Een tweede SSW, wat kunnen we ervan verwachten?

Op 4 maart 2024 beleefden we een SSW, een plotselinge stratosferische opwarming. De tweede alweer deze winter. Wat kunnen we hierover zeggen in het perspectief van deze winter en in historisch perspectief? Tenslotte: wat heeft dit te betekenen voor ons weer?

• Ontdek ons met bijna 180.000 volgers op Facebook
• We zijn ook actief op X

Historie van de dubbele SSW’s

Om met de historie te beginnen: het is een dubbele SSW en dat komt niet vaak voor, de laatste keer dat dat gebeurde was in 2010. Eerdere winters zijn: 1966, 1969, 1971, 1988, 1999, 2002 en 2010. De eerste drie hadden stevige vorstperiodes en somtijds veel sneeuw, de latere vier verliepen op 2010 na zacht tot zeer zacht. Een dubbele SSW heeft in dat perspectief niet veel om het lijf, maar dat geldt dan vooral voor het moderne klimaat, een klimaat met dominante westcirculaties dat sinds 1988 is ingetreden.

De stratosferische opwarmingen van dit jaar vormen hierop geen uitzondering. Voordat we hier dieper in duiken eerst een introductie van wat er zich op dit moment stratosferisch afspeelt. Daarna kijken we terug op deze winter met de vraag in hoeverre de stratosfeer daar een rol in heeft gespeeld. Tenslotte andere teleconnecties en een voorzichtige vooruitblik.

De huidige SSW

De eerste dagen van deze maand vond er een krachtige opwarming plaats boven Noordwest-Rusland, resulterend in een versterkte Canadian Warming en een zuidwaartse verplaatsing van de stratosferische poolwervel. U-mean, de gemiddelde zonale wind op het betreffende drukvlak en op 60 graden noorderbreedte bedraagt -1. De wind op het niveau is daarmee oostelijk: er wordt voldaan aan het algemeen geldende criterium voor de stratosferische opwarming.

De poolwervel is van de Noordpool naar Noord-Scandinavië verplaatst, dit noemen we een displacement. Displacements werken minder ingrijpend uit op de troposfeer, dat in tegenstelling tot splitsingen. Een SSW in maart is sowieso minder opzienbarend aangezien de stratosferische poolwervel door de steeds verder toenemende zonnekracht al langzaam aan slijtage onderhevig is. Het eindresultaat iedere lente is de zogenaamde Final Warming, de definitieve transitie naar oostelijke winden boven het Noordpoolgebied.

Final warmings vinden normaal gesproken pas rond april plaats en kennen dus geen terugkeer meer naar de westelijke winden, op 10 hPa drukvlak en 60 graden noorderbreedte. Daarvan is hier geen sprake. De sterke heat flux laat bovendien zien dat het hier om een klassieke SSW gaat, opgewekt door een hogedrukzone op 500 hPa boven Noordwest-Rusland.

Later in de maand zal naar verwachting een extra opwarming in de stratosfeer plaatsvinden, die eindelijk wel een splitsing van de SPV teweeg kan brengen (zie afbeelding 2). Of en hoe dat zal uitwerken op de troposfeer, bespreken we verderop, eerst is het zaak de stratosferische ontwikkelingen tot nu toe onder de loep te nemen, welke impact ze hebben gehad of juist niet hebben gehad.

Stratosferische ontwikkelingen deze winter

In afbeelding 3 zien we de vier belangrijkste stratosferische opwarmingen deze winter, zwart de minor warmings die (net) geen omkeer van de zonale wind teweeg brengen, wit de major warmings die dat wel doen. Nummer 4 betreft de huidige SSW, met zijn uitloop later in maart.

In afbeelding 4 zien we hetzelfde, nu afgelezen aan hun effect op de kracht van de zonale wind (een positieve zonale wind is zoals gezegd westelijk, negatief oostelijk). De nummering is gelijk aan die van afbeelding 3.

De eerste warming vindt begin januari plaats (een minor warming), daarna eentje rond de 20^e (een major warming), even na 20 februari weer een minor warming en dan nu begin maart weer een major warming. Naar verwachting draait de zonale wind eind maart weer terug naar het westen.

Uitwerking op de troposfeer

Willen we de uitwerking van de SSW’s weten dan hebben we een dwarsdoorsnede nodig van de atmosfeer. Afbeelding 5 laat die zien, daarin wordt de geopotentiaal (luchtdruk) boven het Noordpoolgebied getoond. De verhoogde geopotentiaal wordt veroorzaakt door de genoemde opwarmingen. Ook hier zien we duidelijk de drie eerdere warmings, een glimp vangen we op van de huidige SSW.

Goed is in deze kaart de uitwerking van de stratosfeer te zien. Twee (doorgetrokken pijl) opwarmingen met een belangrijke downwelling richting de troposfeer, de middelste (gestippelde pijl), met een zwakke doorwerking. De eerste kan gekoppeld worden aan twee weken winterweer in de Benelux, de derde aan de huidige periode met stabiel lenteweer. De middelste, paradoxaal genoeg enige echt SSW van de drie, bracht juist een terugkeer van de westcirculatie. Het betrof een zogenaamd reflectieve SSW, waarbij de opwarming niet geabsorbeerd maar teruggekaatst wordt door de troposfeer.

Slechts een heel klein restant bereikte uiteindelijk wel de troposfeer, die zwakke doorwerking bracht begin februari een zeer geringe hogedrukvorming noord van de Benelux, met kortdurende vorst, en ijsregen en sneeuw in het midden en noorden van Nederland bij het terugdringen van de kou. Per saldo bracht de SSW van half januari, de eerste officiële SSW dus, eerder een versterking dan een verzwakking van de troposferische poolwervel.

• De atmosfeer kent verschillende luchtlagen

De eerste en derde opwarming waren minor, maar hadden dus wel een blokkerend effect, de eerste in onze omgeving met kou en sneeuw tot gevolg, de laatste vooral boven Rusland. Een hogedrukgebied aldaar brengt nu dan opnieuw een major SSW, geheel anderssoortig echter dan zijn ‘illustere’ voorganger half januari. Normalerwijs moet deze noordelijke hogedruk brengen, dat gaan we hieronder nader uitwerken.

Het bredere plaatje

Het weer deze winter is in belangrijke mate beïnvloed door een bijzonder sterke El Niño, gecombineerd met een hardnekkige positieve IOD. Krachtige El Niño’s stonden in het verleden al garant voor zachte winters, met het opwarmende klimaat geldt dit des te meer. Voorbeelden zijn de winters van 1973, 1983, 1998 en 2016.

Allen kenden weinig of geen vorst van betekenis. De eerste een stralingswintertje vlak voor de jaarwisseling, 1983 hetzelfde maar dan in februari. 1998 bracht wat vorst in januari, evenals 2016. Alle vier hadden ze een positieve IOD, niet verwonderlijk gezien de Walker-circulatie bij een positieve ENSO. Symptomatisch voor een positieve IOD geeft die een versterkte convectie west van de Indische Oceaan en verzwakte oost ervan.

2024 past dus prima in dat plaatje, zij het dat deze winters anders dan de genoemde vier gekenmerkt werd door meerdere stratosferische opwarmingen. Twee weken winterweer in de Lage Landen waren het gevolg, symptomatisch voor de teleconnecties van de El Niño en IOD veroorzaakte de eerste de beste SSW het tegendeel van wat je ervan verwacht: het breken van de Atlantische blokkade en de overgang naar een zachte en wederom natte westcirculatie. Zo nat werd het al met al deze winter dat menig neerslagrecord gebroken werd. In De Bilt werden 1995 en 1966 verslagen, niet toevallig eveneens winters met een ruim positieve ONI (Oceanic Niño Index, de maat voor de status van de ENSO).

Machteloze stratosfeer

Normaal gesproken zouden we nu terug kunnen kijken naar het verleden, naar late SSW’s en hun betekenis voor het weer in de weken en maanden erop volgend. Bijvoorbeeld die van 29 februari 1980, met drie weken later maxima maar net boven nul. Of eentje ruim een jaar later, eind april gevolgd door een stevige arctische uitbraak. Meer recentelijk veelvuldige sneeuw bij Pasen 2008 kan ook terug gevoerd worden op een late SSW.

Hoe zien we dat nu? De minor warming laat in februari heeft dan wel geen einde gemaakt aan het bijzonder zachte weer, het weer is wel omgeslagen, met een blokkade boven Europa en het einde van de lange en sombere periode. Wat kunnen we met bovenstaande in gedachten nog verwachten voor de toekomst?

Troposferische tegenover arctische forcing

Gedurende bijna de gehele maand maart zal de stratosferische wind oostelijk zijn (zie afbeelding 6). Dat is een bijzonder krachtig signaal voor (winterse) blokkades.

Daar staat echter de Madden Julian Oscillation tegenover, die gaat na een lange periode in fase 6-7 en daarna neutraal, op dit moment naar een stevige 3-5. Pas over twee weken komt deze waarschijnlijk weer in de voor blokkades gunstige fase 6 (zie afbeelding 7). De tiendaagse vertraging meegenomen, werken tropen en Noordpool elkaar tegen de komende weken. Hoe het weer zich daaronder houdt, kan moeilijk ingeschat worden.

Het enige wat hier nog aan toegevoegd kan worden is de eerder genoemde splitsing van de stratosferische poolwervel half maart. Op zich is dat een sterker signaal voor noordelijke blokkades, maar ook hier geldt weer de gebruikelijke vertraging van één of twee weken.

Pas eind maart of anders in april werken beide teleconnecties samen richting noordelijke hogedruk, EC46 geeft dat dan ook voorzichtig aan, maar met normale temperaturen voor die tijd.