„MeteoZwierzenia”: NAO i AMO, czyli co rządzi Atlantykiem?

O tym, że pogoda w Europie jest zależna od tego, co dzieje się na Atlantyku, nie trzeba chyba nikogo przekonywać. Generalnie znajdujemy się w strefie Dryfu Wiatrów Zachodnich i wędrujące Północnym Atlantykiem niże lądują zawsze albo na Wyspach Brytyjskich, albo w Bretanii, a czasem w Portugalii i Hiszpanii. Gdzie dokładnie, zależy od aktualnej sytuacji barycznej, a najprościej można to poznać po chwilowym położeniu Wyżu Azorskiego. Choćby dlatego, że jest to struktura zawsze obecna na mapach pogodowych obrazujących Atlantyk.

Tekst Marek Zwierz
Zdjęcia Marek Zwierz oraz NOAA

Meteorolodzy zainteresowali się tymi zależnościami na przełomie XIX i XX stulecia. Były one wprawdzie rozpoznawalne dla wprawnych oczu specjalistów, ale należało je jeszcze w obiektywny sposób zdefiniować. Wykorzystano różnicę ciśnień pomiędzy Niżem Islandzkim, a Wyżem Azorskim. Pierwszy indeks został określony jako różnica ciśnienia atmosferycznego pomiędzy stacjami pomiarowymi w Lizbonie i w Stykkisholmur na Islandii. Głównym kryterium wyboru tych stacji była ich dostępność i długie serie pomiarowe. Z czasem Stykkisholmur ustąpił miejsca Reykjavikowi, lub te lokalizacje były używane zamiennie. Strona południowa natomiast miała więcej alternatyw. Poza Lizboną do określenia indeksu NAO brano wartości ciśnienia ze stacji w Ponta Delgada na Azorach lub w Gibraltarze. Napisałem Indeks NAO nie wyjaśniając co to takiego. NAO, to North Atlantic Oscillation, czyli Okresowe Zmiany na Północnym Atlantyku, lub Oscylacja Północnoatlantycka. Amerykańska Narodowa Administracja Atmosfery i Oceanów (NOAA) dzisiaj liczy ten Indeks według dość skomplikowanego algorytmu opartego na wysokości izobary 500 hPa pomiędzy szerokością geograficzną 20° N i 90° N.

Jakkolwiek by Indeks nie był policzony, to jego wartości pozytywne pojawiają się, gdy Niż Islandzki jest wyjątkowo głęboki, a Wyż Azorski rozbudowany powyżej średniej. Natomiast kiedy Niż jest słabszy i schodzi na południe, a i Wyż staje się nijaki i oddalony na południe od Azorów, to index jest ujemny. Co to oznacza dla pogody na Atlantyckich wybrzeżach?

Przy pozytywnym Indeksie NAO generalnie pada. Pada wzdłuż wybrzeży Ameryki Północnej praktycznie od Nowego Orleanu przez Florydę, Nowy Jork aż po Nową Funlandię. Mokro jest na Islandii i w północnej i północno-wschodniej Europie od Zatoki Biskajskiej na wschód niemal po Ural i na północ po Murmańsk. Sucho jest natomiast wokół Morza Śródziemnego. Na Północnym Atlantyku sztorm goni sztorm, a pasaty są silne i stabilne.

Negatywny Indeks NAO wszystko odwraca, czyli mokre wybrzeża Ameryki Północnej stają się mroźne, wokół Morza Śródziemnego jest mokro, Włosi zmagają się z powodziami, a północne i północno-wschodnie kraje europejskie walczą z suszą. Na Północnym Atlantyku jest w miarę spokojnie, a pasaty wieją słabo i nieregularnie.

Skąd mroźne wybrzeże Ameryki? Ano stąd, że Index NAO najlepiej odzwierciedla pogodę właśnie w miesiącach zimowych. Stąd większość wykresów wieloletnich zmian podaje wartości Indeksu tylko w miesiącach zimowych od grudnia do marca.

Index możemy traktować bardzo różnie. Możemy sprawdzać jego dzienne wartości, a możemy też uśrednić szukając zmian wieloletnich. Zmiany dzienne odzwierciedlają aktualną sytuację pogodową. Zmiany na przestrzeni dziesięcioleci mogą pomóc uświadomić nam, co się dzieje w klimacie. Z tym, że pokazane tu wartości Indeksu NAO są pozbawione trendu, czyli nie możemy na podstawie akurat tych danych wysnuwać żadnych wniosków o zmianach klimatu. Znając aktualną fazę NAO możemy się już pokusić o próbę przepowiadania pogody na dłużej niż trzy do pięciu dni, na przykład wczesną jesienią zapowiedzieć śnieżną i mroźną zimę. Ma to zdecydowanie bardziej naukowe podstawy, niż ludowe przysłowia.

Znowu musimy sobie przypomnieć różnice pomiędzy klimatem, a pogodą. Codzienne zmiany Indeksu NAO zależne są od pogody, ale po ich uśrednieniu, pozbawieniu trendu, a często także wygładzeniu dzięki odpowiednim metodom matematycznym, uzyskujemy zmiany NAO w dużo dłuższym okresie. To są właśnie tendencje wieloletnie, które wprawdzie mogą się zmieniać z dnia na dzień, ale jeżeli jesteśmy na przykład w wieloletniej fazie negatywnego NAO, to jest zdecydowanie bardziej prawdopodobne, że przyjmie od szybko wartości ujemne, niż, że będzie długo utrzymywał się na plusie.

Skoro mamy zmiany w atmosferze, to zapewne zmienia się także ocean. Rzeczywiście Golfstrom codziennie zmienia swoje położenie, prędkość, a nawet kierunek. Jak wiemy jest on głównym dostarczycielem ciepła do wybrzeży europejskich, szczególnie Anglii i Norwegii. Zbadano wieloletnie zmiany SST na Północnym Atlantyku. SST to Sea Surface Temperatur, temperatura powierzchni oceanu. Oczywiście opracowano odpowiedni algorytm jak w prosty sposób zaprezentować wieloletnie zmiany na tak dużym obszarze i nie miejsce tu dla ich opisu. Dla nas najciekawszy jest rezultat tych badań pokazujący 50 – 70 letni okres zmian AMO. AMO, czyli Atlantic Multidecadal Oscillation – Atlantycka Oscylacja Wielodekadowa. Przyczyną jest tu najprawdopodobniej cyrkulacja termohalinowa i jej wahania w ilości dostarczanego na północ ciepła i odprowadzania zimnej wody na południe, ale to jest temat na zupełnie inne rozważania, może w przyszłości.

W każdym razie nie tylko El Niño jest zmieniającym się okresowo fenomenem. Atlantyk też ma się czym pochwalić.