W ostatnich latach przyzwyczailiśmy się do zim, które często bardziej przypominają przedłużającą się jesień. Śnieg staje się rzadkością, a siarczyste mrozy wspominamy niemal z nostalgią. Jednak atmosfera to dynamiczny i złożony system, w którym nic nie jest dane raz na zawsze. Kluczową rolę w kształtowaniu pogody na półkuli północnej odgrywa potężne zjawisko, o którym słyszymy coraz częściej. Tym zjawiskiem jest stratosferyczny wir polarny, a jego obecny stan może zwiastować znaczącą zmianę w pogodzie nadchodzącej zimy.
Zrozumienie mechanizmów rządzących tym zjawiskiem jest kluczowe, aby pojąć, dlaczego jedna zima jest ciepła i deszczowa, a kolejna przynosi ataki arktycznego chłodu. Dlatego przyjrzyjmy się bliżej temu fascynującemu procesowi. To od jego stabilności zależy, czy mroźne powietrze pozostanie zamknięte nad Arktyką, czy też rozleje się na niższe szerokości geograficzne, w tym do Polski.
Czym jest wir polarny? Anatomia zjawiska
Wyobraźmy sobie potężny, niewidzialny bąk kręcący się wysoko nad biegunem północnym. To najprostsza analogia, która pozwala zrozumieć, czym jest wir polarny. Z naukowego punktu widzenia, jest to rozległy obszar bardzo niskiego ciśnienia, który formuje się w stratosferze, czyli drugiej warstwie atmosfery, na wysokości od około 15 do 50 kilometrów nad ziemią. Ten potężny wir cykloniczny otoczony jest przez silne wiatry wiejące z zachodu na wschód, tworząc swoistą barierę.
Kiedy ten wir jest silny i stabilny, działa jak zamknięta lodówka. Zimne, arktyczne powietrze jest skutecznie uwięzione w rejonach polarnych. Wiatry tworzące jego krawędź są szybkie i zwarte, co uniemożliwia masom lodowatego powietrza przemieszczanie się na południe. W efekcie, w Europie, w tym w Polsce, doświadczamy łagodnych, często deszczowych i wietrznych zim. Pogoda jest wówczas kształtowana głównie przez cyrkulację atlantycką.
Sytuacja zmienia się diametralnie, gdy wir polarny słabnie lub ulega rozbiciu. Jego struktura staje się niestabilna, a wiatry go otaczające tracą na prędkości. Bariera pęka. Wówczas lodowate powietrze, niczym woda z przerwanego zbiornika, zaczyna spływać na południe w postaci długich “jęzorów” chłodu. To właśnie osłabiony wir polarny jest odpowiedzialny za nagłe i dotkliwe ataki zimy, które potrafią sparaliżować całe regiony.
Stratosfera – cichy reżyser naszej pogody
Aby w pełni zrozumieć wir polarny, musimy poznać jego środowisko – stratosferę. To warstwa atmosfery rozciągająca się nad znaną nam troposferą, w której żyjemy i gdzie tworzy się większość zjawisk pogodowych. Stratosfera jest jednak niezwykła. W przeciwieństwie do troposfery, temperatura w niej rośnie wraz z wysokością. Dzieje się tak za sprawą warstwy ozonowej, która pochłania szkodliwe promieniowanie ultrafioletowe (UV) ze Słońca, ogrzewając otoczenie.
Przez długi czas uważano stratosferę za spokojną i oddzieloną od procesów pogodowych na powierzchni. Dziś wiemy, że to nieprawda. Zjawiska zachodzące na wysokości kilkudziesięciu kilometrów mają bezpośredni wpływ na to, co dzieje się przy ziemi. Nagłe ocieplenie stratosferyczne (SSW) to jeden z kluczowych procesów, który może całkowicie zdestabilizować wir polarny. Polega ono na gwałtownym wzroście temperatury w stratosferze nad biegunem, co prowadzi do osłabienia lub nawet odwrócenia kierunku wiatrów tworzących wir. To właśnie po takim zdarzeniu najczęściej dochodzi do potężnych spływów arktycznego powietrza.
Co ciekawe, stratosfera kryje w sobie jeszcze wiele tajemnic. Badania z wykorzystaniem balonów meteorologicznych doprowadziły do odkrycia na wysokości około 11-14 km warstwy izotermicznej, gdzie temperatura jest stała. Co więcej, analizy pyłu zebranego na wysokości 41 km potwierdziły, że w stratosferze mogą przetrwać mikroorganizmy, takie jak wirusy i bakterie. To pokazuje, jak złożonym i wciąż nie do końca zbadanym środowiskiem jest ta warstwa atmosfery.
Zima 2019/2020 jako przykład dominacji silnego wiru
Aby zrozumieć potęgę stabilnego wiru polarnego, warto cofnąć się do zimy 2019/2020. Przeszła ona do historii polskiej meteorologii jako najcieplejsza od początku regularnych pomiarów instrumentalnych. Średnia temperatura powietrza w tym sezonie była aż o 4 stopnie Celsjusza wyższa od normy wieloletniej. W wielu regionach kraju praktycznie nie zanotowano zimy w jej tradycyjnym rozumieniu – bez śniegu i bez trwałego mrozu.
Ten wyjątkowo ciepły sezon był bezpośrednim skutkiem niezwykle silnego i stabilnego wiru polarnego. Przez całą zimę arktyczna “lodówka” pozostawała szczelnie zamknięta. Silne wiatry stratosferyczne skutecznie blokowały spływ mroźnego powietrza na południe. W efekcie nad Europą dominowała cyrkulacja strefowa, przynosząca ciepłe i wilgotne masy powietrza znad Atlantyku. Była to nie tylko najcieplejsza zima w XXI wieku, ale również najcieplejsza od połowy XIX stulecia, co doskonale ilustruje skalę tej anomalii.
Prognozy na zimę 2025/2026: Czego możemy się spodziewać?
Najnowsze analizy modeli prognostycznych, takich jak te z Europejskiego Centrum Prognoz Średnioterminowych (ECMWF), wskazują na niepokojące sygnały. Obserwuje się znaczące osłabienie wiatrów w stratosferze, co sugeruje, że wir polarny wchodzi w sezon w znacznie słabszej kondycji niż w poprzednich latach. Taka sytuacja znacząco zwiększa prawdopodobieństwo jego destabilizacji w kluczowych miesiącach zimowych.
Nie oznacza to jednak, że cała zima będzie mroźna i śnieżna. Wręcz przeciwnie, osłabiony wir polarny sprzyja pogodzie pełnej skrajności i dużej zmienności. Możemy spodziewać się scenariusza, w którym okresy łagodniejszej, atlantyckiej pogody będą gwałtownie przerywane przez nagłe i dotkliwe adwekcje chłodu z północy lub północnego wschodu. Taki niestabilny wir może prowadzić do częstszych i dłuższych epizodów z siarczystym mrozem i obfitymi opadami śniegu.
Prognozy długoterminowe sugerują, że grudzień i styczeń mogą być miesiącami o największej dynamice. Właśnie wtedy ryzyko wystąpienia nagłego ocieplenia stratosferycznego i w konsekwencji rozpadu wiru jest statystycznie najwyższe. Należy być przygotowanym na zimę, która po kilku latach przerwy może przypomnieć o swoim tradycyjnym, surowym obliczu.
Zmiany klimatu a stabilność wiru polarnego
Pojawia się fundamentalne pytanie: czy obserwowane wahania w sile wiru polarnego mają związek z globalnym ociepleniem? Odpowiedź jest złożona, ale coraz więcej badań wskazuje, że tak. Kluczowym procesem jest tutaj tak zwane wzmocnienie arktyczne (Arctic amplification). Arktyka ogrzewa się znacznie szybciej niż reszta globu, co prowadzi do zmniejszenia różnicy temperatur między biegunem a równikiem.
Ta różnica temperatur jest głównym motorem napędowym dla prądu strumieniowego i samego wiru polarnego. Gdy gradient termiczny słabnie, słabną również wiatry, a cała struktura staje się bardziej podatna na zaburzenia. Paradoksalnie, globalne ocieplenie może prowadzić do silniejszych, lokalnych fal mrozów w strefie umiarkowanej. To jeden z najbardziej nieintuicyjnych, ale i niebezpiecznych skutków zmian klimatycznych, który pokazuje, jak bardzo połączone są ze sobą wszystkie elementy systemu klimatycznego Ziemi.
Stoimy w obliczu przyszłości, w której pogoda może stać się jeszcze bardziej ekstremalna i nieprzewidywalna. Zrozumienie takich zjawisk jak wir polarny jest nie tylko akademicką ciekawostką, ale koniecznością, by móc adaptować się do zmieniającej się rzeczywistości. Nasza planeta wysyła nam wyraźne sygnały, a naszym obowiązkiem jest je odczytywać i wyciągać wnioski.
Dalsze monitorowanie stanu stratosfery będzie kluczowe dla precyzyjnego prognozowania nadchodzących zim. Wiedza o tych procesach pozwala nam lepiej przygotować się na potencjalne zagrożenia, od bezpieczeństwa energetycznego po transport. Dowiedz się więcej o mechanizmach pogodowych. Zmiany, które obserwujemy, są częścią większego, globalnego trendu, który wymaga naszej uwagi. Sprawdź, jak zmiany klimatu wpływają na pogodę w Polsce.
