Väderleken - En blogg om väderläget, tillståndet i hav, sjöar och vattendrag.

6 maj, 2014

Fastlåsta väderlägen och den eventuella kopplingen till global uppvärmning

För ett tag sedan fick vi kommentarer från några av våra läsare som tyckte sig uppleva att det blivit allt vanligare med fastlåsta väderlägen. Den globala uppvärmningens eventuella roll i detta är något som just nu diskuteras flitigt inom klimatforskningen och flera forskningstudier har gjorts inom ämnet. I det här inlägget har jag och Misha tagit hjälp av Erik Kjellström från SMHIs forskningsavdelningen för att diskutera ämnet.

De senaste åren har vi sett flera exempel på fastlåsta väderlägen som lett till extremt väder. I Sverige minns vi den kalla vintern 2010 och i år upplevde delar av Nordamerika en riktigt bister vinter när arktisk luft fördes söderut i en närmast oupphörlig ström. Detta gav upphov till en kall eller på sina håll mycket kall vinter i delar av USA och medförde att de stora sjöarna där isbelades till 92 %, den näst största igenfrysning som observerats. Samtidigt strömmade varm luft upp över Kalifornien och Alaska som fick en mycket varm vinter. Här hemma i Sverige hade vi under årets februari ett låst väderläge inklämda mellan högtryck i öster och lågtryck i väster som innebar fuktiga sydvindar med ovanligt lite sol på många håll. Samma väderläge medförde att Svalbard med mycket bred marginal upplevde sin allra varmaste februarimånad. Även förra vintern hade vi ett väldigt låst väderläge, den gången med ovanligt mycket ost- och nordostvindar vilket vi då beskrev i ett par inlägg; ost och nordostvindar, igen! samt En aning rubbat.

För att bättre förstå vad som menas med fastlåsta väderlägen och hur frekvensen av dessa eventuellt kan påverkas av den globala uppvärmningen börjar vi med en kort introduktion kring den storskaliga cirkulationen och det som styr vädret på våra breddgrader. För en utförligare beskrivning av den storskaliga cirkulationen rekommenderas artikelserien atmosfärens allmänna cirkulation.

Den storskaliga cirkulationen och vädret på våra breddgrader

Solens olika uppvärmning av pol och ekvator, tillsammans med effekten av att jorden roterar gör att vädret på våra breddgrader till stor del domineras av lågtryck som vandrar i gränsen mellan varma och kalla luftmassor. Temperaturkontrasterna ger upphov till en kraftig vind på hög höjd i atmosfären, en jetström som slingrar sig österut runt jorden med kall luft till vänster om jeten (om man står med vinden i ryggen) och varm luft till höger, se figur nedan. Jetströmmen och den tillhörande fronten, som skiljer kall polarluft från varm subtropisk luft, är alltid mer eller mindre vågig. Vågorna på jetströmmen (som hänger ihop med lågtryck och högtryck) rör sig vanligtvis österut. Det gör att det på våra breddgrader ibland drar in kall luft från nordligare breddgrader och ibland mild luft från sydligare breddgrader.

Temperaturkontrasterna i nord-sydlig riktning och jetströmmens styrka varierar i både tid och rum. Ibland kan det uppstå vågor med större amplitud än vanligt på jetströmmen, alltså en jetström som svänger mer än vanligt i nord-sydlig riktning. Dessa större vågor rör sig långsammare österut än mindre vågor och man brukar prata om ett blockerat strömningsmönster. De stora svängningarna i nord-sydlig riktning ger också förutsättningar för stora förskjutningar av kalla luftmassor mot sydliga breddgrader och milda eller varma luftmassor mot nordliga breddgrader.  I sådana situationer kan man få fastlåsta väderlägen där en kall luftmassa stadigt strömmar långt söderut över ett område och en varm luftmassa stadigt strömmar långt norrut över ett annat område. Bilden nedan visar ett sådant exempel från november 2010. 

I bilden syns hur en(flera) jetström (jetströmmar) slingrar sig runt norra halvklotet den 30 november 2010. Notera särskilt den stora vågstrukturen från Nordamerika och bort till Europa. Jetströmmen svänger ordentligt i nord-sydlig riktning med stor amplitud på vågorna. På Atlanten sträcker sig en rygg ända upp mot Grönland och Island dit mild luft strömmar upp söderifrån. Samtidigt har kall luft strömmat ner över Skandinavien och Storbritannien som ligger under ett djupt tråg.

I bilden syns hur en(flera) jetström (jetströmmar) slingrar sig runt norra halvklotet den 30 november 2010. Notera särskilt den stora vågstrukturen från Nordamerika och bort till Europa. Jetströmmen svänger ordentligt i nord-sydlig riktning med stor amplitud på vågorna. På Atlanten sträcker sig en rygg ända upp mot Grönland och Island dit mild luft strömmar upp söderifrån. Samtidigt har kall luft strömmat ner över Skandinavien och Storbritannien som ligger under ett djupt tråg.

Mer fastlåsta väderlägen med global uppvärmning?

Finns det då någon anledning att tro att det blir mer fastlåsta väderlägen i ett framtida klimat? Den frågan ställde vi till Erik Kjellström som arbetar på SMHIs forskningsavdelning. Här är Eriks svar:

”I ett varmare klimat med minskad utbredning av havsisen i Arktis fås en minskad temperaturkontrast mellan höga och låga breddgrader. Det här kan också påverka den storskaliga cirkulationen i atmosfären och i modellstudier har man i ett par fall sett ökad förekomst av högtryckssituationer över Nordeuropa och norra Ryssland under vintrar som kommer efter en sommar/höst med liten isutbredning i Arktis. Högtryckssituationer på vintern är oftast förknippat med kallt väder och om frekvensen av dessa ökar skulle man kanske kunna vänta sig ett kallare vinterklimat … trots den globala uppvärmningen!

 I en studie där man tittar på just detta baserat på ett stort antal simulering med CMIP5-modellen visar Yang och Christensen (från DMI) att de här modellerna inte ger ett kallare framtida vinterklimat även om havsisen minskar och temperaturkontrasterna ändras såsom beskrivs här ovan. Den globala uppvärmningen dominerar trots allt. Studien visar också på att det även i ett framtida varmare klimat kan förekomma kalla vintrar men att tendensen är att dessa minskar i intensitet med tiden.

 I en annan studie visar Cattiaux et al på att den mycket kalla vintern 2010 (dec 2009-feb 2010), då det rådde högtrycksläge över stora delar av Europa, ändå var relativt mild i jämförelse med tidigare vintrar med motsvarande storskaliga cirkulation. De hade med ett exempel på en vinter i början av 1960-talet som var flera grader kallare än 2010. Författarna pekar på att den globala uppvärmningen är en trolig förklaring till detta.”

Avslutande kuriosa

Det exempel på kall vinter på 1960-talet som Erik refererar till från Cattiaux et al är vintern 1963 som här hemma i Sverige var mycket kall i Götaland och sydvästra Svealand. I Lund, Halmstad, Kristianstad var vintern 1963 till och med den allra kallaste som observerats sedan mätningarna inleddes där i slutet på 1800-talet. Även i Malmö, Falsterbo och Osby var 1963 rekordkall. För Falsterbo och Osby gäller dock att vintern 1941/1942 var lika kall som 1963. En kuriositet från vintern 1963 är att Karlstad faktiskt hade en lägre vintermedeltemperatur än Härnösand. Båda stationerna har mätt temperaturen sedan 1860 och framåt. Detta förhållande har bara inträffat en gång tidigare, nämligen 1891.

I inläggets början tog vi upp den gångna vinterns kyla i Nordamerika som ledde till att de stora sjöarna där haft en ovanligt stor isutbredning. Det är värt att notera att de stora sjöarnas isutbredning under perioden 1973-2010 minskat med 71% (Wang et al, 2012).