Stratosfæren hopper mellem to tilstande

Den hvirvel af stærke vestenvinde (mod øst) - den såkaldte stratosfæriske vortex - der dominerer stratosfæren om vinteren på mellem og høje breddegrader, hopper mellem to adskilte tilstande og varierer ikke jævnt, som man ellers ville forvente.

Det påvises i en artikel af seniorforsker på DMI Bo Christiansen i det seneste nummer af det anerkendte internationale tidsskrift "Journal of Climate".

Et mål for styrken af de stratosfæriske vestenvinde som funktion af tiden. Det ses, at værdierne synes at samle sig omkring de to regimer, der er markeret med vandrette streger. Siden 1979 har der været tendens til flere år med den stærke vortex og dermed de kraftige stratosfæriske vestenvinde.

Det er den ene af disse to tilstande, som har været medvirkende til de milde og våde vintre, som Europa har haft de sidste årtier.

De to tilstande - den svage og den stærke vortex - kaldes for cirkulationsregimer. Det har været meget diskuteret om atmosfæren har den slags regime-opførsel, fordi det er et tegn på, at atmosfæren og klimasystemet er meget mere kompliceret, end vi hidtil har troet.

Hvis stratosfæren er domineret af de to regimer, kan påvirkninger udefra sandsynligvis kun have to mulige udfald, forklarer Bo Christiansen:

”Enten vil vi se flere år med en stærk vortex, eller vi vil se flere år med en svag vortex. Regimerne selv – det vil sige styrken af den svage og den stærke vortex - vil ikke ændres. Denne opførsel, der er forventet på grund af matematisk teori, er præcist, hvad der er sket. I slutningen af 1970’erne skete der et skift i stratosfæren, så vi oftere observerer en stærk vortex.”

På grund af den tætte forbindelse mellem klimaet i stratosfæren og i troposfæren (hvor det vejr, som vi oplever, befinder sig) vil man også forvente at se en effekt af regime-skiftet i troposfæren.

Ændringen i vortexen er forbundet med ændringer i den Nord Atlantiske Oscillation (NAO), der styrer en stor del af vejret på Europæiske breddegrader.

”NAO har i de seneste årtier haft en trend mod mere positive værdier, hvilket betyder, at vintrene i Europa har været mildere og vådere end tidligere. Også en væsentlig del af den opvarmning, vi har oplevet ved jordoverfladen i samme periode, kan være knyttet til ændringen i stratosfæren,” uddyber Bo Christiansen.

Forbindelsen til stratosfæren synes også at være i overensstemmelse med, at det kun er overflade-temperaturen, der er blevet varmere og ikke også temperaturen højere oppe i troposfæren. Dette er et af de store uløste mysterier i forståelsen af de observerede klimaændringer.

Hvad er NAO?

NAO er basalt set et index over forskellen mellem højtrykket over Azoerne og lavtrykket over Island. Når NAO er positiv – hvilket vil sige højere tryk over Azorerne og lavere over Island – kommer vestenvindene hurtigere og kraftigere over Atlanterhavet. Det forårsager gerne våde og milde vintre i det nordlige Europa over Atlanterhavet. Samtidig betyder det kolde og tørre vintre i Grønland. Når NAO derimod er negativ blokeres der for vestenvindene, og der kommer og tør og kold luft ind fra Asien over det nordlige Europa. Det giver til gengæld milde vintre i Grønland.

Det er i sagens natur meget vanskeligt at finde årsagen til det stratosfæriske regime-skift, da alle påvirkninger af klimaet vil resultere i ændringer af regimernes hyppighed. Både ozon og drivhusgasser kan være kandidater. På nuværende tidspunkt kan naturlig variabilitet heller ikke udelukkes.

For yderligere information: Bo Christiansen, boc@dmi.dk, sektion for klima.

B. Christiansen, Evidence for nonlinear climate change: Two stratospheric regimes and a regime shift, J. Climate, 16, 3681-3689, 2003.

Redaktion: Bjarne Siewertsen, bsi@dmi.dk