Forskare har identifierat en väderhändelse som fick en ovanligt extrem köldvåg att drabba Europa och Asien under vintern 2018, som kan hjälpa atmosfärsforskare att bättre förutsäga liknande händelser i framtiden, enligt en ny studie.

En våg av extremt kall luft drabbade Eurasien i slutet av februari 2018, varade i en månad medan temperaturerna slog rekordlåga rekord över hela Europa. Den extrema kylan kom från en splittring av en klunga luft högt över Arktis, kallas polarvirveln.

Väderprognosmodeller förutsåg inte den stratosfäriska uppvärmningen 2018 förrän i början av februari – bara 12 dagar innan det hände – vilket hindrade modellerna från att förutse den extrema kylan som följde.

Nu, en ny studie i AGU:s Journal of Geophysical Research :Atmosfärer hittar en cykloninducerad kedja av händelser som värmde upp stratosfären och fick den arktiska polarvirveln att delas i två delar, orsakar extrem kyla.

Informationen kan hjälpa väderprognoser att upptäcka stratosfärens uppvärmning tidigare och förutse framtida kalla vågor, enligt studiens författare.

En utlösande faktor för plötsliga uppvärmningar

Stratosfären är det andra lagret av jordens atmosfär. Det är vanligtvis coolt, torr, och hem till den arktiska polarvirveln, en kropp av cirkulerande kall luft runt jordens nordpol. Om stratosfären värms upp, den polära virveln försvagas och delas i två delar, som kan orsaka utbrott av kallt väder över norra halvklotet.

För att förutsäga plötsliga uppvärmningshändelser i stratosfären, Tidigare forskning studerade mestadels hur troposfären – det lägsta lagret av atmosfären och där jordens väder inträffar – betedde sig i genomsnitt före händelser i stratosfären. Men dessa modeller fångade inte alltid hur tillfälliga vädermönster i troposfären påverkade stratosfären.

I den nya studien, forskare testade sin hypotes att en kedja av händelser i troposfären orsakade den plötsliga stratosfärens uppvärmning och efterföljande splittring av polarvirveln. De tittade först på väderprognosdata under dagarna och veckorna fram till den plötsliga stratosfärens uppvärmning. De såg att prognoserna bara verkade exakt förutsäga händelsen när de fångade en cyklon över Grönland och en högtrycksluftmassa över Skandinavien dagarna före stratosfärens uppvärmning.

Vädersekvensen var en "trigger snap" som fick virveln att splittras, sa Simon Lee, en atmosfärsforskare vid University of Reading i Storbritannien och huvudförfattare till den nya studien. När polarvirveln splittrades, ett kluster av kall luft runt den arktiska polen spreds och färdades söderut mot Eurasien.

Forskargruppen tittade också på historiska väderdata och fann att samma serie händelser har orsakat plötsliga stratosfäriska uppvärmningar tidigare. De fann att dessa ovanliga vädermönster inträffade 49 gånger mellan 1979 och 2017 och förebådade 35 procent av stratosfärens uppvärmning under denna period.

"Det är en mekanism som potentiellt förklarar en tredjedel av dessa händelser historiskt, "Sa Lee. "Att bara en händelse i Atlanten har bidragit till en tredjedel av dem är ganska överraskande."

Att leta efter förändringar i just denna luftmassa över Grönland och Skandinavien kan förbättra väderprognosmakarnas förmåga att förutsäga extrema köldutbrott, lägga till atmosfärsforskares kunskap om plötsliga stratosfäriska uppvärmningshändelser, enligt studieförfattarna.

Att veta när och hur detta vädermönster uppstår ger forskarna en förmåga att säga hur vädret kommer att bli om veckor och månader i framtiden, sa Lee.

Denna berättelse publiceras på nytt med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av jord- och rymdvetenskapsbloggar, värd för American Geophysical Union. Läs den ursprungliga historien här.