התחממות סטרטוספרית פתאומית

התחממות סטרטוספרית פתאומית (באנגלית: sudden stratospheric warming-SSW) היא תופעה הנצפית בסטרטוספירה, ולפיה מתרחשת עליה של כמה עשרות, ועד כ-50 מעלות צלזיוס בטמפרטורה בתוך מספר ימים. התופעה מלווית גם בשינוי של זרם הסילון הקוטבי, המתאפיין בדרך כלל בתקופת החורף בהמיספרה הצפונית ברוחות שתנועתן ממערב למזרח, אשר גורם לשינויים גם במשטר מזג האוויר האופייני בשכבות הנמוכות יותר של האטמוספירה. המדידות הסדירות של הסטרטוספירה בוצעו לראשונה על ידי שרהאג (Richard Scherhag) בשנת 1951 באמצעות מכשירי רדיוסונדה אשר סיפקו מידע אמין מגבהים שמעל 40 ק"מ. תופעת .ההתחממות נצפתה לראשונה ב-27 בינואר 1952. שרהאג וצוות המחקר שלו באוניברסיטה החופשית של ברלין, המשיכו בביצוע המדידות ומיפוי ההמיספירה הצפונית במשך שנים רבות תוך שכלול ושיפור של הציוד המשמש אותם. עם תחילת עידן הלוויינים המטאורולוגיים בשנת 1979 הפכו המדידות לתכופות הרבה יותר. התחממות סטרטוספרית פתאומית קשורה כאמור בעיקר עם התפרקות המערבולת הקוטבית המאפיינת את תקופת החורף בהמיספירה הצפונית. מטאורולוגים נוהגים לסווג את התופעה לשלוש קטגוריות עיקריות: גדולה או עיקרית, המתרחשת כאשר משטר הרוח הקוטבית בקו הרוחב 60 צפון הופך ממערבית למזרחית. במקרה כזה המערבולת עשויה להתחלק למספר מערבולות משנה או להיות מועתקת ממקומה הקבוע שמעל לקוטב הצפוני. קטנה או משנית, המתרחשת כאשר גרדיינט הטמפרטורה הקוטבית משתנה בכ-25 מעלות צלזיוס, כוון התנועה נשאר קבוע ממערב למזרח אך מאט למשך תקופה של כשבוע. במקרה זה מבנה המערבולת נשאר יציב והיא אינה מתפרקת. סופית, כאשר המערבולת הקוטבית מתפרקת לחלוטין וכוון הזרימה נותר ממזרח למערב כפי שמאפיינת את תקופת הקיץ בהמיספירה הצפונית, ואינו משתנה עד לתקופת החורף הבא. לעיתים מתוארת גם קטגוריה רביעית המכונה "התחממות קנדית" המתרחשת בתחילת תקופת החורף, והיא ייחודית מבחינת המבנה ואופן ההתפתחות שלה. את תופעת ההתחממות הסטרטוספרית הפתאומית ניתן לאפיין בשני מרכיבים עיקריים: כאשר המערבות הקוטבית מועתקת ממיקומה הקבוע או כאשר היא מתפצלת למספר מערבולות. לעיתים נוצר מצב של מיזוג בין שתי התופעות הללו. בהמיספירה הצפונית נצפות בדרך כלל מספר התרחשויות של התחממות סטרטוספרית פתאומית קטנה, ואילו התחממות גדולה נצפית בדרך כלל מדי שנתיים. במהלך החורף נוצרת בסטרטוספירה שמעל הקוטב הצפוני מערבולת בהשפעת מאזן הקרינה השלילי. הרוחות בגובה של כ-20 ק"מ בחלק הדרומי של האזור הקוטבי הופכות חזקות מאוד בכיוון ממערב למזרח, והטמפרטורה יורדת עד ל-70 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. התחממות סטרטוספרית פתאומית גדולה נוצרת בהשפעת גלי רוסבי ארוכים בטרופוספירה כתוצאה מאורוגרפיה והבדלי טמפרטורה בין משטחים ימיים ויבשתיים בעיקר בצפון האוקיינוס האטלנטי. גלים אלה נעים בכיוון מעלה אל הסטרטוספירה, מתפוגגים שם, מאטים את תנועת הרוחות וגורמים להתחממות באזור שמעל הקוטב הצפוני. זוהי גם הסיבה שתופעת ההתחממות נצפית רק בהמיספירה הצפונית ולא הדרומית. בשלב הראשוני של היווצרות התופעה, נוצרת חסימה של מתווה התנועה הסיבובית בטרופוספירה. חסימה זו גורמת להיווצרות של גלי רוסבי אשר מתפתחים באמפליטודה בלתי רגילה, ובתנועתם לכיוון הסטרטוספירה גורמים להאטה במהירות הרוחות. כתוצאה מכך נחלש זרם הסילון הקוטבי. במקרה שבו הגלים יהיו חזקים מספיק עשוי להתרחש ההיפוך בכיוון תנועת הרוח והיא תהפוך ממערבית למזרחית. בשלב זה, נחסם ומפסיק תהליך העברת האנרגיה. הדבר גורם להאטה בתנועת הרוח המזרחית וכתוצאה מכך מתחילה התחממות באזור הקוטב אשר נעה בכיוון מטה וגורמת להתחממות שכבת הסטרטוספירה הקוטבית כולה. למרות שתופעת ההתחממות הסטרטוספרית הפתאומית קשורה בתנועות של גלים וגושי אוויר בהיקפים גלובליים והיא חוצת שכבות ברמת האטמוספירה כולה, הרי שקיימת השפעה שלה גם על מזג האוויר בשכבות הנמוכות של האטמוספירה. כך למשל, בהשפעת ההתחממות גם זרמי הסילון נחלשים, וגורמים לשינוי משטר הרוח הקרוב לפני הקרקע בכיוון תנועתם הרגיל ממערב למזרח. אחת התופעות המשמעותיות הנלווית להתחממות הסטרטוספרית היא הקטנה בהפרשי הלחצים שבין תופעות מטאורולוגיות המכונות "השקע האיסלנדי" ו"הרמה האזורית", וכתוצאה מכך שינויים במשטרי הרוחות באירופה המשפיע משמעותית על תופעות מזג האוויר בקרבת הקרקע, שעיקרו תנועת אוויר קר מאוד מהאזור היבשתי שבמזרח, לכוון מערב, וכתוצאה מכך לירידה משמעותית בטמפרטורה ברחבי אירופה המלווה תופעות מזג אוויר חריגות. הסבר על התופעה (באנגלית) https://eos.org/features/how-sudden-stratospheric-warming-affects-the-whole-atmosphere