Polární vír po stratosférickém oteplení opět zesiluje
V posledních týdnech byl polární vír narušován v důsledku aktivity planetárních vln, které vedly k náhlému stratosférickému oteplení. Aktuální vývoj však nasvědčuje opětovnému zesilování polárního víru. Pojďme si však na úvod připomenout, co to polární vír je. Polární vír představuje nejvýznamnější rys polární atmosférické cirkulace a důležitý prvek všeobecné cirkulace atmosféry. Jedná se v podstatě o velmi rozsáhlou tlakovou níži se západním okrajovým prouděním, která vzniká nad póly vždy v zimní polovině roku. Toto proudění je důsledkem výrazného teplotního rozdílu mezi chladným polárním vzduchem a teplejším vzduchem v mírných a subtropických šířkách. Polární vír se vytváří ve stratosféře, přibližně ve výšce 15–50 km. Nad Antarktidou bývá polární vír obvykle silnější a stabilnější v porovnání s jeho Arktickým protějškem. Tato odlišnost vyplývá z heterogenity zemského reliéfu, která je výraznější na severní polokouli, kde se střídají oceány a pevnina častěji než na jižní polokouli. Kontinenty a pevnina se zahřívají, popř. prochlazují odlišně, čímž vznikají teplotní, a tedy i hustotní a tlakové rozdíly. Tyto tlakové rozdíly způsobují vznik mimo jiné vznik rozsáhlých planetárních vln, které mohou z troposféry do stratosféry transportovat velké množství tepla, způsobit náhlé stratosférické oteplení, a tím narušit polární vír.
Obr. 1: Průměrná rychlost zonálního větru na 60. rovnoběžce severní z. š. v tlakové hladině 10 hPa (přibližně 30 km) v letošní sezóně (červeně a růžově), zdroj: ozonewatch.gsfc.nasa.gov
Zmíněné náhlé stratosférické oteplení (SSW, z angl. sudden stratospheric warming) představuje rychlý nárůst teplot ve stratosféře (během několik dnů i desítky °C). Tento jev je spojen s výrazným narušením polárního víru vlivem planetárních vln a má dopad nejen na polární oblasti, ale i na tropy a dokonce i vyšší vrstvy atmosféry. Podle intenzity se náhlá stratosférická oteplení dělí na dvě hlavní kategorie. První kategorii představují slabá (minor) SSW, která nastávají relativně často a způsobují jen dočasné oslabení polárního víru, aniž by došlo k jeho úplnému rozpadu, tedy k přetočení západních větrů v hladině 10 hPa na 60. rovnoběžce severní z. š. na východní. Silnější události označujeme jako hlavní (major) SSW, které se objevuje méně často, zpravidla jednou za 2 roky, a jeho charakteristickým znakem je přetočení západních větrů na východní (v hladině 10 hPa na 60. rovnoběžce severní z. š.). Při této události dochází k odsunu centra polárního víru mimo pól nebo nastane rozdělení polárního víru na dvě cirkulační jádra. Jak jsme zmiňovali, na severní polokouli se tento jev vyskytuje zhruba jednou za dva roky, na jižní polokouli je však hlavní SSW extrémně vzácné, protože zdejší polární vír je stabilnější. Po odeznění oteplení se atmosférická cirkulace obvykle vrací do své původní zimní podoby.
Obr. 1 ukazuje průběh zonálních větrů v hladině 10 hPa na 60. rovnoběžce severní z. š. v letošní zimní sezóně. Ve druhé polovině listopadu docházelo k pozvolnému slábnutí polárního víru, přičemž nejnižších intenzit dosahovaly západní větry na konci měsíce. K přetočení větrů ze západních na východní (záporné hodnoty v grafu) však nedošlo, takže tuto událost můžeme klasifikovat jako slabé (minor) SSW. Začátkem prosince bude opět docházet k posilování západních větrů a tedy k opětovné intenzifikaci polárního víru. Obr. 2 ukazuje, že polární vír je odsunut z pólu směrem k Eurasii a díky přílivu teplejšího vzduchu z troposféry z nižších zeměpisných šířek se na opačné straně Arktidy nachází anticyklonální jádro cirkulace, které polární vír vytlačuje z jeho obvyklé pozice.
Obr. 2: Rozložení polárních stratosférických teplot v hladině 10 hPa dne 24. 11. 2025 doplněné o geopotenciální výšku v téže hladině (černé izolinie). Písmeno V označuje anticyklonální jádro cirkulace, písmeno N cyklonální. Zpracování: ArcGIS Pro, zdroj: cds.climate.copernicus.eu
Aktivitu planetárních vln spojenou s transportem tepla do stratosféry můžeme nejlépe vyjádřit pomocí toku tepla (heat flux) v oblasti mezi 45 - 75° s. š. nejčastěji v tlakové hladině 100 hPa (ve spodní stratosféře). Tento tok tepla se počítá zjednodušeně jako součin anomálií meridionální složky větru a anomálií teploty. Obr. 3 ukazuje, že tok tepla byl v průběhu listopadu nadprůměrný, což naznačuje vyšší aktivitu planetárních vln. Příčiny vyšší aktivity planetárních vln jsme diskutovali např. zde
Obr. 3: 45denní průměr toku tepla (heat flux), který ukazuje aktivitu planetárních vln , zdroj: ozonewatch.gsfc.nasa.gov
Oslabený polární vír po slabém (minor) SSW může vést k pronikání chladnějšího arktického vzduchu do nižších zeměpisných šířek, což se projevuje zvýšenou pravděpodobností vpádů chladného vzduchu do Evropy, Asie nebo Severní Ameriky. Tento jev bývá spojen s posílením blokující anticyklony v oblasti Grónska, která brání západnímu proudění a umožňuje pronikání arktického vzduchu k do nižších zeměpisných šířek. Ne vždy však oslabení polárního víru vede k výrazným vpádům – záleží na konkrétním postavení a síle blokujících tlakových útvarů a celé řadě dalších procesů. V některých případech tak slabší vír způsobuje jen dočasné změny v proudění bez výrazného ochlazení nižších šířek. Aktuální situace např. nepovede podle predikcí k vpádům chladnějšího vzduchu do Evropy. Naopak v severní Americe nyní vpády arktického vzduchu zažívají (Obr. 5) a teploty jsou podprůměrné. V severnějších státech se i akumuluje značné množství sněhu. Celkově se ovšem oslabení polárního víru může v některých oblastech projevit v troposféře (nejnižší části atmosféry) až za několik týdnů.
Obr. 4: Denní průměrné hodnoty celkového ozonu v oblasti 63-90° s. š., zdroj: ozonewatch.gsfc.nasa.gov
Obr. 5: Očekávané teploty ve čtvrtek ráno v Severní Americe, zdroj: ventusky.com
Na závěr ještě zmiňme, že slabší polární vír ve spojení s vyšší aktivitou planetárních vln ovlivňuje množství stratosférického ozonu nad Arktidou. K tvorbě ozonu dochází díky většímu množství slunečního záření majoritně v tropické stratosféře a následně je pomocí tzv. Brewer-Dobsonovy cirkulace transportován do polární stratosféry (spolu s dalšími plyny). Obvykle silnější polární vír však představuje překážku v tomto transportu. Nicméně oslabený polární vír podporuje větší vertikální a meridionální promíchávání vzduchových hmot, čímž do polární stratosféry proniká vzduch z nižších zeměpisných šířek, který obsahuje vyšší koncentrace ozonu. Aktivnější planetární vlny oslabující polární vír zvyšují efektivitu tohoto transportu, protože podporují výměnu vzduchu mezi polárními a nižšími šířkami. Podobná situace nastala v zimní sezóně 2023/2024, kdy se vyskytly hned tři SSW, čímž byly v Arktidě zaznamenány rekordní hodnoty celkového ozonu v březnu.
Obr. 1: Průměrná rychlost zonálního větru na 60. rovnoběžce severní z. š. v tlakové hladině 10 hPa (přibližně 30 km) v letošní sezóně (červeně a růžově), zdroj: ozonewatch.gsfc.nasa.gov
Zmíněné náhlé stratosférické oteplení (SSW, z angl. sudden stratospheric warming) představuje rychlý nárůst teplot ve stratosféře (během několik dnů i desítky °C). Tento jev je spojen s výrazným narušením polárního víru vlivem planetárních vln a má dopad nejen na polární oblasti, ale i na tropy a dokonce i vyšší vrstvy atmosféry. Podle intenzity se náhlá stratosférická oteplení dělí na dvě hlavní kategorie. První kategorii představují slabá (minor) SSW, která nastávají relativně často a způsobují jen dočasné oslabení polárního víru, aniž by došlo k jeho úplnému rozpadu, tedy k přetočení západních větrů v hladině 10 hPa na 60. rovnoběžce severní z. š. na východní. Silnější události označujeme jako hlavní (major) SSW, které se objevuje méně často, zpravidla jednou za 2 roky, a jeho charakteristickým znakem je přetočení západních větrů na východní (v hladině 10 hPa na 60. rovnoběžce severní z. š.). Při této události dochází k odsunu centra polárního víru mimo pól nebo nastane rozdělení polárního víru na dvě cirkulační jádra. Jak jsme zmiňovali, na severní polokouli se tento jev vyskytuje zhruba jednou za dva roky, na jižní polokouli je však hlavní SSW extrémně vzácné, protože zdejší polární vír je stabilnější. Po odeznění oteplení se atmosférická cirkulace obvykle vrací do své původní zimní podoby.
Obr. 1 ukazuje průběh zonálních větrů v hladině 10 hPa na 60. rovnoběžce severní z. š. v letošní zimní sezóně. Ve druhé polovině listopadu docházelo k pozvolnému slábnutí polárního víru, přičemž nejnižších intenzit dosahovaly západní větry na konci měsíce. K přetočení větrů ze západních na východní (záporné hodnoty v grafu) však nedošlo, takže tuto událost můžeme klasifikovat jako slabé (minor) SSW. Začátkem prosince bude opět docházet k posilování západních větrů a tedy k opětovné intenzifikaci polárního víru. Obr. 2 ukazuje, že polární vír je odsunut z pólu směrem k Eurasii a díky přílivu teplejšího vzduchu z troposféry z nižších zeměpisných šířek se na opačné straně Arktidy nachází anticyklonální jádro cirkulace, které polární vír vytlačuje z jeho obvyklé pozice.
Obr. 2: Rozložení polárních stratosférických teplot v hladině 10 hPa dne 24. 11. 2025 doplněné o geopotenciální výšku v téže hladině (černé izolinie). Písmeno V označuje anticyklonální jádro cirkulace, písmeno N cyklonální. Zpracování: ArcGIS Pro, zdroj: cds.climate.copernicus.eu
Aktivitu planetárních vln spojenou s transportem tepla do stratosféry můžeme nejlépe vyjádřit pomocí toku tepla (heat flux) v oblasti mezi 45 - 75° s. š. nejčastěji v tlakové hladině 100 hPa (ve spodní stratosféře). Tento tok tepla se počítá zjednodušeně jako součin anomálií meridionální složky větru a anomálií teploty. Obr. 3 ukazuje, že tok tepla byl v průběhu listopadu nadprůměrný, což naznačuje vyšší aktivitu planetárních vln. Příčiny vyšší aktivity planetárních vln jsme diskutovali např. zde
Obr. 3: 45denní průměr toku tepla (heat flux), který ukazuje aktivitu planetárních vln , zdroj: ozonewatch.gsfc.nasa.gov
Oslabený polární vír po slabém (minor) SSW může vést k pronikání chladnějšího arktického vzduchu do nižších zeměpisných šířek, což se projevuje zvýšenou pravděpodobností vpádů chladného vzduchu do Evropy, Asie nebo Severní Ameriky. Tento jev bývá spojen s posílením blokující anticyklony v oblasti Grónska, která brání západnímu proudění a umožňuje pronikání arktického vzduchu k do nižších zeměpisných šířek. Ne vždy však oslabení polárního víru vede k výrazným vpádům – záleží na konkrétním postavení a síle blokujících tlakových útvarů a celé řadě dalších procesů. V některých případech tak slabší vír způsobuje jen dočasné změny v proudění bez výrazného ochlazení nižších šířek. Aktuální situace např. nepovede podle predikcí k vpádům chladnějšího vzduchu do Evropy. Naopak v severní Americe nyní vpády arktického vzduchu zažívají (Obr. 5) a teploty jsou podprůměrné. V severnějších státech se i akumuluje značné množství sněhu. Celkově se ovšem oslabení polárního víru může v některých oblastech projevit v troposféře (nejnižší části atmosféry) až za několik týdnů.
Obr. 4: Denní průměrné hodnoty celkového ozonu v oblasti 63-90° s. š., zdroj: ozonewatch.gsfc.nasa.gov
Obr. 5: Očekávané teploty ve čtvrtek ráno v Severní Americe, zdroj: ventusky.com
Na závěr ještě zmiňme, že slabší polární vír ve spojení s vyšší aktivitou planetárních vln ovlivňuje množství stratosférického ozonu nad Arktidou. K tvorbě ozonu dochází díky většímu množství slunečního záření majoritně v tropické stratosféře a následně je pomocí tzv. Brewer-Dobsonovy cirkulace transportován do polární stratosféry (spolu s dalšími plyny). Obvykle silnější polární vír však představuje překážku v tomto transportu. Nicméně oslabený polární vír podporuje větší vertikální a meridionální promíchávání vzduchových hmot, čímž do polární stratosféry proniká vzduch z nižších zeměpisných šířek, který obsahuje vyšší koncentrace ozonu. Aktivnější planetární vlny oslabující polární vír zvyšují efektivitu tohoto transportu, protože podporují výměnu vzduchu mezi polárními a nižšími šířkami. Podobná situace nastala v zimní sezóně 2023/2024, kdy se vyskytly hned tři SSW, čímž byly v Arktidě zaznamenány rekordní hodnoty celkového ozonu v březnu.
Encyklopedie počasí
Přečtěte si další články z naší rozsáhlé encyklopedie počasí, která shrnuje poznatky o meteorologii a počasí. Pochopíte řadu základních meteorologických prvků a způsob vytváření předpovědí počasí.
