Pamiętacie jeszcze zimę? Klimatolog wyjaśnia, skąd ten mróz i czy wywołał go rozpad wiru polarnego

Za nami zima, a raczej epizod zimowy, bo do „prawdziwej” zimy kilka tygodni mrozu i śniegu (tylko w części kraju) trudno porównywać. Według opracowania portalu Nauka o klimacie styczeń okazał się w Polsce „wyjątkowo chłodny”.

„Warto jednak pamiętać, że średnio rzecz biorąc, od połowy XX wieku styczniowe temperatury wzrosły w Polsce o blisko 3°C i mroźny epizod nie przekreśla tego wieloletniego trendu. Ponadto, mimo większej ilości śniegu, był to najbardziej suchy styczeń XXI wieku” – czytamy.

Podobnie sprawa ma się z dość chłodnym lutym. „Choć opady śniegu i deszczu ze stycznia oraz lutego przyniosły chwilową ulgę, nie rozwiązują one problemu w ujęciu długofalowym. W związku z tym, w miesiącach letnich należy spodziewać się ponownego wystąpienia niskich stanów wód w rzekach” – piszą eksperci.

Kolejne fale mrozów ponownie sprawiły, że furorę w mediach robiły nagłówki i teksty na temat „wiru polarnego”, którego rozpad miał przynosić do Polski mroźne powietrze znad Arktyki. OKO.press rozmawia z Piotrem Florkiem z Nauki o klimacie, jak było naprawdę.

Skąd ten mróz?

Wojciech Kość, OKO.press: Zima najprawdopodobniej się skończyła. Prognozy pokazują już kilkunastostopniowe dodatnie temperatury w Polsce, po śniegu nie ma ani śladu. W lasach i nad rzekami już jest sucho. Niemniej od dłuższego czasu nie zdarzyło się, by spora część naszego kraju doświadczyła tylu tygodni mrozu i śniegu. Czy to zasługa – lub wina, zależy od punktu widzenia – rozpadu wiru polarnego?

Piotr Florek, Nauka o klimacie: Zapowiada się krótki wywiad, bo odpowiedź na to pytanie brzmi: „raczej nie”.

Nie??

Wir polarny – we właściwym sensie tego terminu, czyli chodzi o zimowy układ cyrkulacji w stratosferze – w styczniu i w lutym nie był osłabiony.

Co zatem spowodowało te mrozy w pierwszych tygodniach 2026 roku?

Trudno odpowiedzieć na pytanie „co spowodowało pogodę”, bo odpowiedzią będzie: „wcześniejsza pogoda”. W styczniu było zimno, bo do Polski napływało zimne powietrze arktyczne. Napływało, bo byliśmy przez większą część miesiąca w zasięgu wyżu, przynajmniej na wschodzie kraju. Nie miało to wiele wspólnego z wirem polarnym, który w tym okresie miał się dobrze.

Zagadki wiru polarnego

Jak to?

Przede wszystkim nie mylmy pojęć. Niektórzy używają terminu „wir polarny” w bardzo luźnym znaczeniu i chodzi im o troposferyczny prąd strumieniowy.

Czasami te wiatry ulegają osłabieniu, wtedy mówimy o „nagłym ociepleniu stratosferycznym”, gdy temperatura tych bardzo rzadkich górnych warstw atmosfery ulega szybkiemu wzrostowi. No i te wiatry wtedy zwalniają albo zaczynają wiać w drugim kierunku. Wir polarny ulega wówczas – z reguły dość krótkiej – destabilizacji, a następnie to zaburzenie cyrkulacji atmosfery zaczyna wędrować w dół.

Kiedy dojdzie do niższych warstw atmosfery – czyli do troposfery – gdzie dzieje się to, co nazywamy „pogodą”, to może – z naciskiem na „może” – wpłynąć na pozycję prądu strumieniowego w niższej warstwie atmosfery, czyli w troposferze. No i jeśli Polska znajdzie się po jego niewłaściwej, to znaczy „polarnej” stronie, mamy srogie mrozy.

Hipoteza czy pewnik?

A jednak!

Ale… po pierwsze, to może się zdarzać i bez nagłego ocieplenia stratosferycznego. Po drugie, związek przyczynowo-skutkowy jest dość mgliście określony i jak to zaburzenie cyrkulacji w stratosferze się zdarzy, to tylko czasami mamy ten atak mrozów. Ale możemy mieć też napływ ciepłego powietrza z południa.

Wszystko się zgadza – wskutek globalnego ocieplenia prąd strumieniowy meandruje i raz napływa do nas zimno, a innym razem ciepło.

Owszem, była taka hipoteza, że wskutek globalnego ocieplenia ten (troposferyczny) prąd strumieniowy jest bardziej meandrujący.

Hipoteza? W mediach przedstawiane jest to jako pewnik i paradoks globalnego ocieplenia…

Nie ma dobrych dowodów obserwacyjnych potwierdzających, że takie zjawisko zachodzi. Pomiary zmienności temperatury na średnich szerokościach geograficznych kontynentów półkuli północnej wskazują, że zima staje się nie tylko cieplejsza, ale i mniej zmienna. I mamy dobre powody teoretyczne, by takiego procesu oczekiwać.

Ocieplenie Arktyki

Jakie to powody?

W dużym uproszczeniu: ponieważ Arktyka ociepla się szybciej niż rejony położone na niskich szerokościach geograficznych, maleje różnica temperatur w kierunku południkowym. Jak napływa zimne powietrze z północy, to jest relatywnie cieplejsze niż kiedyś, w porównaniu do sytuacji, gdy napływa powietrze z południa.

Nie był trwałą zmianą tego, jak działa atmosfera.

No dobrze… Ale sam powiedziałeś przed chwilą, że osłabienie wiru polarnego czasem się zdarza – czy możesz wyjaśnić, jak to się dzieje?

Zjawisko nagłego ocieplenia stratosferycznego jest powodowane przez tak zwane fale planetarne, czyli zaburzenia ciśnienia, temperatury, prędkości wiatru, pojawiające się w dolnych warstwach atmosfery. Czasami te fale docierają wysoko do górnych warstw atmosfery – czyli do stratosfery – i przy odpowiednich warunkach zaburzają zimową cyrkulację nad biegunem północnym…

…czyli wir polarny.

Zgadza się. Wiatr wiejący z zachodu na wschód zaczyna zwalniać i czasami zmienia całkowicie kierunek – wtedy mówimy o „dużym” ociepleniu stratosferycznym. Takie zdarzenie miało miejsce pod koniec listopada ubiegłego roku [przypis: drugi raz nastąpiło na początku marca, przy czym może to być już tzw. “ostatnie” ocieplenie stratosferyczne, które zwiastuje koniec wiru polarnego tej zimy]. Wtedy rzeczywiście polarny wir stratosferyczny został osłabiony, ale szybko powrócił do normy klimatologicznej, więc moim zdaniem trudno tym tłumaczyć zjawiska pogodowe dwa miesiące później, zwłaszcza w kategoriach ścisłych związków przyczynowo-skutkowych.

Duże pole manewru

Ale przyniósł jakieś skutki w pogodzie czy nie?

Tylko spokojnie…definicja “dużego” nagłego ocieplenia stratosferycznego, oprócz samego ocieplenia stratosfery, zakłada również zatrzymanie, a nawet odwrócenie tej cyrkulacji, czyli kierunku, w którym odbywa się przepływ powietrza w stratosferze. Owszem, pod koniec zeszłego roku prędkość wiatru w stratosferze, zwolniła, ale nie doszło do zatrzymania i odwrócenia cyrkulacji, więc było to zdarzenie znacznie słabsze i o potencjalnie mniejszych konsekwencjach dla pogody w Europie.

Czy jest wydłużony? W którym miejscu jest pętla? Nad biegunem czy bardziej na południe? I tak dalej.

Rozumiem, że tłumaczenie każdej fali mrozu i śniegu rozpadem wiru polarnego to nadużycie?

Ludzie od lat próbują wykorzystać ten układ cyrkulacji stratosferycznej jako tzw. predyktor tego, co się dzieje z pogodą na niższych wysokościach nad powierzchnią Ziemi, przedłużając horyzont naszych prognoz pogody. Ewentualne skutki nagłego ocieplenia stratosferycznego dla pogody w Europie Środkowej występują – jeśli w ogóle – dopiero po trzech-czterech tygodniach i są rozciągnięte w czasie. Jeśli w tym okresie zdarza się jakiś zimniejszy (albo cieplejszy) epizod, to też, bez starannej analizy, trudno będzie określić, czy nagłe ocieplenie stratosferyczne było tego przyczyną. Z silnym epizodem ocieplenia stratosferycznego mieliśmy z tym do czynienia w listopadzie. Takie wczesne jego wystąpienie jest zjawiskiem rzadkim i nietypowym, ale tłumaczenie nim pogody dwa miesiące później jest mocno naciągane.

Wszystko wpływa na wszystko

Ustaliliśmy więc, że nie ma związku między rozpadem wiru polarnego a epizodami zimowymi w Polsce w dobie globalnego ocieplenia, bo albo wir się nie rozpada, a jak się rozpada, to związek jest trudno uchwytny, albo nie istnieje…

Idziesz trochę za daleko.

Przy czym nie ma gwarancji, że tak będzie. Nie mówi nam też, gdzie to się wydarzy. Ciągle mówimy o prawdopodobieństwie w szerszym sensie niż w przypadku zwykłej prognozy pogody. Klasyczne prognozy pogody, do których jesteśmy przyzwyczajeni, oferują nam w zakresie tygodnia dość pewną projekcję tego, jak sytuacja będzie się rozwijać. To jest również problem komunikacyjny, bo ludzie lubią deterministyczne wyjaśnienia opierające się na wyraźnych związkach przyczynowo-skutkowych: dzisiaj coś się dzieje, a to oznacza, że tydzień później stanie się coś, co z tego wynika. W przypadku atmosfery wszystko wpływa na wszystko — oczywiście, czasami w większym, czasami w mniejszym zakresie — i ten związek, jeśli upłynie odpowiednio dużo czasu, staje się czysto losowy.

Obalona teza

Powiedziałeś wcześniej, że Arktyka ociepla się szybciej i maleje różnica temperatur w kierunku południkowym. Upraszczając: zimne powietrze spływające do nas z okolic bieguna jest nadal zimne, ale jest cieplejsze niż kiedyś. Prowadzi to do tego, że Ziemia staje się cieplejsza i mniej zmienna w sensie pór roku?

Opierając się na prawach termodynamiki i fizyki przepływu ciepła w atmosferze, możemy stwierdzić, że zimy na naszych szerokościach geograficznych stają się cieplejsze, epizody mrozu mniej dotkliwe, a zmienność temperatury zimą się zmniejsza.

Seria mroźniejszych zim w Europie i Azji kilkanaście lat temu zainspirowała jednak alternatywną hipotezę, sformułowaną, około 2012 roku, przez amerykańskich klimatologów Judaha Cohena i Jennifer Francis. Według tej hipotezy, ocieplenie w Arktyce miało wpływać na cyrkulację atmosfery i poprzez meandrujący prąd strumieniowy nad północnym Atlantykiem sprzyjać dłuższym epizodom mroźnej pogody.

Te efekty dynamiczne – w odróżnieniu od termodynamicznych, związanych z przepływem promieniowania, transportem ciepła i tak dalej – nie są jednak oczywiste ani łatwe do zbadania. Tym bardziej że mówimy o subtelnych zmianach na tle codziennej zmienności pogody.

Gdy inni badacze zaczęli to modelować, okazało się, że efekt jest niewidoczny albo bardzo słaby i trudno nim tłumaczyć duże zmiany, na przykład trend częstości występowania określonych zjawisk. Dodatkowo kilkanaście lat pomiarów przeprowadzonych od momentu sformułowania oryginalnej hipotezy Cohena i Francis pokazało, że te mroźne epizody sprzed kilkunastu lat były raczej wyjątkiem niż regułą. Długoterminowy trend wskazuje na ocieplenie i coraz łagodniejsze zimy.

Coraz rzadsze zimy

A więc to Cohen i Francis…

Dodam, że włożono naprawdę sporo wysiłku w weryfikację tej hipotezy, także poprzez badanie mechanizmów fizycznych i ich modelowanie. Wykonano tysiące symulacji klimatu, analizując reakcję półkuli północnej na ocieplenie Arktyki i nie znaleziono silnych efektów postulowanych przez Cohena i Francis w 2012 roku. Oczywiście w nauce badania nigdy się nie kończą. Można twierdzić, że modele są niedoskonałe albo że eksperymenty numeryczne nie uwzględniają wszystkich efektów obecnych w rzeczywistości. Jednak aktualne wnioski są takie, że hipoteza ta, w swej oryginalnej postaci i wnioskach, jest mało prawdopodobna.

Czekają nas coraz rzadsze epizody zimowe w rodzaju tego ze stycznia i lutego?

Jeśli przeliczyć to statystycznie, okazuje się, że to zjawisko, którego można się spodziewać raz na dekadę przy obecnym klimacie. Kilka dekad temu takie zimy występowały częściej. W przyszłości, wraz z postępującym ociepleniem, będą rzadsze. Nie na tyle, by powiedzieć, że już nigdy się nie wydarzą, ale raczej nie zobaczymy ich częściej niż kilka razy do 2050 roku.