Eine rekordbrechende Kältewelle lässt Millionen von Amerikanern buchstäblich den Rücken hinab. Es wird prognostiziert, dass die Temperaturen im oberen Mittleren Westen dieser Woche erstaunliche 50-Grad Fahrenheit (28-Grad Celsius) unter den Normalwert fallen - so niedrig wie 35-Grad unter Null. Bringe einen böigen Wind auf und die Luft wird sich wie -60 F anfühlen.

Diese Erkältung ist nichts zum Niesen. Der Nationale Wetterdienst warnt vor brutale, lebensbedrohliche Zustände. Erfrierungen treffen schnell auf jede freiliegende Haut. Gleichzeitig steht der Nordpol vor einer Hitzewelle mit Temperaturen, die sich dem Gefrierpunkt nähern - etwa 25 Grad Fahrenheit (14 C) über dem Normalwert.

Was verursacht dieses verrückte Muster? Du hast es erraten: der polare Wirbel.

In den vergangenen Jahren hat sich der Polarwirbel dank früherer Kältewellen in unserem alltäglichen Vokabular verankert und dient als Witz für spätabendliche Fernsehmoderatoren Politiker. Aber was ist das wirklich? Flieht er häufiger von seinen üblichen Arktisplätzen? Und eine Frage, die groß ist in meiner Arbeit: Wie passt die globale Erwärmung in die Geschichte?

Luftströme

Tatsächlich gibt es zwei Polarwirbel in der nördlichen Hemisphäre, die aufeinander gestapelt sind. Der niedrigere wird normalerweise und genauer als der Jet-Stream. Es ist ein sich schlängelnder Fluss starker Westwinde um die nördliche Hemisphäre, etwa sieben Meilen über der Erdoberfläche, nahe der Höhe, auf der Jets fliegen.

Der Jetstream existiert das ganze Jahr über und ist verantwortlich für die Entwicklung und Steuerung der Hoch- und Niederdrucksysteme, die uns tägliches Wetter bringen: Stürme und blauen Himmel, warme und kalte Zeiten. Weit oberhalb des Jetstreams, um 30 Meilen über der Erde, befindet sich der stratosphärischer Polarwirbel. Dieser Windfluss umgibt auch den Nordpol, bildet sich aber nur im Winter und ist normalerweise ziemlich kreisförmig.

Beide Windeigenschaften sind auf die großen Temperaturunterschiede zwischen der kalten Arktis und den wärmeren Gebieten im Süden, den mittleren Breiten, zurückzuführen. Durch ungleichmäßige Erwärmung entstehen Druckunterschiede, und Luft strömt vom Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich und erzeugt Wind. Die sich drehende Erde dreht sich dann in der nördlichen Hemisphäre nach rechts, wodurch diese Gürtel aus Westwind entstehen.

Warum kalte Luft nach Süden stürzt

Treibhausgasemissionen aus menschlichen Aktivitäten haben die Welt in den letzten 1.8-Jahren um etwa 1-Grad Fahrenheit (50 C) erwärmt. Allerdings hat die Arktis mehr als doppelt so viel erwärmt. Die verstärkte Erwärmung in der Arktis ist hauptsächlich auf das dramatische Abschmelzen von Eis und Schnee in den letzten Jahrzehnten zurückzuführen, wodurch dunkle Meeres- und Landoberflächen freigelegt werden, die viel mehr Wärme der Sonne absorbieren.

Aufgrund der schnellen Erwärmung der Arktis hat sich der Temperaturunterschied zwischen Nord und Süd verringert. Dadurch werden Druckunterschiede zwischen der Arktis und mittleren Breiten reduziert, wodurch der Jetstream-Wind geschwächt wird. Und so wie langsam fließende Flüsse normalerweise eine kurvenreiche Route sind, neigt ein langsamer fließender Jetstrom dazu, sich zu schlängeln.

Große Nord / Süd-Wellen im Jetstream erzeugen Wellenenergie in der Atmosphäre. Wenn sie wellig und hartnäckig genug sind, kann sich die Energie nach oben bewegen und den stratosphärischen Polarwirbel stören. Manchmal wird dieser obere Wirbel so verzerrt, dass er sich in zwei oder mehr wirbelnde Wirbel aufspaltet.

Diese „Tochter“ -wirbel neigen dazu, nach Süden zu wandern, bringen ihre sehr kalte Luft mit und hinterlassen eine wärmere als normale Arktis. Eines dieser Wirbel wird in dieser Woche über Nordamerika sitzen und für einen Großteil der Nation knochenkalte Temperaturen liefern.

Tiefkühlt in einer wärmenden Welt

Spaltungen im stratosphärischen Polarwirbel kommen natürlich vor, aber sollten wir aufgrund des Klimawandels und der rapiden Erwärmung in der Arktis häufiger davon ausgehen? Es ist möglich, dass diese kalten Eindringlinge auftreten eine regelmäßigere Wintergeschichte. Dies ist ein heißes Forschungsthema und keineswegs geklärt, aber eine Handvoll Studien liefern überzeugende Beweise dafür, dass die Der stratosphärische Polarwirbel verändert sichund dass dieser Trend kann ungewöhnlich kaltes Winterwetter erklären.

Zweifellos wird dieser neue Angriff der Polarwirbel neue Behauptungen auslösen, wonach die globale Erwärmung ein Scherz ist. Diese lächerliche Vorstellung kann jedoch mit einem Blick auf die prognostizierten Temperaturabweichungen der Welt für diese Woche schnell aufgehoben werden. Der Lappen kalter Luft über Nordamerika wird durch wärmer als sonst übliche Gebiete in den Vereinigten Staaten und weltweit bei weitem aufgewogen.

Die Symptome eines Klimawandels sind nicht immer offensichtlich oder leicht verständlich, aber ihre Ursachen und zukünftigen Verhaltensweisen rücken zunehmend in den Fokus. Es ist klar, dass der Umgang mit der globalen Erwärmung manchmal mit zusätzlichen Schals, Handschuhen und langer Unterwäsche bewaffnet ist.

Autor: Jennifer Francis, Gastprofessor, Rutgers University

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