UK Met Office har utfärdat två röda vädervarningar på lika många månader för hårda vindar. Detta är de högsta hotnivåerna som meteorologer kan meddela, och är de första röda varningarna för endast vind som har utfärdats sedan 2016 års storm Gertrude.

Så vad ligger bakom Storbritanniens senaste ström av farliga vindstormar? Och kommer dessa händelser sannolikt att bli vanligare i framtiden?

Stormen Arwen i slutet av november 2021 orsakade förödelse över Skottland, norra England och delar av Wales. Vindar på 100 mph dödade tre människor, slet upp träd och lämnade 9 000 människor utan ström i över en vecka i minusgrader.

Förstörelsen orsakad av Arwen är fortfarande uppenbar i vissa områden, och saneringen från Storm Dudley – som slog östra England onsdagen den 16 februari – pågår i skrivande stund.

Nu står Storbritannien inför stormen Eunice, och dess vindbyar på upp till 122 miles per timme. Eunice har en slående likhet med den "stora stormen" 1987, som utlöste orkankraftiga vindar och krävde 22 människoliv i Storbritannien och Frankrike i oktober samma år. Båda förutspås innehålla en "stingjet":en liten, smal luftström som kan bildas inuti en storm och producera intensiva vindar över ett område som är mindre än 100 km.

Piloter har kämpat för att landa på Heathrow flygplats på grund av hårda vindar från stormen Eunice.

Video med tillstånd av @BigJetTVLIVE som har en livestream från flygplatsen sedan i morse, som visar flygplan som landar. @HeathrowAirport #stormeunice #Heathrow pic.twitter.com/8cdkv1oMN0

— London Live (@LondonLive) 18 februari 2022

Stingjetstrålar, som först upptäcktes 2003, och troligen inträffade under den stora stormen och stormen Arwen, kan pågå var som helst mellan en och 12 timmar. De är svåra att förutse och relativt sällsynta, men gör stormar farligare.

Stingjetstrålar förekommer i en viss typ av extratropisk cyklon - ett roterande vindsystem som bildas utanför tropikerna. Dessa luftströmmar bildas cirka 5 km över jordens yta och sjunker sedan ner på den sydvästra sidan av en cyklon, nära dess centrum, accelererar som de gör och tar med sig snabbrörlig luft från högt uppe i atmosfären. När de bildas kan de producera mycket högre vindhastigheter på marken än vad som annars skulle kunna förutses genom att enbart studera tryckgradienter i stormens kärna.

Meteorologer arbetar fortfarande med att förstå stingjetstrålar, men de kommer sannolikt att ha en betydande inverkan på Storbritanniens väder i ett värmande klimat.

Bindare vintrar framöver?

1987 var modellerna som användes för väderprognoser oförmögna att representera stingjetstrålar, men förbättringar innebär att prognosmakare förutspådde stormen Eunice innan den ens hade börjat bildas i Atlanten.

Under det senaste decenniet har vårt team vid Newcastle University arbetat nära med kollegor på UK Met Office för att utveckla nya högupplösta klimatmodeller som kan simulera stingjetstrålar, såväl som hagel och blixtar, för att belysa hur extrema väderhändelser kan förändras i ett värmande klimat.

Vi vet redan att skyfallen intensifieras när världen värms upp. Den enkla anledningen är att varmare luft kan hålla mer fukt. Storbritannien såg den regnigaste dagen någonsin 2020, redan uppskattad till 2,5 gånger mer sannolikhet på grund av utsläpp av växthusgaser.

Vårt forskarlags nya högupplösta klimatmodeller förutspår större ökningar av vinternederbörden än vanliga globala klimatmodeller på grund av en stor ökning av nederbörden från åskväder under vintern.

Vi är mindre säkra på hur mönstret för extrema vindstormar, som Eunice, kommer att förändras, eftersom de relevanta processerna är mycket mer komplicerade. Storbritanniens senaste kluster av vintervindstormar är relaterat till en särskilt stark polarvirvel som skapar lågtryck i Arktis, och en snabbare jetström – en kärna av mycket stark vind högt uppe i atmosfären som kan sträcka sig över Atlanten – vilket ger stormigare och mycket blött väder till Storbritannien.

En starkare jetström gör stormar mer kraftfulla och dess orientering avgör grovt sett stormens spår och var den påverkar. Vissa aspekter av klimatförändringarna stärker jetströmmen, vilket leder till fler brittiska vindstormar. Andra aspekter, som den högre uppvärmningshastigheten över polerna jämfört med ekvatorn, kan försvaga den och det västliga vindflödet mot Storbritannien.

Våra högupplösta modeller förutspår mer intensiva vindstormar över Storbritannien när klimatförändringarna accelererar, och mycket av denna ökning kommer från stormar som utvecklar stingjetstrålar.

Prognoser från globala klimatmodeller är osäkra och antyder endast små ökningar av antalet extrema cykloner. Men dessa modeller misslyckas med att representera stingjetstrålar och simulerar dåligt de processer som får stormar att byggas upp. Som ett resultat av detta underskattar dessa modeller troligen framtida förändringar i stormens intensitet.

Vi tror att användning av högupplösta klimatmodeller, som kan representera viktiga processer som stingjets, tillsammans med information från globala modeller om hur storskaliga förhållanden kan förändras, skulle kunna ge en mer korrekt bild. Men Storbritannien gör inte tillräckligt för att förbereda sig för det allt svårare extremvädret som redan förutspåtts.

Mänskligheten har ett val i hur mycket varmare världen blir baserat på i vilken takt vi minskar utsläppen av växthusgaser. Medan mer forskning kommer att bekräfta om fler extrema vindstormar kommer att drabba Storbritannien i framtiden, är vi säkra på att vinterstormar kommer att ge starkare skyfall och mer regn och översvämningar när de inträffar.