Pada awal Februari 2021, badai salju besar melanda Amerika Serikat bagian timur laut, dengan beberapa daerah menerima lebih dua kaki salju. Hanya beberapa minggu sebelumnya, Spanyol mengalaminya badai salju bersejarah dan mematikan serta suhu yang sangat rendah. Siberia Utara tidak asing dengan dingin, tetapi pada pertengahan Januari 2021, beberapa kota Siberia suhu yang dilaporkan di bawah minus 70 F (minus 56 C). Berita utama media mengisyaratkan hal itu pusaran kutub telah tiba, seolah-olah itu adalah semacam tornado es yang mendatangkan malapetaka musim dingin di mana pun ia menyerang.

As atmosfer ilmuwan, kami merasa ngeri ketika istilah pusaran kutub digunakan secara longgar untuk merujuk pada ledakan cuaca dingin. Sebenarnya pusaran kutub tidak dapat menempatkan salju di halaman belakang Anda, tetapi perubahan dalam pusaran kutub dapat memuat dadu untuk cuaca musim dingin - dan tahun ini, Yahtzee melempar dadu.

Pusaran kutub yang lemah di awal 2021 menciptakan aliran jet melengkung yang membawa badai dingin dan musim dingin ke timur laut AS. Foto AP / John Minchillo

Angin musim dingin

Pusaran kutub adalah cincin angin tiga dimensi yang sangat besar yang mengelilingi kutub Utara dan Selatan selama musim dingin di setiap belahan bumi. Angin ini terletak sekitar 10 hingga 30 mil (16 hingga 50 kilometer) di atas permukaan bumi, di lapisan atmosfer yang dikenal sebagai stratosfir. Mereka bertiup dari barat ke timur dengan kecepatan berkelanjutan yang dengan mudah melebihi 100 mph (160 kph). Dalam kegelapan malam kutub musim dingin, suhu dalam pusaran kutub bisa dengan mudah turun dari minus 110 F (minus 79 C).

Untungnya bagi semua orang, pusaran kutub stratosfer itu sendiri tidak akan muncul di luar pintu depan Anda. Pusaran kutub memang memengaruhi cuaca musim dingin, tetapi lebih seperti kartu domino - ketika terlempar, ia dapat memulai rangkaian peristiwa yang kemudian menghasilkan cuaca liar.

Kekuatan pusaran kutub dapat sangat bervariasi selama musim dingin, dan variasi ini dapat menyebabkan pergeseran dalam kekuatan dan posisi pusaran air. aliran jet, sungai udara yang mengalir deras di troposfer di bawah pusaran kutub. Ketika aliran jet berubah, itu mempengaruhi pergerakan sistem cuaca, menyebabkan berbagai belahan dunia melihat kondisi yang jauh lebih hangat atau lebih dingin, atau lebih basah atau lebih kering.

Gangguan pusaran kutub selama awal 2021 sangat dramatis. Zachary Lawerence / CIRES / NOAA.

Efek domino

Karena atmosfer bumi adalah salah satu cangkang udara raksasa yang bergerak seperti fluida, pusaran kutub saling berhubungan dengan cuaca yang bergerak mengelilingi bumi pada ketinggian yang lebih rendah. Variasi normal dalam aliran jet dan cuaca dapat mengganggu struktur pusaran di stratosfer. Seperti pita elastis, pusaran biasanya memantul kembali ke bentuk dan ukuran normalnya, mempertahankan angin kencang dan suhu rendah.

Antara Desember (kiri) dan Januari (kanan), pusaran kutub bergerak seluruhnya dari Kutub Utara dan kehilangan sebagian besar integritas strukturalnya. Zachary Lawrence / CIRES / NOAA

Tetapi terkadang, variasi cuaca dan aliran jet ini dapat membuat pusaran kutub tidak seimbang, menyebabkan goyangan yang signifikan dalam bentuk, lokasi, suhu, dan anginnya. Ketika ini terjadi, integritas struktural pusaran kutub mulai rusak. Jika ini cukup sering terjadi selama periode waktu tertentu, semuanya bisa menjadi kacau dengan pusaran kutub saat angin bertiup dan pusaran menghangat.

 Saat pusaran kutub berubah bentuk antara Desember dan Januari, aliran jet menjadi lebih deras dan membawa badai dingin lebih jauh ke selatan. Zachary Lawrence / CIRES / NOAA

Inilah yang terjadi tahun ini: Pada 5 Januari, pusaran kutub benar-benar terlempar oleh peristiwa yang disebut a pemanasan stratosfer mendadak. Pemanasan stratosfer yang tiba-tiba adalah nama teknis untuk gangguan kekerasan yang sangat merusak dan melemahkan pusaran, menjatuhkannya dari tiang atau bahkan merobeknya. Ketika ini terjadi, suhu di stratosfer kutub yang biasanya dingin secara eksplosif meningkat hingga 90 F (50 C) selama rentang beberapa hari - itulah yang dinamai peristiwa ini.

Pada titik ini, domino telah terbalik: Akhirnya aliran jet merasakan efek pusaran kutub yang melemah di atas, dan dapat mulai bergelombang. Ketika aliran jet bergelombang, itu bisa menukik lebih jauh ke selatan, membawa udara dingin dan badai musim dingin bersamanya.

Peristiwa Januari 2021 mendorong pusaran kutub dari posisi normalnya di atas Kutub Utara hingga ke Eropa dan Siberia, hampir memisahkannya beberapa kali dalam prosesnya. Diperlukan waktu berminggu-minggu atau berbulan-bulan bagi pusaran kutub untuk pulih dari hal seperti ini. Sementara pusaran itu kembali menyatu, aliran jet yang bergelombang dan melengkung dapat membawa udara Arktik yang dingin dan badai musim dingin ke AS dan Eropa sambil membiarkan cuaca hangat yang luar biasa masuk ke ujung utara.

Pusaran kutub yang kuat berarti cuaca yang lebih hangat, bukan lebih dingin

Di beberapa musim dingin, sistem cuaca hampir tidak mempengaruhi pusaran kutub sama sekali, memungkinkan pusaran menjadi lebih dingin dengan angin yang lebih kencang. Ini dapat memiliki efek sebaliknya pada aliran jet, menyebabkannya menahan udara dingin Kutub Utara dari daerah kutub terkunci di utara. Inilah yang terjadi selama musim dingin Belahan Bumi Utara tahun 2020, ketika pusaran kutub luar biasa kuat dan banyak wilayah mengalami musim dingin yang sangat hangat dan sejuk.

Menyebut semburan udara dingin sebagai pusaran kutub adalah salah. Perilaku pusaran kutub tidak hanya menandakan cuaca yang lebih dingin - tetapi juga dapat menandakan cuaca yang jauh lebih hangat. Sebagian besar pusaran kutub memiliki pengaruh kecil pada cuaca musim dingin karena mengalir seperti biasa, bermil-mil di atas permukaan. Tetapi meramalkan dan memantau gangguan besar pada pusaran kutub memungkinkan kami mengantisipasi rangkaian peristiwa yang mungkin meninggalkan salju dan cuaca dingin di depan pintu Anda.

Tentang Penulis

Zachary Lawrence, Ilmuwan Riset, University of Colorado Boulder dan Amy Butler, Ilmuwan Riset Kimia & Proses Iklim, National Oceanic and Atmospheric Administration

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

Badai Cucu-Cucu Saya: Kebenaran Tentang Bencana Iklim yang Akan Datang dan Kesempatan Terakhir Kita untuk Menyelamatkan Kemanusiaan

oleh James Hansen
James Hansen, ahli klimatologi terkemuka di dunia, menunjukkan bahwa persis bertentangan dengan kesan yang diterima masyarakat, ilmu tentang perubahan iklim menjadi semakin jelas dan tajam sejak hardcover dirilis. Di Badai Cucu Saya, Hansen berbicara untuk pertama kalinya dengan kebenaran penuh tentang pemanasan global: Planet ini meluncur lebih cepat daripada yang sebelumnya diakui ke titik iklim yang tidak dapat kembali. Dalam menjelaskan ilmu tentang perubahan iklim, Hansen melukiskan gambaran yang menghancurkan tetapi terlalu realistis tentang apa yang akan terjadi dalam kehidupan anak-anak dan cucu-cucu kita jika kita mengikuti kursus yang sedang kita jalani. Tetapi dia juga seorang yang optimis, menunjukkan bahwa masih ada waktu untuk mengambil tindakan mendesak, kuat yang dibutuhkan - hanya nyaris.  Tersedia di Amazon

Cuaca dan Iklim Ekstrim

oleh C. Donald Ahrens, Perry J. Samson
Cuaca & Iklim Ekstrim adalah solusi buku teks unik untuk pasar kursus sains non-jurusan yang berkembang pesat yang berfokus pada cuaca ekstrem. Dengan cakupan dasar yang kuat dari ilmu meteorologi, Cuaca & Iklim Ekstrim memperkenalkan penyebab dan dampak peristiwa dan kondisi cuaca ekstrim. Siswa mempelajari ilmu meteorologi dalam konteks peristiwa cuaca yang penting dan sering kali dikenal seperti Badai Katrina dan mereka akan mengeksplorasi bagaimana prakiraan perubahan iklim dapat mempengaruhi frekuensi dan / atau intensitas peristiwa cuaca ekstrem di masa depan. Rangkaian foto dan ilustrasi yang menarik menghadirkan intensitas cuaca dan terkadang dampaknya yang menghancurkan di setiap bab. Ditulis oleh tim penulis yang dihormati dan unik, buku ini memadukan liputan yang ditemukan dalam teks-teks pemimpin pasar Don Ahrens dengan wawasan dan dukungan teknologi yang disumbangkan oleh penulis bersama Perry Samson. Profesor Samson telah mengembangkan kursus Cuaca Ekstrem di Universitas Michigan yang merupakan kursus sains dengan pertumbuhan tercepat di universitas. Tersedia di Amazon

Banjir dalam Iklim yang Berubah: Curah Hujan Ekstrem

oleh Ramesh SV Teegavarapu

Pengukuran, analisis, dan pemodelan kejadian curah hujan ekstrem yang terkait dengan banjir sangat penting dalam memahami dampak perubahan iklim dan variabilitas. Buku ini menyediakan metode untuk menilai tren dalam peristiwa ini dan dampaknya. Ini juga memberikan dasar untuk mengembangkan prosedur dan pedoman untuk teknik hidrologi yang adaptif iklim. Peneliti akademik di bidang hidrologi, perubahan iklim, meteorologi, kebijakan lingkungan dan penilaian risiko, dan para profesional dan pembuat kebijakan yang bekerja dalam mitigasi bahaya, rekayasa sumber daya air, dan adaptasi iklim akan menganggap ini sumber daya yang tak ternilai. Tersedia di Amazon

Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon digunakan untuk membiayai biaya membawa Anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, serta ClimateImpactNews.com tanpa biaya dan tanpa pengiklan yang melacak kebiasaan browsing Anda. Sekalipun Anda mengeklik tautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa pun yang Anda beli dalam kunjungan yang sama di Amazon memberi kami komisi kecil. Tidak ada biaya tambahan untuk Anda, jadi silakan berkontribusi untuk upaya ini. Anda juga bisa menggunakan link ini untuk digunakan ke Amazon kapan saja sehingga Anda dapat membantu mendukung upaya kami.