrbegivenheder i løbet af 2017 udspilte største nogensinde regninger for USA De fleste af disse begivenheder involverede forhold, der er intuitivt tilpasset den globale opvarmning: varmeoptegnelser, tørke, vilde brande, kystoverskridelser, orkanskader og kraftigt regn.

Der er dog paradoksale mulige bånd mellem klimaforandringer og den nylige uge af frigide uger i det østlige Nordamerika. Et meget nyt og "varmt emne" i klimaforskningsundersøgelser er forestillingen om, at hurtig opvarmning og engrossmeltning af Arktis kan spille en rolle i at forårsage vedvarende kolde trylleformularer.

Det tager ikke et stykke fantasi at antage, at det mister halvdelen af ​​den arktiske havis, på kun 30 år kan være ved at ødelægge vejret, men præcis hvordan er det endnu ikke klart. Som en atmosfærisk forsker, jeg studere hvordan opvarmning i Arktis påvirker temperaturregioner rundt om i verden. Kan vi sige, at ændringer i Arktis, der er drevet af den globale opvarmning, har haft en rolle i det uhyggelige vintervejr, som Nordamerika har oplevet?

En 'dipol' af unormale temperaturer

Mærkeligt og destruktivt vejr var i nyhederne næsten konstant i løbet af 2017, og 2018 ser ud til at følge det samme script. De fleste amerikanske østlændere dirrede deres vej gennem slutningen af ​​2017 ind i det nye år, mens vesterlængerne længtede efter regn for at dæmpe bjærget jord og slukke vilde brande. Blizzards har plaget det østlige strandbræt - især stormen "bombecyklon" på Jan. 4, 2018 - mens Californiens Sierra Nevada næsten er næsten uberørt af sne.

En kontrastundersøgelse: Opvarmning nær Alaska og Stillehavet er 'ingredienser' til et vejrmønster, hvor kold luft fra Arktis dyber dybt ned i Nordamerika. NASA Earth Observatory, CC BY

Denne historie er ved at blive en velkendt, da lignende forhold har spillet ud i fire af de sidste fem vintre. Nogle politikere i Washington DC, inklusive præsident Trump, har brugt den usædvanlige kulde til at stille spørgsmålstegn ved den globale opvarmning. Men hvis de så på det store billede, ville de se, at østlige kolde trylleformularer er en relativ fluke på den nordlige halvkugle som helhed, og at de fleste områder er varmere end normalt.

Et varmt, tørt vestlige Nordamerika, der forekommer i kombination med et koldt, snedækket øst, er ikke usædvanligt, men udbredelsen og vedholdenheden af ​​dette mønster i de senere år har skabt klimaforskernes interesser.

Jetstrømmen - en hurtig flod på øverste niveau, der omkranser den nordlige halvkugle - spiller en kritisk rolle. Når jetstrømmen svinger langt nord og syd i en stor bølge, kan der resultere i ekstreme forhold. I løbet af de sidste par uger vedvarede en stor sving nordpå, der danner det, der kaldes en "rygge" af vedvarende atmosfærisk pres, ud for vestkysten sammen med en dyb sydpå neddybning eller et "truge" over øst.

Nye udtryk er blevet opfundet for at beskrive disse stædige træk: “Den nordamerikanske vintertemperatur Dipole,” og “Latterligt elastisk Ridge” over Vesten og “Frygteligt sejrande trug” i Østen.

Mens den østlige USA led meget kolde temperaturer i den nylige kolde snap, så meget af resten af ​​den nordlige halvkugle højere end gennemsnittet lufttemperaturer. NOAA, CC BY

Uanset hvad det kaldes, har dette dipolmønster - unormalt høje temperaturer over store dele af Vesten sammen med kølige forhold i øst - domineret det nordamerikanske vejr i fire af de sidste fem vintre. Januar 2017 var en skarp undtagelse, da en stærk El Niño vippede ryggen-mønsteret og dumpede rekordstor regn og snepakke i Californien, mens øst nød en mild måned.

To andre vigtige træk er synlige i dipolens temperaturmønster: ekstremt varme temperaturer i Arktis nær Alaska og varme havtemperaturer i det østlige Stillehav. Flere nye undersøgelser peg på disse "ingredienser" som nøglen til de senere år med en vedvarende dipol.

Der skal to til en tango

Hvilken rolle spiller opvarmning - specifikt det opvarmende hav og lufttemperaturer i Arktis - i dette varme vest / køligt-østlige vejrmønster? Forklaringen går sådan ud.

Stillehavets temperaturer svinger naturligt på grund af kortvarige fænomener som El Niño / La Niña og længere, årtier lange mønstre. Det har videnskabsmænd længe erkendt disse variationer påvirker vejrmønstre over Nordamerika og videre.

Når et vedvarende område med atmosfærisk tryk forbliver i det vestlige USA, hælder luft fra Arktis ind i USA, hvilket skaber en splittelse mellem det varme og tørre vest og det kolde øst. Mesocyclone2014 og David Swain, CC BY-SA

Den nye vending i denne historie er, at Arktis har opvarmet i det mindste det dobbelte af tempoet i resten af ​​kloden, hvilket betyder, at forskellen i temperatur mellem Arktis og områder længere syd er skrumpet. Dette betyder noget, fordi den nordlige / sydlige temperaturforskel er en af ​​hoveddriverne for jetstrømmen. Jetstrømmen skaber høj- og lavtrykssystemer, der dikterer vores blå himmel og stormhed, mens de også styrer dem. Alt, der påvirker jetstrømmen, vil også påvirke vores vejr.

Når havtemperaturer ud for Nordkysten af ​​Nordamerika er varmere end normalt, som det har været det meste af tiden siden vinteren 2013, har jetstrømmen en tendens til at danne en kæmpe med højt tryk langs vestkysten, hvilket får storme til at blive omdirigeret fra Californien og efterlader meget af Vesten højt og tørt.

Hvis disse varme havtemperaturer forekommer i kombination med unormalt varme forhold nær Alaska, kan den ekstra varme fra Arktis forstærke ryggen, hvilket får den til at nå længere nordpå, blive mere vedvarende og pumpe endnu mere varme ind i regionen nær Alaska. Og i de senere år har Alaska oplevet perioder med rekordvarme temperaturer, delvis på grund af reduceret havis.

Mine kolleger og jeg har kaldt denne kombination af naturlige og klimaændringsrelaterede effekter “Der skal to til en tango, ”Et koncept, der kan hjælpe med at forklare den latterligt elastiske ryg, der ofte er observeret siden 2013. Adskillige ny undersøgelser støtter dog dette menneskeskabte løft af et naturligt mønster kontrovers eksisterer stadig vedrørende mekanismer, der forbinder hurtig arktisk opvarmning med vejrmønstre længere syd i mellembredderne.

Mere ekstrem vejr forude?

Som svar på den styrkede vestlige kam af atmosfærisk tryk udgør jetstrømmenes vinder normalt også et dybere, stærkere vand nedstrøms. Dybe trug fungerer som en åben køleskabsdør, så frigid arktisk luft kan kaste sig sydpå, hvilket bringer elendighed til områder, der ikke er rede til at håndtere den. Snestorme i Texas, isstorme i Georgien og kølige snefugle i Florida kan alle få skylden på det frygteligt udholdende tråg i december 2017 og januar 2018.

At tilføje glasur på kagen er en tendens til, at såkaldte ”nor'easters”, såsom ”bomcyklonen”, der ramte den X. 4, blev dannet langs østkysten, når trugens sydvestvind vinder langs Atlanterhavet. Den resulterende intense kontrast i temperatur mellem det kolde land og Golfstrøm-opvarmede hav giver brændstof til disse voldsomme storme.

Det store spørgsmål er, om klimaændringer vil gøre dipolmønstre - sammen med deres tilhørende tendenser til at producere ekstrem vejr - mere almindelige i fremtiden. Svaret er ja og nej.

Det forventes bredt, at den globale opvarmning vil producere færre lave temperaturer, en tendens, der allerede er observeret. Men det kan også være sandt, at kolde trylleformularer bliver mere vedvarende som dipolmønstre intensiveres, en tendens der også ser ud til at forekomme.

Det er svært at negle, om dette vejrmønster - generelt varmere vintre i Nordamerika men længere kolde snaps - fortsætter. At forstå mekanismerne bag disse komplekse interaktioner mellem naturlige påvirkninger og menneskeskabte ændringer er udfordrende.

Ikke desto mindre går forskningen hurtigt fremad, når der udvikles kreative nye målinger. Vores bedste værktøjer til at se fremtiden er sofistikerede computerprogrammer, men de kæmper også for at simulere disse komplicerede opførsler af klimasystemet. I betragtning af vigtigheden af ​​at forudsige ekstremt vejr og dets indvirkning på mange aspekter af vores liv, skal forskere fortsætte med at afdække forbindelser mellem klimaændringer og vejr for at hjælpe os med at forberede os på den sandsynligvis vedvarende raserianfald fra Mother Nature.

Om forfatteren

Jennifer Francis, forskningsprofessor, Rutgers University

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den The Conversation. Læs oprindelige artikel.

Relaterede Bøger:

at InnerSelf Market og Amazon