Az éghajlatváltozás az időjárás előrejelzését is megnehezíti

2020.07.30.
Az éghajlatváltozás az időjárás előrejelzését is megnehezíti
A téli időjárás előrejelzésében fontos Arktikus Oszcilláció tulajdonságai jelentősen módosulhatnak a felmelegedés hatására, ami új kihívások elé állíthatja a hosszútávú prognózisok készítőit – derül ki az ELTE kutatóinak friss tanulmányából. 

Az ELTE Elméleti Fizikai Tanszék és Az MTA–ELTE Elméleti Fizikai Kutatócsoportmunkatársai, Haszpra Tímea és Herein Mátyás, valamint a Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Földtani és Geokémiai Intézet tudományos segédmunkatársa, Topál Dániel a világon elsőként mutatták meg, hogy az Északi-sark és az alacsonyabb szélességek éghajlatát mintegy összekapcsoló légköri nyomásanomália-mintázat (Arktikus Oszcilláció: AO) melegebb éghajlati rezsim felé haladva jelentős változáson mehet keresztül mai szerkezetéhez és tulajdonságaihoz képest.

Az év téli hónapjaiban az Északi-sark körüli területek fölött a légkör magasabb légrétegeiben kialakul az úgynevezett poláris örvény, amelyet az óramutató járásával ellentétes irányú körkörös áramlás jellemez. Az erős poláris örvény a hideg sarki levegőt alapvetően a sarok körül bezárva tartja, megakadályozva ezzel az alacsonyabb szélességekre történő hideg levegő „lefolyását”, azaz a hidegbetöréseket. Ezzel ellentétben gyengébb poláris örvény esetén a kevésbé intenzív zonális szeleknek köszönhetően Európában, Észak-Amerikában és Ázsiában is hidegebb téli időszakokra számíthatunk. Az AO fázisai a poláris örvény erősségével hozhatók kapcsolatba, és azt számszerűsítik, hogy az arktikus levegő milyen mértékben juthat el a közepes szélességekre.

A kutatók újfajta, klímaszimuláció-sokaságokon nyugvó elméleti megközelítést fejlesztettek ki

annak mérésére, hogy az éghajlatváltozás milyen módon befolyásolhatja az AO szerkezetét, tulajdonságait. Az éghajlati rendszer sajátossága, hogy amit mérünk és megfigyelünk, csupán egyetlen a lehetséges sok-sok állapot közül, amelyeket a légkör adott időpillanatban a pillanatnyi kényszereknek megfelelően felvehetne. Ezt a természetes változékonyságot pedig nem lehet felmérni hosszú időbeli éghajlati mérésekkel és azokon végzett elemzésekkel az éghajlati rendszer kaotikus és nem-stacionárius fizikai tulajdonságai miatt. A pillanatnyi empirikus ortogonális függvény analízis (SEOF analízis) azonban segít a probléma megoldásában.

A kutatók felhívják a figyelmet arra, hogy az Arktikus Oszcillációt jellemző nyomásanomália-mintázatok a melegedő éghajlati rendszerben elmozdulhatnak helyükről, valamint a tipikus anomáliaértékek is változhatnak, ezzel átalakítva a ma ismert téli éghajlatunkat jellemző elrendeződést. Az átrendeződések következtében egyes távoli területek közötti ismert és legtöbbször állandónak feltételezett távkapcsolatok is megváltozhatnak, a köztük lévő korrelációk erőssége is változhat. Jól példázza ezt az alábbi ábrán látható c jelű terület: Alaszka esetében körülbelül duplájára (–0.3-ról –0.6-ra) növekszik a távkapcsolat erősségét számszerűsítő korrelációs együttható.

(Bal) Az AO index és a felszíni hőmérséklet közötti, sokaság alapú korrelációs együttható térképe a Community Earth System Model Large Ensemble szimulációjában 2025 december–január–február hónapjaira RCP8.5 éghajlati forgatókönyv esetén (Jobb) A korrelációs együtthatók lineáris trendjének térképe [10-3 év-1] az 1950–2099 közötti időszakra. A pontok azon helyeket jelölik, ahol a trend 95%-os szinten szignifikáns. Ahol ezen kívül a korrelációs együttható is szignifikánsnak bizonyult 95%-os szinten 1950–2099-re, kereszt látható.

A kutatás különösen fontos eredménye, hogy az AO-ban történt változást nagyobb mértékűnek találták olyan éghajlati forgatókönyvek esetén, amelyeket a kibocsátott üvegházgáz nagyobb mennyiségének köszönhetően magasabb globális átlaghőmérséklet jellemez. Mindez felhívja a figyelmet arra, hogy az egyre növekvő üvegházgáz kibocsátás olyan változásokat indíthat el, melyek ma még alig ismertek, megértésükben pedig kulcsszerep juthat a magyar kutatók által kidolgozott és most bemutatott módszertannak és a sokasági klímamodelleknek, lehetővé téve így az éghajlati rendszer jövőbeni viselkedésének pontosabb feltárását.

A teljes tanulmány elérhető a Journal of Climate honlapján.

Borítókép: Freepik