Avstannat sommarväder som det just nu på norra halvklotet kan förvandlas till "extrema extremer, "från värme till torka, från regn till översvämning.

Oavsett om kraftiga skyfall eller superheta perioder, sommarvädret blir mer ihållande i Nordamerika, Europa och delar av Asien. När dessa förhållanden stannar i flera dagar eller veckor, de kan förvandlas till extremer – värmeböljor som resulterar i torka, hälsorisker och skogsbränder, eller obeveklig nederbörd som resulterar i översvämningar. Ett team av forskare har rapporterat den första omfattande genomgången av forskning om avstängning av sommarvädret, med fokus på påverkan av den oproportionerligt starka uppvärmningen av Arktis som orsakas av växthusgasutsläpp från förbränning av fossila bränslen. Bevisen ökar, de visar, att mänsklig aktivitet har påverkat cirkulationsmönster högt upp i atmosfären. Dessa förändringar påverkar, i tur och ordning, regionala och lokala vädermönster — med ibland katastrofala effekter på marken. Detta har varit fallet med skogsbranden 2016 i Kanada, ett annat team av forskare har visat, i en andra studie.

"Stora luftströmmar omger vår jordklot i den övre troposfären - vi kallar dem planetvågor, " förklarar Hans Joachim Schellnhuber, chef för Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK) och medförfattare till den andra artikeln. "Nu, bevisen ökar på att mänskligheten bråkar med dessa enorma vindar. Drivs av mänskligt skapade utsläpp av växthusgaser, global uppvärmning snedvrider förmodligen naturliga mönster."

Vanligtvis vågorna, transportera kedjor av hög- och lågtrycksdomäner, resa österut mellan ekvatorn och nordpolen. Men när de fastnar på grund av en subtil resonansmekanism, de saktar ner så att vädret i en viss region fastnar. Regn kan växa till översvämningar, soliga dagar i värmeböljor, och torra förhållanden till skogsbränder, " säger Schellnhuber,

Undersöker den arktiska faktorn och kopplar ihop prickarna

"Även om det kanske inte låter så illa att ha fler utdragna soliga avsnitt på sommaren, detta är, faktiskt, en stor klimatrisk, säger Dim Coumou från Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK) och Vrije Universiteit Amsterdam, huvudförfattare till granskningspapperet och medförfattare till fallstudien med vildbrand. "Vi har stigande temperaturer på grund av mänskligt orsakad global uppvärmning, som intensifierar värmeböljor och kraftiga regn, och ovanpå det, vi skulle kunna få dynamiska förändringar som gör väderextrema ännu starkare – det här är ganska oroande.” Den här sommaren är ett imponerande exempel på avstängt väder som påverkar samhällen – ihållande varma och torra förhållanden i Västeuropa, Ryssland och delar av USA hotar spannmålsskörden.

Många studier har dykt upp om detta ämne de senaste åren, ibland med till synes motstridiga resultat. För tidningen som nu publiceras i Naturkommunikation , ett internationellt team av forskare gav sig i kast med att granska den befintliga forskningen och försökte koppla ihop punkterna, med fokus på den arktiska faktorn. Under den globala uppvärmningen, Arktis värms mer än resten av norra halvklotet. Detta minskar temperaturskillnaden mellan nordpolen och ekvatorn, ändå är just denna skillnad en huvudsaklig drivkraft för luftströmmarna. "Det finns många studier nu, och de pekar på ett antal faktorer som kan bidra till ökad luftströmsstopp på mellanbreddgraderna – förutom den arktiska uppvärmningen, det finns också möjligheten för klimatförändringar-inducerad förskjutning av stormspåren, såväl som förändringar i de tropiska monsunerna, säger Simon Wang från Utah State University i USA, en medförfattare till granskningsuppsatsen.

"Under den globala uppvärmningen, den indiska sommarens monsunnederbörd kommer sannolikt att intensifieras, och detta kommer också att påverka de globala luftströmmarna och kan i slutändan bidra till mer avstannade vädermönster. Alla dessa mekanismer fungerar inte isolerat, men interagera, " säger Wang. "Det finns starka bevis för att vindar associerade med sommarvädersystem försvagas, och detta kan interagera med så kallade förstärkta kvasistationära vågor. Dessa kombinerade effekter pekar mot mer ihållande vädermönster, och därav mer extremt väder."

Fallet med den kanadensiska skogsbrandkatastrofen

Skogsbranden i Kanadas Alberta-region 2016 är ett skarpt exempel på de potentiellt katastrofala effekterna av avmattningen av planetvågorna och det resulterande sommarvädret som avstannar. I en studie som nu publicerats i Vetenskapliga rapporter , det andra forskarteamet visar att skogsbranden verkligen har föregåtts av att en specifik typ av luftströmmar infångats i regionen. I kombination med ett mycket starkt El Niño-evenemang, detta gynnade ovanligt torra och höga temperaturer på marken, medför ökad brandrisk. Det tog två månader innan tjänstemän kunde förklara branden under kontroll. Detta var den dyraste katastrofen i kanadensisk historia, med totala skador som uppgick till 4,7 miljarder CAD.

"Klart, det planetariska vågmönstret var inte den enda orsaken till branden, ändå var det ytterligare en viktig faktor som utlöste en beklaglig katastrof, säger Vladimir Petoukhov från PIK, huvudförfattare till fallstudien. "Faktiskt, vår analys visar att bortom den enstaka händelsen, faktiskt från 1980-talet och framåt, planetariska vågor var en viktig faktor för risken för skogsbränder i regionen. Eftersom det är möjligt att upptäcka vågmönstren med en relativt lång ledtid på 10 dagar, vi hoppas att våra resultat kan hjälpa skogsförvaltare och brandprognosmakare i framtiden."

Ett fenomen som låter roligt men inte är:"extrema extremer"

"Datorsimuleringar stöder generellt observationerna och vår teoretiska förståelse av processerna, så det här verkar ganska robust, " avslutar Coumou. "Men, de observerade förändringarna är vanligtvis mer uttalade än de som ses i klimatmodeller." Så antingen är simuleringarna för konservativa, eller så påverkas de observerade förändringarna starkt av naturlig variabilitet. "Vår granskning syftar till att identifiera kunskapsluckor och vägar framåt för framtida forskning, " säger Coumou. "Så det finns fortfarande mycket att göra, inklusive maskininlärning och användning av big data. Även om vi inte har säkerhet, allt som allt, forskningsläget indikerar att förändringar i luftströmmar kan, tillsammans med andra faktorer, leda till ett fenomen som låter roligt men som inte är extrema extremer."