Polární vír neboli polární vortex

Především v zimních měsících je možné se setkat s termínem „polární vortex“, nebo „polární vír“. Co to znamená a jak může ovlivnit počasí ve střední Evropě?

Polární vortex, česky můžeme říct polární vír, je cirkulace ve stratosféře kolem severního a jižního pólu. Vír je patrný už ve výšce kolem 20 km a nejvyšších rychlostí větu bývá dosaženo kolem výšky 50 km nad zemským povrchem. Vortex je celoroční záležitostí, výraznější bývá vždy v zimě.

Na první pohled je tak vír oddělený od troposféry (nejnižší vrstvy atmosféry, která sahá do výšky cca 7 až 15 km) a neměl by tak ovlivňovat naše počasí. Není to ale úplně pravda, vír může reagovat na impulsy z troposféry a naopak, změny ve tvaru a síle vortexu mohou mít výrazný dopad na počasí v mírných i vysokých zeměpisných šířkách.

Síla polárního víru a vliv na počasí

V případě, že je vortex silný, tak nabývá přibližně kruhového tvaru kolem pólu. Extrémně studený vzduch se tak udržuje uvnitř víru a neproniká do středních zeměpisných šířek. Zde je řeč stále o stratosféře, ale podobný vzor bývá současně i v nižších hladinách. Také v nich pozorujeme obvykle silné západní proudění, které do Evropy přináší vlhký a poměrně teplý vzduch od Atlantského oceánu. Samozřejmě vortex není jediným faktorem ovlivňujícím naše počasí, ale obecně jsou velmi nízké teploty v ČR a okolí za této konstelace málo pravděpodobné.

Oslabení či rozpad polárního víru

V některých zimách ale dojde vlivem vnějších impulsů z troposféry k narušení vortexu. Tato disturbance se může projevit protažením víru, jeho „odstrčením“ z okolí pólu nebo v extrémním případě rozdělením na dvě části. Tato událost vede k rychlému oteplení v arktické stratosféře (SSW – sudden stratospheric warming).

Pokud k tomuto rozpadu polárního víru dojde, meteorologové zpozorní, protože výrazná změna počasí může být nedaleko (ale nutně nemusí). I když přesný mechanismus zatím není znám, ze zkušeností víme, že během několika týdnů často dojde k výrazným změnám v proudění i v nižších vrstvách atmosféry. Do nižších zeměpisných šířek se začne dostávat velmi studený arktický vzduch, naopak v polárních oblastech pozorujeme dramatické oteplení.

K jedné z nejvýznamnějších událostí tohoto typu došlo v zimě 2017/2018. Ta byla ve střední Evropě relativně mírná až do druhé poloviny února. Místo pozvolného nástupu jara ale došlo v Evropě v důsledku rozpadu vortexu k nástupu mimořádně studeného počasí. V Česku byl nejstudenější samotný závěr února a první březnové ráno. Například v Ostravě-Mošnově bylo 27. února odpoledne kolem -10 °C při ostrém severovýchodním větru o rychlosti 8-10 m/s. Prvního března při utišení větru zde klesla minimální teplota až na -18,6 °C. Denní maximální teploty pod -5 °C byly naměřeny i v Brně a v Praze. Na hřebenech hor panovaly doslova arktické podmínky, v Jeseníkách při teplotách i pod 20 °C a větru kolem 13 m/s klesala pocitová teplota pod -35 °C.

Neobvykle chladno nebylo jen v Česku, sníh hlásily například Benátky, Řím nebo baskické Bilbao. Sněžení a vítr zasáhly i Britské ostrovy, kde situaci přezdívali „Beast from the East“, tedy „Bestie z východu“ kvůli východnímu větru, který je zde s vpády mrazivého vzduchu spojený. Naopak mimořádně teplo bylo v Arktidě – na severním pólu dokonce teplota vystoupila nad nulu, bylo zde tak asi o 30 °C tepleji, než je v únoru obvyklé.

Polární vortex v USA

Vpády arktického vzduchu v souvislosti s rozpadem nebo zeslabením polárního vortexu se netýkají jen Evropy, ale i Severní Ameriky. Například počátkem ledna 2014 klesla teplota v International Falls v Minnesotě v USA až na 35 °C. Koncem ledna 2019 naměřili -30 °C i v Chicagu, extrémní mráz byl doprovázen i silným větrem s nárazy přes 10 m/s. Na jihu Minnesoty klesla pocitová teplota pod -50 °C, což už jsou opravdu arktické podmínky, při kterých je pobyt venku bez odpovídajícího vybavení život ohrožující.

K silnějším mrazům, než jaké při vpádech studeného vzduchu zažíváme v Evropě, přispívají odlišné geografické podmínky Severní Ameriky. Arktický vzduch, který vyplňuje velkou část Kanady, to má do USA blízko a při vhodném proudění dochází k jeho propadům daleko na jih. Severní Evropa je naproti tomu ohřívána teplým mořským prouděním, a tak ani při severním větru u nás teploty neklesají tak hluboko. Výjimkou jsou situace s přílivem arktického vzduchu od východu až severovýchodu ze Sibiře a přilehlých zamrzlých moří. Ale ani při nich teploty obvykle neklesají tak nízko jako v severní části USA.

Polární vír a změny klimatu

Podobně jako u jiných meteorologických jevů se nabízí otázka, do jaké míry na ně bude mít dopad změna klimatu? V případě polárního vortexu se spekuluje o vlivu úbytku mořského ledu v Arktidě na polohu a sílu víru. Po útlumu v 90. letech 20. století se na počátku 21. století zvýšila četnost náhlých stratosférických oteplení spojených s narušením nebo rozpadem vortexu. To mohlo naznačovat, že s oteplováním Arktidy budou tyto události četnější. Poslední roky, ale ukazují, že šlo spíš o náhodný výkyv v rámci přirozené variability než o nástup dlouhodobého trendu. S tím souhlasí i další analýzy za delší období.

Vývoj do budoucna je nicméně nejistý. S velkou pravděpodobností bude docházet k dalšímu oteplování a úbytku mořského ledu v Arktidě. Některé klimatické modely naznačují, že úbytek ledu může opravdu vést k oslabení vortexu, a tedy i k častějším vpádům mrazivého vzduchu do středních zeměpisných šířek. Jiné naopak predikují spíš zesílení vortexu. Jádro problému je v tom, že některé změny v klimatickém systému zřejmě podpoří zesílení vortexu a jiné jeho oslabení. S vysokou pravděpodobností tak můžeme čekat převážně nadprůměrně teplé zimy s tím, že zatím není jasné, jak často je naruší mrazivý závan z Arktidy způsobený rozpadem polárního víru.