Märtsipakase tagamaadest

Nagu lubatud, siis kirjutan veidi tagamaadest. Pühapäeval pidin olema Teaduste Akadeemias konverents-koosolekul, kus esitleti EGSi aastaraamatut ja lisaks oli äikeseklimaatiline ettekanne, vt http://www.egs.ee/. Õhtul aga pälvis tähelepanu loodest saabunud tsükloniga seotud lumesadu, mis muutis looduse tunduvalt värskemaks:

Päikesetõusu ajal oli külma 14 kraadi.

Sooja frondi eel, nagu kord ja kohus, oli kiudkihtpilvedes 22-kraadine halo.

Pärastlõunal algas soojal frondil tihe lumesadu.

Õhtul, kui kohale jõudis külm front, oli lumesadu palju tugevam (rünksajupilved), nii et 5. korruse aknast avanes vaade tänavale selline.

Pärast ränka lumesadu nägi loodus värske välja.

Südaöö paiku läks veel üks tugev lumesadu üle. 

Täpselt aasta eest oli lumetorm ja kõik samasugune, vt http://lepo.it.da.ut.ee/~cbarcus/2012.htm

Lisaks sellele oli vaja toimetada veel üht Horisondi artiklit, nii et seetõttu postitus hilines. 

Märts osutus kõige külmemaks talvekuuks. Eesti territooriumi keskmiseks õhutemperatuuriks arvutati detsembris -5,7°C, jaanuaris -5,2°C, veebruaris vaid -2,7°C ja märtsis -6,3°C. Erakordselt palju oli päikest, mõnel pool koguni kuni kaks korda rohkem, kui pikaajaliselt keskmiselt. Mis siis oli selle põhjuseks? Praktiliselt kogu kuu vältel (ja praegu ikka veel) valitses kuiv ja väga külm arktiline õhumass. See saabus siia märtsi algul põhjatsüklonite seeria tagalas ja püsis Gröönimaa antitsükloni mõjul.

8. märtsi ilmakaart

23. märtsi ilmakaart

3. aprilli ilmakaart. Allikas: FMI

Neil ilmakaartidel on selgelt näha, et kuu aja jooksul on kogu aeg Gröönimaa antitsüklon või vähemalt selle hari ulatunud Eestini ja seetõttu on arktiline õhumass pidevalt kohal püsinud. Aprilli alguses küll jõudsid lõunatsüklonid Eestini ja tõid Eesti lõunaossa rohkelt lund, aga arktilise õhumassi tõttu kaugemale ei pääsenud.

Lumikatte paksus 6. aprilli hommikul. Kagu-Eestis oli selle talve kõige paksem! Allikas: EMHI

Eelnevast näeme, et baariline väli ja sellega seotud tsirkulatsioon lukustus vähemalt kuuks ajaks. Selle põhjuseks on polaarpöörise nõrkus. Polaarpööris on tsüklonaalne vöönd pooluse ümbruses. See on hästi välja kujunenud troposfääri ülaosa ja stratosfääri alaosani. Kui polaarpööris on tugev, siis on seda ka läänevool ja me kogeme järjestikusi läänetsükloneid, mis toovad soojust ja niiskust. Kui polaarpööris on nõrk, siis on üsna tõenäoline, et kujuneb välja mingisugune atmosfääri blokeering, tsonaalne tsirkulatsioon asendub meridionaalsega ja kogeme anomaaliaid - suvel näiteks võib pikalt olla väga kuum ja kuiv ilm, aga talvel on pakaseline ilm, kevadel aga põuane või vastupidi, järjestikused lõunatsüklonid toovad palju sademeid ja äikest. 

Polaarpöörisega on otseselt seotud arktiline ostsillatsioon (AO). Arktiline oststillatsioon on mittesesoonne merepinna õhurõhu variatsiooni muster 20° pl põhjapool. Seda iseloomustavad ühemärgilised merepinna õhurõhu  anomaaliad Arktikas ja vastasmärgilised keskmega 37- 45° pl. Vastava anomaalia suurust väljendatakse AO indeksina ja see näitab tegelikult polaarpöörise tugevust. 

AO on kaks faasi. Kui indeks on positiivne (kõrge), siis on tegu sooja faasiga ja Arktikas on merepinnal õhurõhk keskmisest madalam. Sellele vastabki tugevam tsonaalne tsirkulatsioon ja rohkem läänetsükloneid. Domineerib mereline polaarne õhumass. Talvisel ajal on siis vähemalt Põhja-Euroopas soojem ja niiskem kui pikaajalisele keskmisele vastav. Kui indeks on negatiivne (madal), siis on tegu jaheda faasiga, läänevool on tavalisest nõrgem, läänetsükloneid ei pruugi tulla ja on tõenäolisem meridionaalne tsirkulatsioon või atmosfääri blokeering. See võib tähendada talvel väga külma ilma, suvel aga põuda ja kuuma. 

AO positiivne ja negatiivne faas. Allikas: http://www1.ncdc.noaa.gov/pub/data/cmb/bams-sotc/2010/bams-sotc-2010-brochure-hi-rez.pdf

Kui vaatame viimaste nädalate aegrida, vt http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/precip/CWlink/daily_ao_index/ao_index.html, siis näeme, et AO on selgelt negatiivses faasis olnud. Seega on üpris tõenäoline atmosfääri blokeering, mida esindab seekord Gröönimaa antitsüklon ja võimalus suuremaks anomaaliaks. See ei pruugi tingimata juhtuda, aga on tõenäolisem kui AO positiivse faasi korral. 

Niisiis Gröönimaa antitsükloni mõjul on põhjavoolus pidevalt saabunud suurtelt laiustelt arktiline õhumass ja see on levinud suures osas Euroopas ja jõudnud kuni Vahemereni välja. Läänetsükloneid praktiliselt mandrile pole jõudnud. Küllaga on need suunatud kas Vahemerele või on seal tekkinud ridamisi lõunatsükloneid, mis meid aprilli esimese nädala jooksul mõjutasid. 

AO faasidega ehk konkreetsemalt polaarpöörise tugevusega on seotud veel üks oluline aspekt - stratosfääri alumise osa temperatuur ja sellega seoses osoonikihi seisund. Kui polaarpööris on tugev, siis on pooluse kohal olev õhk isoleeritud ja polaaröö tingimustes jahtub see tugevasti. Nii võivad tekkida polaarstratosfääripilved. Kuna stratosfääri alaossa on kogunenud suuresti inimtegevuse tagajärjel kloori ja broomi, nende ühendid on aluseks osooni lagunemisele. Eelmainitud pilved on olulised seetõttu, et nende pinnal toimuvad heterogeensed reaktsioonid, mille käigus tekivad märksa aktiivsemad kloori- ja broomiühendid. Lõpuks tekib molekulaarne kloor. Atomaarne kloor on juba võimeline kiiresti osooni lagundama. Selleks on aga vaja päikest, et molekulaarne kloor fotodissotseeruks. Kui polaarpööris on tugev, siis ongi tingimused osooni lagundamiseks niipea, kui päike tõuseb. Seega nõrk polaarpööris peaks olema osoonikihile väga soodne. Täpselt nii ka on:

Osooni kogusambad 27. märtsil (üleval) ja 3. aprillil (all).

Osoonikihi prognoos põhjapoolkera kohta 4. aprillil. Allikas: http://www.temis.nl/protocols/O3total.html

Nagu näeme, siis on osoonikiht ebatavaliselt heas seisundis (mõnel pool on kihi paksus koguni üle 500 Dobsoni ühiku!), selle põhjuseks siis väga nõrk polaarpööris.