Oscylacja Północnoatlantycka

Encyklopedia Klimatologiczna ESPERE. Skrót od angielskich słów:
ENVIRONMENTAL SCIENCE PUBLISHED FOR EVERYBODY ROUND THE EARTH
ENCYKLOPEDIA ESPERE - menu główne (rozwiń)
Dział: Oceany. Poziom zaawansowany.
dział OCEANY: ZAAWANSOWANE - menu (rozwiń)

Oscylacja Północnoatlantycka

Oscylacja Północnoatlantycka jest jednym z najstarszych rozpoznanych systemów cyrkulacyjnych, od którego zależą warunki pogodowe zim w Europie. Nie wiadomo dokładnie jaki jest mechanizm kształtujący Oscylację Północnoatlantycką, nie wiadomo także czy będzie ona podatna na zmiany klimatyczne.

Ciśnienie atmosferyczne

Ciśnienie powietrza na powierzchni Ziemi różni się w poszczególnych miejscach, co jest częściowo spowodowane różnicami w dostawie promieniowania słonecznego i temperatury. Kiedy krótkofalowe promieniowanie słoneczne dociera do powierzchni ziemi, jest pochłaniane i wypromieniowywane jako promieniowanie podczerwone (czyli cieplne), to ogrzewa powietrze znajdujące się ponad podłożem. Powietrze to staje się mniej gęste, zwiększa objętość i unosi się w górę. Powietrze znajdujące się powyżej jest wypychane do góry, a następnie przemieszcza się poziomo na boki. Ten ruch powietrza powoduje, że nad terenem cieplejszym pozostaje mniej powietrza i to prowadzi do powstania rejonu niskiego ciśnienia. Kiedy powietrze się unosi, ochładza się. Podczas ochładzania staje się ono gęstsze, cięższe i opada. To z kolei oznacza zwiększenie ilości powietrza nad ziemią, co powoduje powstawanie terenów o wysokim ciśnieniu. Powietrze przemieszcza się z terenów o wyższym ciśnieniu do obszarów o niskim ciśnieniu, aby wyrównać różnice, w rezultacie powodując powstawanie wiatrów i cyrkulacji atmosferycznej.

Na Ziemi jest kilka głównych stref, w których dominuje niskie albo wysokie ciśnienie. Na równiku dostawa energii słonecznej jest znaczna, a ciepłe powietrze unosi się i powstaje region niskiego ciśnienia. To powietrze opada z powrotem ku ziemi na szerokości geograficznej około 30°N i 30°S, powodując powstawanie tam pasów wysokiego ciśnienia. Na szerokości geograficznej około 60°N i 60°S zimne, gęste powietrze, napływające od biegunów, spotyka cieplejsze powietrze z terenów położonych bliżej równika. Ciepłe powietrze, jako rzadsze, zostaje zmuszone do wznoszenia się, powodując powstawanie regionów niskiego ciśnienia. Następnie ochładza się i opada tworząc strefę wysokiego ciśnienia w okolicy biegunów.

Komórki Hadleya

1. Model globalnej cyrkulacji atmosferycznej z głównymi pasami wysokiego i niskiego na ciśnienia na kuli ziemskiej. Komórki cyrkulacyjne pomiędzy równikiem i 30°N i 30°S zwane są Komórkami Hadley'a od nazwiska George'a Hadleya, który odkrył ich istnienie w 1735 roku. Dzięki tym komórkom cyrkulacyjnym ciepło z okolic równika transportowane jest do regionów chłodniejszych: umiarkowanych i polarnych.
Źródło: NASA. Polska wersja ryciny: Mateusz Kamiński.

Oscylacja Północnoatlantycka

Różnice ciśnienia atmosferycznego pomiędzy Azorami, położonymi na około 30°N (dokładnie: 38°N) i Islandią na 60°N (65°N) powodują powstawanie jednego z najdawniej znanych systemów cyrkulacyjnych: Oscylacji Północnoatlantyckiej (ang. North Atlantic Oscillation). NAO oddziałuje głównie w zimie i ma dwie fazy. Każda z nich powoduje różne warunki pogodowe na obszarach położonych wokół Północnego Atlantyku. NAO ma bezpośredni wpływ na plony, gospodarkę wodną, dostawy energii oraz rybołóstwo, a także na powstawanie wód głębinowych, przez co oddziałuje na cyrkulację termohalinową.

Wskaźnik Oscylacji Północnoatlantyckiej

2. Zmiany wskaźnika Oscylacji Północnoatlantyckiej w zimie przez ostatnie 200 lat. Do około 1900 roku wskaźnik NAO zmieniał znak prawie co roku, potem odchylenie NAO było przeważnie dodatnie prowadząc do ciepłych, wilgotnych zim w Europie Północnej. Nie wiadomo, czy zmiana w funkcjonowaniu tego naturalnego zjawiska jest naturalną fluktuacją klimatyczną, czy też jest spowodowana działalnością ludzi, prowadzącą do globalnego ocieplenia.
Dzięki uprzejmości: Dr Tim Osborn, Climatic Research Unit, University of East Anglia, Norwich, Wielka Brytania

Dodatnia (pozytywna) faza NAO

Zimą w czasie dodatniej fazy NAO występuje znaczna różnica ciśnień pomiędzy Azorami i Islandią. Powoduje to częstsze powstawanie silnych sztormów nad Atlantykiem, przemieszczających się w kierunku północno-wschodnim. Przynoszą one ciepłe powietrze znad oceanu do północno-zachodniej Europy, powodując występowanie tam ciepłych i wilgotnych zim, ale równocześnie zimnych i suchych zim w rejonie Morza Śródziemnego. Silne wiatry północno-zachodnie przemieszczają się nad Morzem Labradorskim powodując ochłodzenie, które z kolei wpływa na tworzenie się wód głębinowych i występowanie zimnych i suchych zim w Kanadzie i na Grenlandii. W rejonie Morza Grenlandzkiego oddziaływanie opisanych wiatrów jest słabsze, toteż obszar ten nie ochładza się tak bardzo i nie dochodzi do powstania zimnych wód głębinowych.

Pozytywna faza NAO

3a. Tzw. pozytywna faza NAO powoduje zimą występowanie częstych burz nad obszarem Północnego Atlantyku, wraz z którymi napływa powietrze ciepłe, ale wilgotne, zawierające duże ilości pary wodnej. Zima w Europie Pn. jest wtedy wilgotna i ciepła. Dalej na południe wiatry znad kontynentu przynoszą chłodne i suche masy powietrza, przez co zimy w rejonie Morza Śródziemnego są słoneczne, ale chłodne.

Ujemna (negatywna) faza NAO

W czasie zimy przy ujemnej fazie NAO występuje niewielka różnica ciśnień pomiędzy Azorami i Islandią. Prowadzi to do występowania mniejszej ilości sztormów, które równocześnie są znacznie słabsze. Sztormy te poruszają się po szlaku skierowanym bardziej na południe niż te związane z pozytywnymi warunkami NAO i przynoszą one ciepłe, wilgotne powietrze w obszar śródziemnomorski. Powodują także przemieszczanie się zimnego powietrza z północy i wschodu w rejon północnej Europy. Ten zimny, północny wiatr wieje od bieguna pn. nad Morze Grenlandzkie oziębiając wodę na tyle, by mogła ona opaść i utworzyć zimne wody głębinowe.

Negatywna faza NAO

3b. Gdy w zimie występuje tzw. negatywna faza NAO, pogoda nad obszarem Północnego Atlantyku jest zdecydowanie mniej burzowa. Występującym nielicznym burzom towarzyszy napływ ciepłych, wilgotnych mas powietrza znad oceanu w rejon śródziemnomorski. Niewielka różnica ciśnienia umożliwia napływanie nad Europę Północną mas powietrza z pn., sprawiając, że zimy są tam suche i słoneczne, lecz bardzo zimne.

Od czego zależy faza NAO?

Ciągle nie wiemy co wpływa na występowanie określonej fazy NAO. Procesy atmosferyczne trwają od kilku sekund do kilku tygodni. Fazy NAO natomiast zmieniają się w ciągu kilku lat, czy też dekad. Prawdopodobnie więc ocean, podobnie jak atmosfera, jest ważnym czynnikiem kształtującym zmiany NAO. Modele komputerowe pokazują, że NAO reaguje na powolne zmiany temperatury globalnej, przy czym główną rolę odgrywają zmiany na obszarach okołorównikowych. Na klimat Północnego Atlantyku mogą także wpływać wiatry wiejące wysoko w stratosferze.

Zmiany klimatu

NAO jest istotnym elementem w dyskusji o zmianach klimatu. W ostatnich latach dominuje pozytywna faza NAO co powoduje występowanie łagodnych zim w północnej Europie i tak naprawdę nie wiemy dlaczego tak się dzieje. Być może jest to po prostu naturalna fluktuacja klimatyczna, możliwe jest jednak, że globalne ocieplenie wpływa na sposób funkcjonowania NAO i innych naturalnych zjawisk klimatycznych.

O tej stronie:

Autor: Lucinda Spokes - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - Wielka Brytania
Recenzent: Dr Tim Osborn - Climatic Research Unit, University of East Anglia, Norwich - Wielka Brytania
ostatnia aktualizacja: 2005-07-29
Tłumaczenie na język polski: Dr Agnieszka Wypych, Dr Anita Bokwa, Uniwersytet Jagielloński, Kraków

Ostatnia modyfikacja: piątek, 13 lipiec 2018, 11:07