Pohjois-Atlantin oskillaatio

Pohjois-Atlantin oskillaatio (engl. North Atlantic Oscillation, NAO) on ilmastoilmiö, joka vaikuttaa sään vaihteluihin Pohjois-Atlantin ympäristössä. Ilmiötä kuvaava NAO-indeksi on verrannollinen länsituulten voimakkuuksiin Pohjois-Atlantilla, ja indeksi voidaan laskea mille aikavälille tahansa.

Nao-indeksi on vanha zonaalinen tutkimusindeksi

Aiempina vuosikymmeninä indeksiä kutsuttiin zonaaliseksi indeksiksi pituusasteiden 40W ja 20E välillä, ja se oli ilmaston tutkijoiden työväline. 
Indeksin arvoja mitataan ja voidaan taannehtivasti arvioida Grönlannin jäätiköiden avulla aina edellisestä jääkaudesta alkaen. NAO-indeksi mittaa 500 hPa ilmanpainepinnan korkeuserojen poikkeamia Islannissa ja Azoreilla sijaitsevien tutkimusasemien välillä. Indeksin yksinkertaisempi versio lasketaan maanpinnan ilmanpaine-eroista. Indeksi kuvaa siis leveyspiirien välisiä paineenvaihteluita, jotka ovat suoraan verrannollisia länsituulten vaihteluihin. Paljon käytetään talvikauden indeksiä, jossa joulukuun ja maaliskuun välillä mitattu tilanne kuvastaa talven sääoloja.
Riippumatta ilmiön taustoista positiivinen NAO kertoo sateisista, tuulisista ja lauhoista talvista, voimakkaana vallitsevasta länsivirtauksesta ilmakehässä. Yksinkertaistettuna tämä kertoo keskimääräistä syvemmästä Islannin matalapaineesta ja keskimääräistä korkeammasta Azorien korkeapaineesta. Negatiivinen NAO yhdistyy heikompaan länsivirtauksen, mantereisempaan kylmään ja vähäsateisempaan talveen Pohjois-Euroopassa, ja edellämainitut sääsysteemit ovat tällöin heikompia.

Erilaisia näkemyksiä

Toisin kuin mekanismiltaan hyvin tunnettu eteläinen oskillaatio El Niño (El Nino Southern Oscillation) on Pohjois-Atlantin oskillaatio kiistanalaisempi, ja vaihtelun taustaksi on esitetty erilaisia teorioita. Päivien ja viikkojen aikatasolla oskillaatio kertoo sääsysteemien vaihtelusta, jota ilmakehämallit voivat ennustaa. Ilmakehämalleissa ei kuitenkaan ole mukana merivirtauksien muutoksia.
Yleisimmin oskillaatio kuitenkin liitetään ajatukseen pitkäaikaisista, vuoden tai useita vuosia kestävistä vaiheista, joiden taustalla olisi selvä fyysinen selitys, kuten El Niñolla. Vasta-ajatus on, että koko vaihtelu on niin kaoottinen, ettei siitä voida ennustaa taikka havaita selviä jaksollisia vaihteluita. 
Osa teorioista pyrkii kytkemään NAO:n koko maapallon ilma-maa-meri-vuorovaikutuksiin, jolloin myös eteläisen pallonpuoliskon ilmiöt vaikuttaisivat pohjoisessa ja päinvastoin. Vuositason vaihteluihin liittyvät teoriat tutkivat yleensä merivirtojen ja sään yhteisvaikutusta pitkällä
jaksolla. Tämäntapaista teoriaa esittelee esimerkiksi Bernin yliopisto. Kanadalainen auringon aktiivisuutta tutkiva Schroeter-instituutti kytkee NAO:n vaihtelut auringonpurkauksiin.

Kriittisiä kannanottoja

Geertsin (Department of Atmospheric Sciences, University of Wyoming) ja Linacren (Geography Department, Australian National University, Canberra) mukaan Nao-indeksillä ei ole säännöllistä jaksoa. Tutkijoiden mukaan indeksi vaihtelee päivän, viikon, kuukausien, vuosikymmenten ja -satojen aikajaksoissa, mutta selviä syklejä ei ole havaittu. Heidän mukaansa NAO:n jaksoilla talvella on joitakin yhtäläisyyksiä Intian monsuunin kanssa, ja siten indeksillä voisi ennustaa Intian seuraavan vuoden monsuunia. Osa teorioista pyrkii kytkemään El Nino -oskillaation vaikutukset NAO:hon.
Philip Eden kritisoi artikkelissaan voimakkaasti koko oskillaatiokäsitettä. Hän epäilee, että historiallinen zonaalinen indeksi on otettu väärään käyttöön alkuperäisestä ilmastontutkimuksesta. Paljon julkisuutta saavat tutkimusaiheet saavat helpommin tutkimusrahoitusta. Lisäksi Eden toteaa, että ne jotka eivät hyväksy kasvihuoneilmiöteoriaa, saattavat kelpuuttaa minkä tahansa vaihtoehtoisen teorian, vaikka se olisi epäuskottava.

Fennoskandian ilmiöt NAO-indeksin avulla tulkittuna

Vaikka positiivinen NAO-indeksi merkitsee sateisuuden lisääntymistä, lauhoja ja yleensä lumettomia tai vähälumisia talvia nykyisessä Etelä-Fennoskandiassa, Pohjois-Fennoskandiassa sademäärän lisääntyminen kumuloituu lauhoinakin talvina runsaampana lumena, kun keskilämpötila kuitenkin pysyy sitkeämmin pakkasen puolella. Niinpä NAO:n (tai vastaavasti lauhojen, sateisten ja tuulisten talvien) paikallinen vaikutus esimerkiksi lumipeitteeseen vaihtelee suuresti riippuen paikan maantieteellisestä sijainnista. Vuosittaisilla säänvaihteluilla on joka tapauksessa moninaiset suorat ja epäsuorat vaikutuksensa sekä eläin- että kasvikuntaan.
Monien eläinlajien populaatiokokojen vaihtelut ja myös kasvillisuuskoostumusten muutokset perustuvat sään vuosivaihteluihin, mutta eivät aina täysin suoraviivaisesti. Niinpä esimerkiksi vaikutukset porotalouteen voivat olla epäedullisia molemmissa moodeissa. Erittäin kylmä talvi yhtä hyvin kuin runsasluminen talvi hankaloittavat porojen elämää. NAO-indeksillä kuvataan hyvin Itämeren suolapulsseja, tilanteita, joissa pitkäaikaiset länsituulet ajavat Tanskan salmien kautta Itämerelle suolaista valtamerivettä.