Polární vír se v únoru pravděpodobně rozdělí. Jaké dopady může mít stratosférické oteplení na počasí?
Polární vír obvykle patří k hlavním hybatelům zimního počasí na severní polokouli. V letošní sezóně pozorujeme spíše slabší a výrazně variabilní stav, pokud jde o jeho intenzitu. Opakovaná narušení ve stratosféře umožňují studenému vzduchu pronikat do mírných zeměpisných šířek, zatímco Arktida paradoxně zažívá teploty nad dlouhodobým průměrem. V dalších dnech se očekává, že dojde k dalšímu významnějšímu oteplení ve stratosféře, což povede k narušení polárního víru. Na tuto situaci společně s jejími možnými dopady se v dnešním článku podíváme podrobněji.
Obr. 1 Předpokládané týdenní průměrné anomálie teploty vzduchu v tlakové hladině 10 hPav týdnu 2. až 9. 2. 2026 , zdroj: charts.ecmwf.int
V prvním únorovém týdnu (2. až 9. 2. 2026) se očekává vzestup teploty vzduchu ve stratosféře v tlakové hladině 10 hPa (přibližně 31 km) v oblasti nad severním Atlantikem a rovněž (trochu méně výrazný) nad severovýchodní Asií. Toto oteplení povede k narušení polárního víru, který se rozdělí na dvě cirkulační jádra. Jedno jádro se bude udržovat nad Sibiří a druhé nad severní Kanadou. Jinými slovy, polární vír, který je v jiných případech kompaktní a charakteristický v podstatě velkou tlakovou níží v polární stratosféře, se rozdělí na dvě menší tlakové níže, které jsou obvykle charakteristické chladnějším vzduchem. Naopak nad severním Atlantikem a severovýchodní Asií se v teplejším vzduchu vytvoří tlakové výše, které se otáčejí opačně než polární vír, čímž jej oslabují a narušují.
Vzestup teploty ve stratosféře jako je např. na Obr. 1 označujeme jako náhlé stratosférické oteplení (SSW). To je projevem silné interakce mezi troposférou a stratosférou, při níž výraznější planetární vlny jsou schopny z troposféry deportovat relativně teplejší vzduch do jinak velmi chladné polární stratosféry, což narušuje polární vír. Planetární (též Rossbyho) vlny jsou generované především teplotními a tedy i hustotními a tlakovými kontrasty mezi pevninami a oceány ve středních šířkách (rovněž také značnou členitostí reliéfu severní polokoule).
Obr. 2 Geopotenciální výšky (izolinie) v hladině 10 hPa způsobující rozdělení (vlevo) nebo přesunutí (vpravo) polárního víru. Písmeno N (V) značí cyklonální (anticyklonální) cirkulaci. Žlutá přerušovaná linie ohraničuje oblast s teplotou >240 K. Mapy byly vytvořeny na základě reanalyzovaných dat MERRA-2, zdroj: giovanni.gsfc.nasa.gov
Pokud bychom zapluli hlouběji do teorie ohledně těchto planetárních vln, tak je můžeme v podstatě rozdělit podle jejich prostorové struktury a dopadů na polární vír na wave-1 a wave-2 (existují i další, ale tyto jsou, co se týče dopadů na stratosféru, nejdůležitější). Wave-1 má ve stratosféře charakter jedné tlakové výše spojené s teplejším vzduchem a jedné tlakové níže (polárního víru) a její zesílení vede především k přemístění (displacement) polárního víru z jeho obvyklé polohy nad severním pólem (Obr. 2 vpravo). Naproti tomu wave-2 vytváří dvě protilehlé tlakové výše a dvě níže, což vede k výraznějšímu protažení polárního víru a často při dalším vývoji dojde k jeho rozdělení na dvě samostatná jádra (split; Obr. 2 vlevo). Dopady SSW jsou tedy úzce svázány s tím, který z těchto typů planetárních vln dominuje. V praxi se však často uplatňuje kombinace obou typů planetárních vln, kdy počáteční oslabení víru vlivem wave-1 vytváří podmínky pro následné zesílení wave-2, což může vyústit v silné stratosférické oteplení s významnými dopady na cirkulaci v troposféře.
Obr. 3 Aktivita planetárních vln (wave-1 vlevo; wave-2 vpravo) v tlakové hladině 10 hPa na 60. rovnoběžce s. š. v průběhu letošní sezony (červeně a fialově) s predikcí (oranžově) spolu s dlouhodobým průměrem (černě) , zdroj: acd-ext.gsfc.nasa.gov
Popsaná kombinace obou typů planetárních vln je dobře patrná na Obr. 3. Počátkem letošní zimní sezóny dominovala wave-1 (vlevo), jejíž aktivita se od listopadu pohybovala v nadprůměrných hodnotách. Podle predikcí však nyní bude její aktivita slábnout. Naopak, jak je zřejmé z aktivity wave-2, tak ta byla spíše pod průměrem nebo okolo průměru, ale nyní se její aktivita značně zvýší a s vysokou pravděpodobností povede k rozdělení polárního víru, jak je naznačeno na Obr. 1.
Obr. 4 Sub-sezónní ensemblová předpověď zonálního větru v hladině 10 hPa na 60° severní šířky. Modré křivky představují jednotlivé ansámblové členy, silná modrá čára jejich průměr. Červené křivky vymezují klimatologický průměr, minimum a maximum zonálního větru, zdroj: charts.ecmwf.int
Pojďme se nyní podívat, jak to bude vypadat s polárním vírem v následujících týdnech. Obr. 4 znázorňuje subsezónní ensemblovou předpověď zonálního (západního) větru v hladině 10 hPa na 60. rovnoběžce s. š. podle modelu ECMWF. Jednotlivé modré křivky představují modelové simulace, kdy se lehce pozmění počáteční podmínky za účelem vyjádření nejistoty modelové simulace, přičemž silná modrá čára vyjadřuje jejich průměr. V první polovině února je patrný výrazný pokles rychlosti zonálního větru, přičemž značná část ensemblových členů naznačuje zeslabení polárního víru. Menší část členů pak ukazuje i přechod do záporných hodnot, tedy otočení západní cirkulace na východní, což by znamenalo výskyt hlavního SSW (podrobněji o hlavních (major) SSW a malých (minor) SSW zde). Avšak velký rozptyl ensemblových členů zároveň poukazuje na výraznou nejistotu v načasování i intenzitě narušení polárního víru, nicméně převládající signál směřuje k jeho oslabení v průběhu února.
Očekávané narušení polárního víru ve stratosféře se s určitou časovou prodlevou může projevit i v troposféře. Pokud dojde k výraznějšímu oslabení, případně až k obratu zonálního proudění ve stratosféře, často se pak tento signál v následujících týdnech sestupně šíří do nižších hladin (tuto situaci jsme rozebírali zde). V troposféře se pak typicky projevuje přechodem k negativní fázi arktické oscilace (AO) a často i severoatlantické oscilace (NAO). To znamená oslabení zonálního proudění v mírných šířkách, častější výskyt blokujících tlakových výší a zvýšenou pravděpodobnost meridionálního proudění, které umožňuje pronikání chladného vzduchu z vyšších zeměpisných šířek do Evropy i Severní Ameriky. Dopady SSW na počasí však nejsou automatické ani časově přesně dané a závisí na míře a trvání narušení polárního víru i na aktuálních cirkulačních patternech v troposféře. Přesto lze říci, že současný vývoj ve stratosféře zvyšuje pravděpodobnost chladnějších epizod a proměnlivějšího počasí ve středních šířkách v průběhu druhé poloviny února a začátku března.
Obr. 1 Předpokládané týdenní průměrné anomálie teploty vzduchu v tlakové hladině 10 hPav týdnu 2. až 9. 2. 2026 , zdroj: charts.ecmwf.int
V prvním únorovém týdnu (2. až 9. 2. 2026) se očekává vzestup teploty vzduchu ve stratosféře v tlakové hladině 10 hPa (přibližně 31 km) v oblasti nad severním Atlantikem a rovněž (trochu méně výrazný) nad severovýchodní Asií. Toto oteplení povede k narušení polárního víru, který se rozdělí na dvě cirkulační jádra. Jedno jádro se bude udržovat nad Sibiří a druhé nad severní Kanadou. Jinými slovy, polární vír, který je v jiných případech kompaktní a charakteristický v podstatě velkou tlakovou níží v polární stratosféře, se rozdělí na dvě menší tlakové níže, které jsou obvykle charakteristické chladnějším vzduchem. Naopak nad severním Atlantikem a severovýchodní Asií se v teplejším vzduchu vytvoří tlakové výše, které se otáčejí opačně než polární vír, čímž jej oslabují a narušují.
Vzestup teploty ve stratosféře jako je např. na Obr. 1 označujeme jako náhlé stratosférické oteplení (SSW). To je projevem silné interakce mezi troposférou a stratosférou, při níž výraznější planetární vlny jsou schopny z troposféry deportovat relativně teplejší vzduch do jinak velmi chladné polární stratosféry, což narušuje polární vír. Planetární (též Rossbyho) vlny jsou generované především teplotními a tedy i hustotními a tlakovými kontrasty mezi pevninami a oceány ve středních šířkách (rovněž také značnou členitostí reliéfu severní polokoule).
Obr. 2 Geopotenciální výšky (izolinie) v hladině 10 hPa způsobující rozdělení (vlevo) nebo přesunutí (vpravo) polárního víru. Písmeno N (V) značí cyklonální (anticyklonální) cirkulaci. Žlutá přerušovaná linie ohraničuje oblast s teplotou >240 K. Mapy byly vytvořeny na základě reanalyzovaných dat MERRA-2, zdroj: giovanni.gsfc.nasa.gov
Pokud bychom zapluli hlouběji do teorie ohledně těchto planetárních vln, tak je můžeme v podstatě rozdělit podle jejich prostorové struktury a dopadů na polární vír na wave-1 a wave-2 (existují i další, ale tyto jsou, co se týče dopadů na stratosféru, nejdůležitější). Wave-1 má ve stratosféře charakter jedné tlakové výše spojené s teplejším vzduchem a jedné tlakové níže (polárního víru) a její zesílení vede především k přemístění (displacement) polárního víru z jeho obvyklé polohy nad severním pólem (Obr. 2 vpravo). Naproti tomu wave-2 vytváří dvě protilehlé tlakové výše a dvě níže, což vede k výraznějšímu protažení polárního víru a často při dalším vývoji dojde k jeho rozdělení na dvě samostatná jádra (split; Obr. 2 vlevo). Dopady SSW jsou tedy úzce svázány s tím, který z těchto typů planetárních vln dominuje. V praxi se však často uplatňuje kombinace obou typů planetárních vln, kdy počáteční oslabení víru vlivem wave-1 vytváří podmínky pro následné zesílení wave-2, což může vyústit v silné stratosférické oteplení s významnými dopady na cirkulaci v troposféře.
Obr. 3 Aktivita planetárních vln (wave-1 vlevo; wave-2 vpravo) v tlakové hladině 10 hPa na 60. rovnoběžce s. š. v průběhu letošní sezony (červeně a fialově) s predikcí (oranžově) spolu s dlouhodobým průměrem (černě) , zdroj: acd-ext.gsfc.nasa.gov
Popsaná kombinace obou typů planetárních vln je dobře patrná na Obr. 3. Počátkem letošní zimní sezóny dominovala wave-1 (vlevo), jejíž aktivita se od listopadu pohybovala v nadprůměrných hodnotách. Podle predikcí však nyní bude její aktivita slábnout. Naopak, jak je zřejmé z aktivity wave-2, tak ta byla spíše pod průměrem nebo okolo průměru, ale nyní se její aktivita značně zvýší a s vysokou pravděpodobností povede k rozdělení polárního víru, jak je naznačeno na Obr. 1.
Obr. 4 Sub-sezónní ensemblová předpověď zonálního větru v hladině 10 hPa na 60° severní šířky. Modré křivky představují jednotlivé ansámblové členy, silná modrá čára jejich průměr. Červené křivky vymezují klimatologický průměr, minimum a maximum zonálního větru, zdroj: charts.ecmwf.int
Pojďme se nyní podívat, jak to bude vypadat s polárním vírem v následujících týdnech. Obr. 4 znázorňuje subsezónní ensemblovou předpověď zonálního (západního) větru v hladině 10 hPa na 60. rovnoběžce s. š. podle modelu ECMWF. Jednotlivé modré křivky představují modelové simulace, kdy se lehce pozmění počáteční podmínky za účelem vyjádření nejistoty modelové simulace, přičemž silná modrá čára vyjadřuje jejich průměr. V první polovině února je patrný výrazný pokles rychlosti zonálního větru, přičemž značná část ensemblových členů naznačuje zeslabení polárního víru. Menší část členů pak ukazuje i přechod do záporných hodnot, tedy otočení západní cirkulace na východní, což by znamenalo výskyt hlavního SSW (podrobněji o hlavních (major) SSW a malých (minor) SSW zde). Avšak velký rozptyl ensemblových členů zároveň poukazuje na výraznou nejistotu v načasování i intenzitě narušení polárního víru, nicméně převládající signál směřuje k jeho oslabení v průběhu února.
Očekávané narušení polárního víru ve stratosféře se s určitou časovou prodlevou může projevit i v troposféře. Pokud dojde k výraznějšímu oslabení, případně až k obratu zonálního proudění ve stratosféře, často se pak tento signál v následujících týdnech sestupně šíří do nižších hladin (tuto situaci jsme rozebírali zde). V troposféře se pak typicky projevuje přechodem k negativní fázi arktické oscilace (AO) a často i severoatlantické oscilace (NAO). To znamená oslabení zonálního proudění v mírných šířkách, častější výskyt blokujících tlakových výší a zvýšenou pravděpodobnost meridionálního proudění, které umožňuje pronikání chladného vzduchu z vyšších zeměpisných šířek do Evropy i Severní Ameriky. Dopady SSW na počasí však nejsou automatické ani časově přesně dané a závisí na míře a trvání narušení polárního víru i na aktuálních cirkulačních patternech v troposféře. Přesto lze říci, že současný vývoj ve stratosféře zvyšuje pravděpodobnost chladnějších epizod a proměnlivějšího počasí ve středních šířkách v průběhu druhé poloviny února a začátku března.
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.
