Under den senaste veckan, bittert kallt väder har uppslukat Storbritannien och större delen av norra Europa. På samma gång, temperaturerna i högarktis har varit 10 till 20°C ovan normalt – men fortfarande generellt under fryspunkten.

Samförekomsten av dessa två motsatta ytterligheter är ingen slumpmässig slump. En snabb återspolning av klimatet avslöjar hur en ovanlig störning i tropikerna för mer än en månad sedan skickade ut chockvågor tusentals kilometer åt alla håll, orsakar extrema väderhändelser – inte bara i Europa och Arktis, men även på södra halvklotet.

Utbrottet av kallt väder över hela Storbritannien förutsågs offentligt minst två veckor i förväg. I början av februari, meteorologer noterade en storskalig väderhändelse som utvecklades 30 km högt i den arktiska stratosfären, vars effekter på våra mindre höga vädersystem är välkända.

De starka västliga vindarna, känd som Polar Vortex, som normalt kretsar runt Arktis på denna höjd hade börjat försvagas och ändra riktning. Extremt kall arktisk luft – vanligtvis instängd av denna 360°-barriär – kunde rinna ut till lägre breddgrader, översvämningar över Sibirien.

Meteorologer hänvisar till denna typ av händelser som en Sudden Stratospheric Warming (SSW) eftersom luften i stratosfären ovanför nordpolen verkar värmas snabbt. Faktiskt, den kalla luften värms inte i sig själv så mycket som att den svämmar över söderut och ersätts av varmare luft från längre söderut.

Förändringar av vindriktningar och temperaturer 30 km över marken gick till en början obemärkt för dem på marken – både i Europa och i Arktis. Men under en period av flera veckor, påverkan av denna väderhändelse rörde sig gradvis nedåt genom den nedre delen av atmosfären, så småningom förändrade vädermönster nära ytan.

En sådan förändring var utvecklingen av högtryck i Skandinavien, som genererade östliga vindar över hela Nordeuropa, drar kall luft från Sibirien direkt över Storbritannien. Ute över Atlanten resulterade samma högtrycksområde i sydlig vindar som tillåter varm luft från Atlanten att röra sig norrut in i den arktiska bassängen. Forskning visar att dessa väderförändringar tenderar att vara ganska ihållande när de väl inträffar – därav den ovanliga längden på kylan vi upplever, och värmen i Arktis.

Men vad var det som orsakade den arktiska uppvärmningen i stratosfären till att börja med? För detta måste vi titta tusentals kilometer bort till atmosfären ovanför det tropiska västra Stilla havet. I slutet av januari, ett stort område av åskväder, lika stor och stark som någonsin har registrerats, störde atmosfären i denna region. Effekten av dessa stormar var likvärdig med att ett stort stenblock släpptes i en damm – de fick vågor av omväxlande hög- och lågtryck att spridas genom atmosfären, särskilt på norra halvklotet. Det var dessa vågor som stötte mot virveln av vindar runt Nordpolen som orsakade händelsen plötslig uppvärmning av stratosfären i början av februari.

Samma område med åskväder över det tropiska Stilla havet fungerade som födelseplatsen för den mindre rapporterade cyklonen Gita, som spårade genom södra Stilla havet, orsakade skador i Tonga och Samoa och till och med ledde till osannolikt stormigt väder över Nya Zeeland i slutet av sommaren.

Den nästan samtidiga förekomsten av alla dessa extrema väderhändelser är en perfekt meteorologisk illustration av fjärilseffekten. Medan vi brukar prata om väder i lokala och regionala termer, atmosfären är en kontinuerlig vätskevidd. Störningar i en region kommer att få konsekvenser för vädret i andra delar av världen – och när de är allvarliga kan chockvågorna bli enorma.

Många har kopplat allvaret av dessa händelser med klimatförändringar. Men, speciellt för detta evenemang, det är viktigt för oss meteorologer att vara försiktiga. Förekomsten av denna speciella uppvärmningshändelse i stratosfären är inte i sig en konsekvens av klimatförändringar, eftersom en extrem väderhändelse i sig inte säger oss något om långsiktiga trender i jordens klimat.

Det som är viktigt är att titta på hur ofta dessa händelser inträffar – och hur allvarliga de är när de inträffar. Dock, serien av händelser som leder till kallt väder över Europa är komplexa och har bara blivit väl förstått under de senaste 20 åren eller så. Utan några fler decennier av data, det är svårt att säga om antingen den stratosfäriska uppvärmningen eller de intensiva tropiska stormarna är en del av ett mönster som faller utanför vad vi normalt skulle förvänta oss – även om begränsad forskning redan tyder på att händelser med plötslig uppvärmning i stratosfären blir allt vanligare.

För andra extrema väderhändelser, historien är tydligare – bevis tyder alltmer på att orkaner, stormar och skogsbränder blir både vanligare och allvarligare än de en gång var. Tiden kommer att utvisa om det är samma historia för Stratosfärens plötsliga uppvärmning och tropiska störningar. Bevis från dessa senaste temperaturextremer kommer säkerligen att hjälpa forskare att förstå denna fråga. Men om vi gör vad vi kan för att minimera de skadliga effekterna av klimatförändringarna, vi kanske aldrig behöver ta reda på det.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.