Μύθοι και αλήθειες για την ψυχρή λίμνη του Βόρειου Ατλαντικου. ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΒΟΡΕΙΟΥ ΑΤΛΑΝΤΙΚΟΥ ΜΕ ΤΟΝ ΝΑΟ Eπιμέλεια: Καθαρόπουλος Ιωάννης - Πασιπουλαρίδης Ερμής Ο AMO είναι ένα ωκεάνιο ρεύμα με διαφορετικές φάσεις και έχει περιοδικότητα πολλών δεκαετιών το οποίο επηρεάζει τον βόρειο ατλαντικό και συγκεκριμένα την θερμοκρασία της επιφάνειας της θάλασσας. Ο ΑΜΟ έχει δύο φάσεις: 1)O AMO βρίσκεται στην θερμή φάση του (warm phase) όταν έχουμε θετικές αποκλίσεις της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας στο βόρειο ατλαντικό καθώς και στους τροπικούς με μια ζώνη αρνητικών αποκλίσεων της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας ενδιάμεσα. 2)Ο ΑΜΟ βρίσκεται στην αρνητική του φάση όταν έχουμε τις αντίθετες αποκλίσεις της επιφανειακής θερμοκρασίας της θάλασσας αντίστοιχα.(αρνητικές αποκλίσεις στο βόρειο ατλαντικό και στους τροπικούς και θετικές αποκλίσεις ενδιάμεσα. Η κύρια περίοδος της ταλάντωσης του ΑΜΟ είναι περίπου 70 χρόνια με 30-35 χρόνια να αντιστοιχούν στην κάθε φάση του(warm-cold phase) όπως φαίνεται και στο σχήμα παρακάτω. Figure1: Atlantic Multidecadal Oscillation according to the methodology proposed by van Oldenborgh et al.
Η κύρια κυματομορφή του ΑΜΟ προκύπτει σαν μέσος όρος επιμέρους ετών συνεπώς ακόμη και στη θετική η αρνητική φάση να βρισκόμαστε μπορούμε να έχουμε θετικές η αρνητικές τιμές του δείκτη αντίστοιχα. Η μηνιαία μεταβολή του ΑΜΟ είναι πολύ μικρή και αυτό οφείλεται στη μεγάλη περιοδικότητα που παρουσιάζουν τα ωκεάνια ρεύματα. Οι Walter και Graf (http://www.intellicast.com/community/content.aspx?a=127 ) σε άρθρο τους το 2002 συσχέτισαν τον ΑΜΟ με το ΝΑΟ. Η συσχέτιση που βρέθηκε ανάμεσα στους δύο δείκτες(αμο-ναο) είναι ισχυρά αρνητική-αντίστροφη κατά την κρύα φάση(cool phase) του ΑΜΟ. Δηλαδή για να γίνει πιο κατανοητό όταν ο ΑΜΟ βρίσκεται σε κρύα φάση (cool phase) οδηγεί σε θετικό ΝΑΟ. Όμως όταν ο ΑΜΟ βρίσκεται σε θερμή φάση(warm phase) η συσχέτιση του με το ΝΑΟ είναι ασθενέστερη και αυτό δεν έχει παρατηρηθεί μόνο απο τους Walter και Graf αλλά και απο τους Yannick Peings και Gudrun Magnusdottir (http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-04/iop-wna040114.php), οι οποίοι(yannick Peings και Gudrun Magnusdottir) προτείνουν : "Τα αποτελέσματα μας δείχνουν οτι η θετική φάση του ΑΜΟ τον χειμώνα οδηγεί σε αρνητική φάση του ΝΑΟ. Μια αρνητική φάση του ΝΑΟ το χειμώνα συνήθως συνδέεται άμεσα με ψυχρό καιρό στις ανατολικές ΗΠΑ και τη δυτική και βόρεια Ευρώπη. Οι παρατηρήσεις δείχνουν οτι παίρνει 10-15 χρόνια για να έχει η θετική φάση του ΑΜΟ επίδραση στο ΝΑΟ, ο λόγος για αυτό το lag είναι άγνωστος ωστόσο μια εξήγηση είναι οτι οι φάσεις του ΑΜΟ παίρνουν χρόνο για να αναπτυχθούν πλήρως". Αυτά που ειπώθηκαν αποτυπώνονται στις παρακάτω εικόνες: Figure 2: Χρονοσειρά τον αποκλίσεων της θερμοκρασίας του βόρειου ατλαντικού και ετήσιος μέσος του ΝΑΟ. Σύνδεσμος εικόνας http://www.intellicast.com/community/content.aspx?a=127
Figure 3: Χρονοσειρά ετήσιας μεταβολής του ΝΑΟ κατά τους χειμερινούς μήνες(δεξιά εικόνα). Διάφορες φάσεις του ΑΜΟ(αριστερά) Όπως φαίνεται είδη απο προηγούμενους μήνες και όπως δείχνει η εικόνα του Οκτώβρη είδη βρισκόμαστε σε αρνητικές τιμές του δείκτη. Figure 4: Αποκλίσεις επιφανειακής θερμοκρασίας θάλασσας για το μήνα Οκτώβριο
Σύμφωνα με το CFS2 model του ΝΟΑΑ (http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/cfsv2/cfsv2seasonal.shtml) και τα ensemble του (Ε1,Ε2,Ε3) τα οποία παρουσιάζουν σχεδόν την ίδια εικόνα η τιμή του ΑΜΟ για τους επόμενους μήνες (Νοέμβριος-Απρίλιος) είναι αρνητική. Για του λόγου το αληθές επιλέγοντας το Ε2 και τον μήνα Δεκέμβρη τυχαία σας παραθέτουμε την παρακάτω εικόνα η οποία είναι πολύ κοντά σε αυτή του Οκτώβρη Figure 5: Αποκλίσεις επιφανειακής θερμοκρασίας θάλασσας για το μήνα Δεκέμβρη Εδώ να σας αναφέρουμε οτι παρόλο που οι επόμενοι μήνες βασίζονται σε πρόγνωση αποκλείεται ο ΑΜΟ να πάρει θετικές τιμές διότι η μηνιαία μεταβολή του είναι σχεδόν μηδαμινή. Τέλος είναι σημαντικό να αναφερθεί οτι ο ΝΑΟ επηρεάζεται απο πολλές παραμέτρους και φυσικά όχι μόνο απο τον ΑΜΟ. (πχ Ηλιακή δραστηριότητα, QBO, Θερμοκρασία στρατόσφαιρας, MJO, ENSO κα.) Απο το 1995 περίπου και μετά βρισκόμαστε σε θερμή φάση(warm phase) του ΑΜΟ η οποία αναμένεται να διαρκέσει περίπου ως το 2025. Ομως όπως δείξαμε και παραπάνω η τιμή του δείκτη φέτος θα είναι αρνητική.
Παρατηρήσεις και συμπεράσματα Υπενθυμίσεις(που αναφέρονται παραπάνω) πριν την παρατήρηση 1)Οι Walter και Graf σε άρθρο τουε το 2002 συσχέτισαν τον ΑΜΟ με τον ΝΑΟ και η συσχέτιση ανάμεσα στους 2 δείκτες(αμο-ναο) είναι ισχύρα αντίστροφη-αρνητική μόνο κατά την κρύα φάση του ΑΜΟ(cool phase,ψυχρός βόρειος Ατλαντικός).Όταν όμως ο ΑΜΟ βρίσκεται στην θερμή του φάση (warm phase,θερμος β.ατλαντικός) η συσχέτιση του ΑΜΟ με τον ΝΑΟ είναι Μικρή-Ασθενής. Παρόλο την μικρή- ασθενή συσχέτιση των δυο δεικτών κατά την θερμή φάση του ΑΜΟ(θερμός βόρειος ατλαντικός),η θετική φάση του ΑΜΟ οδηγεί σε αρνητικές τιμές του ΝΑΟ δηλαδή και εδω η σχέση μεταξύ τους είναι αντίστροφη αλλά η συσχέτιση μεταξύ τους ειναι μικρή. Στην ψυχρή φάση του ΑΜΟ είναι σχεδόν ξεκάθαρη η αντίστροφη ισχυρή συσχέτιση μεταξύ των δυο δεικτών(αμο-ναο) Δηλαδη οτι η κρύα φάση του ΑΜΟ(Κ.Β.ΑΤΛΑΝΤΙΚΟΣ) οδηγει σε θετικές τιμές ΝΑΟ οπως θα φανει και απο τις παρατηρήσεις παρακάτω!!! 2)Οι τιμές του ΝΑΟ προφανώς και δεν επηρεάζονται μόνο απο την φάση του ΑΜΟ δηλαδή δεν εχουν συσχέτιση 1-1 αλλά και απο άλλους παράγοντες όπως έχουμε αναφέρει που θα αναλυθούν σε επόμενο άρθρο,απλως τους υπενθυμίζουμε(ηλιακή δραστηριότητα,θερμοκρασία στρατόσφαιρας,qbo,mjo,enso και άλλα) 3)Θετικές μέσες τιμές ΝΑΟ >0,5, Ουδέτερες μέσες τιμές ΝΑΟ -0.5 εως +0,5, Αρνητικές μέσες τιμές ΝΑΟ <0,5 ΔΥΟ ΔΙΑΓΡΑΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΠΟ ΚΑΤΩ ΟΙ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ
ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ: 1)Cool phase AMO 1900-1925:Οπως βλέπουμε στην ψυχρή φάση του ΑΜΟ(κρυος βορειος ατλαντικος) Ο ΝΑΟ (Δεκέμβριος-Μάρτιος) τα περισσότερα χρόνια αυτής της περιόδου έκλεισε με θετικές μέσες τιμές με μικρή περίοδο εξαίρεσης κοντά στο 1915(1913-1919) όπου πήρε ελαφρά αρνητικές μέσες τιμές επι το πλείστον.ομως παρατηρούμε οτι εκείνο το διάστημα ο ΑΜΟ γύρισε σε θετικές ετήσιες μέσες τιμές για μερικά χρόνια παρόλο που βρισκόταν στην ψυχρή φάση του. 2)Warm phase AMO(1926-1969):Οπως βλέπουμε στην μεγάλη θερμή φάση του ΑΜΟ( σχεδον 43 χρόνια) οι μέσες τιμές του ΝΑΟ(Δεκεμβριος-Μαρτιος) ηταν σχεδόν μοιρασμένες σε αρνητικές-θετικές και οχι μόνον αυτο αλλα και οι θετικές μέσες τιμές αυτά τα χρόνια που πήρε ο ΝΑΟ ήταν λιγότερο θετικές( ως μέσος όρος) απο ότι στην ψυχρή φάση του ΑΜΟ(1900-1925 και 1970-1994). Μικρή συσχέτιση ΑΜΟ με ΝΑΟ στην θερμή φάση του ΑΜΟ. 3)Cool phase of AMO 1970-1994:Oπως βλέπουμε και σε αυτή την περίπτωση ενώ ο βόρειος ατλαντικός ειναι ψυχρός(cool phase AMO) ο μέσος όρος του ΝΑΟ(Δεκεμβριος-Μαρτιος) είναι ως επι το πλείστων θετικός με εξαίρεση κάποιες ελάχιστες χρονιές ιδιαίτερα στην αρχή της κρύας φάσης του ΑΜΟ και μάλιστα εδω πρέπει να προσεξούμε οτι οι μέσες τιμές του ΝΑΟ που επιτυγχάνονται είναι μεγαλύτερες από οτι στην Warm phase του(1926-1969)όπως επίσης το ίδιο συνέβηκε και στην cool phase του ΑΜΟ απο 1900-1925. 4)Warm phase (1995-??? ):Απο το 1995 μέχρι σήμερα διανύουμε μια θερμή φάση του ΑΜΟ και μάλιστα πάλι βλέπουμε σχεδόν μοιρασμένες εως σημέρα μέσες τιμές του ΝΑΟ(δεκεμβριος-μάρτιος) Αρνητικές-Θετικές και αρκετές ουδέτερες μέσες τιμές του ΝΑΟ
(Απο +0,5 εως -0,5) και εδώ να υπενθυμιστεί η μικρή συσχέτιση του ΑΜΟ με τον ΝΑΟ οταν ο ΑΜΟ βρίσκεται στην θερμή του Φαση παρόλο που +ΑΜΟ οδηγει σε -ΝΑΟ. Συμπερασματικά, 1) Αρνητικές αποκλίσεις της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας στο Βόρειο Ατλαντικό(Κρύος βόρειος Ατλαντικός) δεν έχουν σχεδόν καμία συσχέτιση με αρνητικές τιμές του ΝΑΟ και συνεπώς με αντικυκλώνα (blocking,υψηλά γεωδυναμικά ύψη στα 500mbar) στην περιοχή του Βόρειου Ατλαντικού άρα και μεταφορά ψύχους στη δυτική και βόρεια Ευρώπη. Αυτό συμβαίνει γιατί οι αρνητικές τιμές του ΑΜΟ συνδέονται επι το πλείστον με την cold phase του(αμο), η οποία συσχετίζεται άμεσα-ισχυρά με θετικές τιμές του ΝΑΟ. 2) Μπορεί να βρισκόμαστε σε θετική φάση του ΑΜΟ αλλά οι τιμη του ΑΜΟ για φέτος θα είναι αρνητική. Σε παρόμοιες περιπτώσεις δεν μπορεί να βγεί κάποια ακριβής συσχέτιση μεταξύ αρνητικού ΝΑΟ και ΑΜΟ. Ο αρνητικός ΝΑΟ παρουσιάζεται επι το πλείστον σε θετικές τιμές του ΑΜΟ 3) Σύμφωνα με το Figure3 Θετικές και Αρνητικές τιμές του ΑΜΟ συνδέονται με Αρνητικές και Θετικές τιμές του ΝΑΟ αντίστοιχα, 4) Σύμφωνα με το το Figure2 θετικές και αρνητικές φάσεις του ΑΜΟ συνδέονται με αρνητικές και θετικές Ετησιες μέσες τιμές του ΝΑΟ αντίστοιχα (δηλαδή έχουν αντίστροφη σχέση) 5) Όπως είδη έχουμε αναφερθεί απο το 95 και μετά βρισκόμαστε σε θετική φάση του ΑΜΟ. Όμως τον χειμώνα 95-96 ο οποίος έκλεισε με μέσο όρο ΝΑΟ κάτω απο - 1.5(Αρνητικός) ο Βόρειος ατλαντικός ήταν θερμός όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Επίσης το χειμώνα 09-10 οπου ο μέσος όρος του ΝΑΟ έκλεισε κάτω απο - 2(Αρνητικός) ο βόρειος ατλαντικός ήταν θερμός. Άρα σε δύο περιπτώσεις πρόσφατες, παρατηρούμε οτι δύο αρκετά κρύοι χειμώνες για τη δυτική Ευρώπη με κορύφωση το 09-10 ο βόρειος Ατλαντικός ήταν θερμός.
Κλείνοντας σε επόμενα άρθρα θα αναφερθούμε και σε άλλους δείκτες όπως ENSO,ο PNA, ο QBO, ο PDO,ο MJO και πως συνδέονται με την παγκόσμια κυκλοφορία.επίσης στην συσχέτιση της θερμοκρασίας της στρατόσφαιρας με τον ΑΟ. Θα γίνει και μια παρουσίαση πάνω στις ηλιακές κηλίδες και τον κύκλο τους και κατα ποσο επηρεαζουν την θερμοκρασια τηε στρατοσφαιρας. Αυτο που αποκόμοισαμε κοιτάζοντας όλες τις παραμέτρους-δείκτες είναι οτι την φετινή χρονιά είναι πολύ δύσκολο να γίνει κάποια πρόβλεψη της κυκλοφορίας του χειμώνα, (παρόλαυτα θα γίνει μια προσπάθεια προσέγγισης απο εμας), και ειδικά με τον τρόπο που παρουσιάζεται σε ορισμένες περιπτώσεις στο διαδύκτυο, δηλαδή με μια μόνο παράμετρο δηλαδή την θερμοκρασία του βόρειου Ατλαντικού να προβλέφθει ένας πολύς βαρύς χειμώνας για την Ευρώπη. Συνεπώς συνιστούμε να φιλτράρετε αυτά που διαβάζετε και να μην υιοθετείτε εύκολα πληροφορίες οι οποίες χωρίς κανένα επιχείρημα δίνουν έναν βαρύ χειμώνα στην Ευρώπη(Οχι οτι δεν μπορεί να γίνει αλλά αυτό πρόφανός και δεν εξαρτάται μόνο από την επιφανιακή θερμοκρασία της θάλασσας στον βόρειο ατλαντικό). Για όσους δεν θυμούνται παρουσιάζονται παρακάτω οι φάσεις του ΝΑΟ και ΑΟ σε ένα σχήμα και σε περαιτέρω άρθρα θα αναλυθούν το πως επηρεάζει η κάθε φάση τον καιρό σε Αμερική και Ευρώπη. Figure7: Φάσεις ΝΑΟ-ΑΟ
Βιβλιογραφια: http://www.intellicast.com/community/content.aspx?a=127 http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/cfsv2/cfsv2seasonal.shtml http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-04/iop-wna040114.php https://climatedataguide.ucar.edu/climate-data/hurrell-north-atlantic-oscillation-nao-indexstation-based http://www.slideshare.net/eqecat/2013-northatlantichurricanetyphoonseasonprimer