Hoppa till huvudinnehåll

Vargavintern och polarvirveln som kollapsade

Bildcollage: Till vänster Jussi Alatalo sätter en snölast, Anssi Räisänen styrde kranen i utmanande väder i Helsingfors centrum. I bakgrunden kan du se riksdagshuset. Bilden till höger visar en palm täckt av snö.
Bildcollage: Till vänster Jussi Alatalo sätter en snölast, Anssi Räisänen styrde kranen i utmanande väder i Helsingfors centrum. I bakgrunden kan du se riksdagshuset. Bilden till höger visar en palm täckt av snö. Bild: Silja Viitala / Yle, Elizaveta Galitckaia / Alamy. Collage: Henri Salonen januari,2021,Helsingfors,Södra Finland,meteorologiska företeelser,väderlek,regn,snöfall,snö,vinter,trafik,snöstormar,Helsingfors centrum,snöröjning,Blowing snow

Galet är det nya normala. En varmare värld betyder inte nödvändigtvis ett varmare Vasa. Eller Vanda. Eller var du än bor. Inte hela tiden, åtminstone. På kort sikt kommer vi nog att fortsätta gästas av kung Bore som klampar in med tunga stövlar. Åtminstone tidvis.

Som den här vintern.

Låt oss därför ta en närmare titt på mekanismerna som bidrar till att utforma vårt vinterväder. Vad är jetströmmen? Vad innebär polarvirveln, den där karusellen av kall arktisk luft som snurrar ovanför Nordpolen? Och varför borde jag bry mig?

Ja, och inte minst: vad har det här för koppling till den globala uppvärmningen? Hur kan en allt varmare värld, och framför allt ett mycket varmare Arktis ge oss iskyla och snöstormar?

Fjolårsvintern som aldrig kom

Tänk hur olika två år kan vara. Vintern 2019-20 tror jag personligen att jag inte använde vare sig snöskoveln eller långkalsongerna en enda gång.

Faktum är att det strikt taget inte var någon vinter 2019-20, inte här i södra Finland åtminstone. Då talar jag om den termiska vintern, det här då dygnets medeltemperatur sjunker under noll och hålls där i minst fem dygn i streck. Det gjorde den aldrig här som jag bor, under fjolårets vinter.

En bra bit in på den innevarande vintern, 2020-21, såg det mer eller mindre ut som att vi skulle fortsätta i samma fotspår. Luftströmmarna låg på huvudsakligen från sydväst. Lågtrycken marscherade in från Atlanten med mild havsluft och fukt i släptåg.

Jetströmmen, som skiljer åt den varma och den kalla luften, låg under den här tiden norr om oss. Norr om jetströmmen låg kylan alltså och lurade.

Förändringen kom med december

Men ganska exakt den första december dök de första tecknen på en förändring upp på radarn. Vi vädernördar brukar hålla ett öga på det så kallade NAO-indexet. Det beskriver skillnaden i lufttryck mellan Island och Azorerna ungefär. Det går att använda som en sorts vindflöjel för vartåt vädret barkar. När december inleddes kantrade det över till negativt.

NAO-indexet under gångna årtionden.
Nordatlantiska oscillationen (NAO) i ett längre perspektiv. År med negativt NAO (högre lufttryck på norra Atlanten) har typiskt kalla vintrar här på våra breddgrader. 60-talet hade övervägande negativt NAO med många kalla vintrar, medan 90-talet hade mycket positivt NAO och milda vintrar. NAO-indexet under gångna årtionden. Bild: National Center for Atmospheric Research Nordatlantiska oscillationen

Positivt NAO betyder som regel stark lågtrycksaktivitet på norra Atlanten och ett starkt högtryck över Azorerna. Och den här konstellationen matar sedan upp milda, fuktiga Atlantvindar över oss.

Negativt NAO innebär högre lufttryck på norra Atlanten med risk för atmosfäriska blockeringar: stora feta högtryck som stoppar mildluften västerifrån. På vintern innebär det här ofta ostliga vindar med sibirisk kyla och snö.

Ett annat viktigt index, som skvallrar om polarvirvelns tillstånd, AO-indexet (den arktiska oscillationen), kantrade också över på minus i början av december. Prognosmakarna på bägge sidor av Atlanten började rucka sina långtidsutsikter mot det kallare hållet.

Och när december rullade vidare mot nyår kom ännu en signal som förebådade kyla: en plötslig stratosfärisk uppvärmning ovanför Sibirien. Sådana brukar ofta leda till att hela polarvirveln, virveln med kalluft som snurrar i stratosfären uppe över Arktis, kraschar eller delas itu. Vilket också skedde, den femte januari.

Och det dröjde inte länge innan vintern var här.

"Vad hände med uppvärmningen?"

“Ja men den globala uppvärmningen då, vart tog den vägen?”

Den globala uppvärmningen innebär inte att det blir jämnt och konstant varmare överallt hela tiden, även om det i genomsnitt blir det på jorden som helhet.

Det faktum att det är svinkallt i Mellanvästern i USA, i norra Europa och i Sibirien vägs upp, mer än nog, av att flera andra ställen på jorden har det mycket varmare än normalt. Södra medelhavsområdet till exempel.

2020 var ett av de två varmaste åren (tillsammans med 2016) på jorden i mätningarnas historia. Den värmen har inte plötsligt försvunnit någonstans. Den är bara fördelad på ett lite annat sätt. Och just nu är den inte hos oss.

Väderkarta för fredagen den 15 januari 2021.
Temperaturläget i norra Europa på fredagen den 15.1. Väderkarta för fredagen den 15 januari 2021. Bild: ECMWF Väderkarta

Låt oss alltså titta närmare på varför den inte är här just nu. Och svaret hittar vi uppe över Arktis. Uppe i atmosfären ovanför den norra polarkalotten finns som sagt det här som vi kallar polarvirveln.

Man kan säga att polarvirveln är en karusell av kall, arktisk luft, ett enormt lågtryckssystem som i normala fall snurrar moturs uppe över den norra polarkalotten.

Eller, faktum är att det finns två sådana karuseller där uppe, ovanpå varandra. Den första, den undre av de här två karusellerna kallas också polarfrontjetströmmen, eller bara jetströmmen. Den är en snabb luftström ungefär ovanför den 60:e breddgraden. Den kilar från väst till öst på elva kilometers höjd. Jetplanen utnyttjar det här när de flyger från USA till Europa, till exempel.

Vår viktigaste vädermotor

Jetströmmen snurrar året om, det är den som ger upphov till, och styr låg- och högtrycken som ger oss vårt väder här i norr. Den utgör också gränsen mellan den sydliga, varma luften och den nordliga, arktiska och kyliga luften. Vissa år håller den sig söder om oss, då blir somrarna kyliga och regniga och vintrarna kalla. Sådär som tumregel.

Andra år löper jetströmmen norr om oss, som ifjol vintras till exempel. Då har vi mildväder som dominerar.

Jetströmmen är inte en helt och hållet rund karusell. Den slingrar och vrider sig fram och tillbaka, upp och ned, som en enorm flod av luft med sina krökar och krumbukter. Eller som en drucken orm.

Ovanpå den här karusellen finns som sagt en annan karusell. Uppe i stratosfären. Den så kallade stratosfäriska polarvirveln. Den uppstår bara under vintermånaderna, och till skillnad från jetströmmen som slingrar sig under den, är den rätt så cirkelformad.

Och de två strömmarna, de två karusellerna, de påverkar varandra. Störningar i den ena leder till störningar i den andra, och vi märker snart av det i form av störningar i vädret.

 Infografik av stabil och instabil polvirvel.
Polarvirveln, högt uppe i stratosfären, påverkar jetströmmen längre ned, den som ger oss vårt väder. Infografik av stabil och instabil polvirvel. Bild: Henri Salonen atmosfär,atmosfären (jorden)

Båda de här luftkarusellerna existerar på grund av de stora temperaturskillnaderna som råder mellan det kallare Arktis och de varmare nejderna längre söderut, de så kallade mellanlatituderna.

Men – och det är nu som den globala uppvärmningen kommer in i bilden – de här temperaturskillnaderna som ser till att hålla jetströmmen snurrande, de har minskat på sistone. Och det har, som vi ska se, potentiella följder för både polarvirveln och jetströmmen. Och därmed också för vårt vinterväder.

En ond spiral

Arktis är det område på jorden som värms upp allra fortast, dubbelt fortare än genomsnittet. Utvecklingen påskyndas av att den arktiska havsisen krymper. Och ett isfritt hav suger i sig solens strålar mycket effektivare än ett som är täckt av is. På samma sätt suger snöfri mark i sig mera av solens värme än en mark som är snötäckt. När snötäcket försvinner allt tidigare om vårarna, till exempel i Sibirien, leder det till att marken absorberar allt mer av solstrålarna.

Det här förstärker uppvärmningen, vilket leder till att snö- och istäcket minskar ytterligare, vilket igen förstärker uppvärmningen, och så vidare. En ond spiral, helt enkelt.

När Arktis värms upp fortare än områdena längre söderut, då minskar som sagt temperaturskillnaderna och skillnaderna i lufttryck mellan nord och syd. Och då minskar också den pådrivande kraften för själva jetströmmen, som börjar ringla och ragla ännu mer än förut.

När jetströmmen ringlar sig extra mycket, när strömmens vågor och pisksnärtar blir tillräckligt kraftiga, då fortplantar sig energin från de här vågorna uppåt i atmosfären tills de når polarvirveln, den andra vindkarusellen uppe i stratosfären. Eventuellt med destruktiva följder för den karusellens del.

Det finns lite olika sätt för det här att utspela sig. Hela karusellen kan krascha fullständigt och byta riktning, eller så kan den spjälkas itu till två mindre karuseller. Eller så förskjuts den åt något håll. Så som nu har skett: polarvirveln har i skrivande stund knuffats mot sydväst, över norra Atlanten.

Hur som helst, det är en sorts dominoeffekt: den atmosfäriska vågen nedifrån gör så att luften uppe på mer än 50 kilometers höjd i sin tur börjar röra sig neråt mot marken. Det här trycker ihop luften i stratosfären över Arktis på 10 till 50 kilometers höjd. Och det här värmer upp luften. Temperaturen i stratosfären kan stiga med 50 grader Celsius, från 80 till 30 minusgrader inom några timmar.

Stratosfärens frid rubbas

Med andra ord, vi snackar om en plötslig stratosfärisk uppvärmning. Så som skedde nu kring årsskiftet. Plötsliga stratosfäriska uppvärmningar är inte helt ovanliga, de sker ungefär sex gånger på tio år, men årets uppvärmning var ovanligt kraftig.

En graf som visar den plötsliga stratosfäriska uppvärmningen som ägde rum vid årsskiftet.
Här ser vi den plötsliga stratosfäriska uppvärmningen ta form under dagarna före årsskiftet. Uppvärmningen ovanför Sibirien (rött) rubbar polarvirveln (blått) och förskjuter den söderut i riktning mot Grönland. En graf som visar den plötsliga stratosfäriska uppvärmningen som ägde rum vid årsskiftet. Bild: WeatherIsCool Sudden stratospheric warming

Det ser dessutom ut att vara en uppvärmning till på lut ovanför Sibirien inom de närmaste veckorna. Prognoserna är lite luddiga på den här punkten ännu, men flera uppvärmningar under ett och samma år är definitivt ovanligt.

I vilket fall som helst: det här får dramatiska följder för polarvirveln, den övre luftkarusellen. Uppvärmningen får vindarna att sakta ned och eventuellt att vända från västliga till ostliga, åtminstone temporärt. Så som skedde nu den här vintern, den femte januari. Hela virveln kan också spricka itu (fast det har den inte gjort i år, åtminstone inte ännu). Och då välter den ut kall, arktisk luft söderut.

En störning av polarvirveln uppe i stratosfären fortplantar sig inte alltid nödvändigtvis ända ned till troposfären, här som vädret utspelar sig. Och gör den det så kommer busvädret ofta med ett par veckors fördröjning.

 Informationsgrafik som visar atmosfärens olika lager.
Atmosfärens olika skikt. Stratosfären är hem för polarvirveln. Där är det väldigt kallt, uppemot 80 grader Celsius, men under en plötslig stratosfärisk uppvärmning kan temperaturen stiga snabbt, med upp till 50 grader. Jetströmmen huserar under polarvirveln, på 11 kilometers höjd. Vädret utspelar sig i troposfären, nära marken. Informationsgrafik som visar atmosfärens olika lager. Bild: Henri Salonen. Källa: New York Times atmosfär,atmosfären (jorden)

Nu i år tycks störningen definitivt vara ett faktum, också här på marknivå. Med atmosfäriska blockeringar - vi kommer till det - och bistert vinterväder som följd.

2018 hade vi en liknande händelse. Då knuffade en plötslig stratosfärisk uppvärmning en dos iskall sibirisk luft in över Europa. En blockering uppstod, med andra ord, i form av en stor fet anticyklon - ett högtryck - som lade sig över Skandinavien.

"The Beast from the East"

Kylan spred sig ända bort till de brittiska öarna, vilket ledde till kaos på vägarna och i samhället överlag. Löpsedlarnas rubrikmakare döpte prompt det hela till “The Beast from the East”. Besten från öster.

Vi här i norden tyckte nu att britterna gör sig till lite i onödan. För oss är den här sortens händelser inte så exceptionella, jag menar, vi har ju tredubbla fönsterrutor och vi förstår att klä oss. Men skämt åsido, kylan ledde till att många människor frös ihjäl i Europa den vintern, inte minst i Polen och i det övriga Östeuropa.

Det där som britterna kallar “The Beast from the East” går i USA under namnet “Polar Vortex”, helt enkelt. Det är i princip samma sak. En störning i polarvirveln som sänder iväg en cell av kall luft som spinner ned över norra Amerika och lägger sig där. USA:s östkust drabbas då ofta av kraftiga snöstormar när den kalla inlandsluften krockar med fuktig luft från Atlanten.

"Besten från öster", köldknäppen som höll Europa i sitt grepp i februari 2018.
"The Beast from the East" sedd från satellitperspektiv, februari 2018. Ett kraftigt högtryck över Skandinavien ger stark kyla i stora delar av Europa, inte minst på de brittiska öarna. "Besten från öster", köldknäppen som höll Europa i sitt grepp i februari 2018. Bild: NASA February 2018 European cold wave

Exakt var den här Polar Vortexen eller Besten från Öster blir liggande beror sedan på den där andra karusellen. Den undre. Jetströmmen, eller närmare bestämt den norra polarfrontjetströmmen.

Jetströmmen kretsar runt jorden i ett vågmönster - så kallade Rossbyvågor - ungefär här ovanför oss, vid den 60:e breddgraden. Men då en störning av polarvirveln högre upp i stratosfären inträffar, får det också jetströmmen att vingla ännu mer hit och dit. Vågorna i jetströmmen blir större och mer oberäkneliga.

Men samtidigt har de här vågorna i jetströmmen börjat röra sig långsammare på den senare tiden. Det här kan enligt en teori bero på den nämnda, minskade temperaturskillnaden mellan Arktis och sydligare breddgrader. Det här kan öka risken för atmosfäriska blockeringar med diverse extrema väderfenomen.

Vädersystemen bor i vågornas kurvor

När Rossbyvågorna växer sig tillräckligt stora bildas det vädersystem i vecken. Söder om strömmen bildas lågtryck som rör sig uppåt mot Nordpolen och roterar moturs (på norra halvklotet). Norrifrån kan kall luft bilda högtryckssystem som rör sig mot ekvatorn och roterar medurs. De här systemen präglar sedan vädret på mellanlatituderna. Till exempel här i Europa där de i normala fall orsakar häftiga väderomslag an efter som Rossbyvågorna rör på sig.

Jag säger i normala fall, för som sagt, i takt med att temperaturskillnaderna mellan Arktis och mellanlatituderna har minskat, har Rossbyvågorna i jetströmmen blivit långsammare. En våg kan bli liggande i långa tider, och då gäller tumregeln att vilket väder som än anländer med det här vecket, blir också kvar längre. Och det blir mera av det goda. Mera nederbörd eller mera hetta, till exempel.

Om somrarna kan en trög Rossbyvåg med ett högtryck liggande i vågens topp ge den sortens “grillkupa” som vi har sett här i Norden på sistone. Den superheta skogsbrandssommaren 2018 till exempel.

Väderkarta från sommaren 2018.
Sommaren 2018 brann skogarna vilt i Sverige på grund av torkan och hettan som det stationära högtrycket över Skandinavien gav upphov till. Väderkarta från sommaren 2018. Bild: Lars Werner meteorologer

Blir vi däremot liggande i en vågdal med jetströmmen där nere, söder om oss, så bildas ett tråg med lågtryck som får sommaren att regna bort.

Får vi in en sådan här stagnerad Rossbyvåg om vintern, med ett kallt högtryck fyllt av arktisk luft som till exempel en störning i polarvirveln har slungat ut, ja, då blir det Besten från öster, som britterna snackar om. Meteorologer talar om atmosfäriska blockeringar.

Den här vintern har vi också blockeringar på gång. En sådan ligger över Grönland, vilket pressar ned jetströmmen på en sydligare bana. Den tar med andra ord en vid lov söder om oss, vilket är orsaken till att vi har snö och kyla här hos oss just nu.

Det ligger ett högtryck österut över Ryssland, men någon skandinavisk blockering har åtminstone inte ännu uppstått, trots att de olika prognosinstituten tidvis har förutspått sådana. Så britterna kanske inte får någon Beast from the East i första hast. Bara ostadigt och fuktigt vinterväder med kalla lågtryck.

Jetströmmen över norra Europa.
När jetströmmen tar en sydligare bana blir vi på den kallare sidan. Som den här vintern. Jetströmmen över norra Europa. Bild: Marcus Rosenlund Jetström,väderlek

Så om man jämför vintern 2018 med den nu rådande vintern så finns där alltså likheter. Plötsliga stratosfäriska uppvärmningar som råddar med polarvirveln och får jetströmmen att halka omkring som en berusad orm. Men skillnaden ligger i att ormens veck ligger lite på olika ställen den här vintern. Så vädermönstret blir inte detsamma, åtminstone inte tills vidare.

Mycket snö i Sibirien rubbade virveln?

Det finns lite olika teorier om exakt vilka störningar nedifrån det är som rubbar polarvirveln och orsakar allt strul.

Enligt en studie publicerad i Nature Climate Change kan polarvirveln ta stryk på grund av att det har snöat ovanligt mycket i Sibirien på sistone. Normalt är Sibirien kallt men ganska torrt så här års.

Nu i år har det snöat mycket i Sibirien, vilket kan bero på att den arktiska havsisen har krympt så mycket. När havet ligger öppet norr om Sibirien långt in på hösten får det här fukt att driva in över Sibirien. Fukt som sedan faller ned som snö.

Snön i sin tur reflekterar ut mer värme i rymden, vilket påverkar vindmönstren över Eurasien. I förlängningen skulle det här sedan rådda med jetströmmen och det i sin tur knockar ut polarvirveln.

En graf som visar hur den arktiska havsisen har minskat sedan 1978.
Den arktiska havsisens utbredning har minskat rejält sedan 1978. Det allt isfriare havet får fukt att driva in över Sibirien, vilket kan ge mer snö om vintrarna, vilket i sin tur kan störa polarvirveln. En graf som visar hur den arktiska havsisen har minskat sedan 1978. Bild: NSDIC arktiska regionen

Det här med den Sibiriska snön som källa till störningen är alltså en färsk hypotes som alla forskare inte är helt överens om. Men alla är överens om att en försvagad polarvirvel tidvis leder till kallare vintrar i vissa delar av den norra hemisfären. Bland annat här i norra Europa. Åtminstone gäller det här på lite kortare sikt - den globala uppvärmningen har ju allt mer att säga till om ju längre fram vi går.

Till exempel skulle den här vintern vara ännu mycket kallare om inte luftmassorna i norr hade varit så varma till att börja med. Inte ens en ostlig vind direkt från Sibirien garanterar smällkyla numera.

Nå, vi kan ju ännu nämna att det finns de som menar att årets plötsliga stratosfäriska uppvärmning kan bero på en viss sorts mönster i atmosfären.

Under de senaste veckorna har det legat ett envist högtryckssystem över norra Atlanten och ett motsvarande lågtryckssystem över norra Stilla havet. Den här sortens högtryck-lågtryck-duo är känd för att kunna rådda med stratosfären, där som polarvirveln huserar.

Bombcyklonen sprängde virveln?

En annan möjlighet är att polarvirveln tog stryk av en rekordmässigt stark så kallad bombcyklon som ägde rum i norra Stilla havet i början av januari. En bombcyklon är alltså en vinterstorm som bildas abrupt, och når orkanstyrka. Också sådana kan medföra störningar högre upp. Men det här är lite spekulativt.

Rimfrost på en båt i Korpo.
Kylan dekorerade den här båten i Korpo på morgonen den 15.1. Rimfrost på en båt i Korpo. Bild: Nicolina Zilliacus-Korsström rimfrost

Det är hur som helst tämligen klart att den avancerande globala uppvärmningen, med Arktis som går i täten för temperaturstegringen, ökar på risken för störningar i framtiden. Var alltså förberedd på mera knasigt väder under kommande år. Och vargavintrarna är det inte helt och hållet slut på, även om sannolikheten för milda, regniga vintrar ökar på längre sikt.

Det kan kännas bakvänt att vi nu har smällkyla och massor av snö på grund av att världen blir varmare. Men så är det med verkligheten: den frågar inte oss om den uppfyller våra förväntningar på den.

Läs också

Nyligen publicerat - Vetenskap