Hrím.

Kuldar í Evrópu

Grein frá 1987

Trausti Jónsson 3.2.2010

Kuldarnir í Evrópu í janúar 2010 hafa verið algengt fréttaefni fjölmiðla. Greinarstúfur um kulda í Evrópu birtist í Lesbók Morgunblaðsins 7. febrúar 1987. Svo vill til að hann á að miklu leyti einnig við um nýlega atburði þannig að hann má standa lítið breyttur. Skipt er um myndefni og leiðir það til orðalagsbreytinga á stöðum í textanum þar sem er vísað í myndirnar.

Kuldarnir í Evrópu í janúar 1987

Hiti lækkar frá hitabeltinu til pólanna. Hitafall þetta er þó ekki jafnt, heldur eru svæði í tempruðu beltunum þar sem hiti fellur tiltölulega mikið á mjóu belti. Þar eru svokölluð meginskil. Skilin hreyfast frá degi til dags og hlykkjast um norðurhvelið. Mynd 1 er tilraun til útskýringar á þessu.

Mynd 1 - lega meginskila

Rauða línan sýnir algenga legu meginskilanna í janúar, örin gefur til kynna hreyfistefnu vindsins sem þeim fylgir. Skilin eru oftast nokkuð langt sunnan Íslands og hlýtt loft streymir austur um Evrópu alla. Græna línan sýnir tilvik þar sem mikill hlykkur hefur komið á skilin, þau ganga nú í hlýjum hrygg í sveig norður fyrir Ísland, en kuldasveigur umlykur norðan- og vestanverða Evrópu. Vindur blæs í stefnu grænu örvarinnar. Sjá annars texta. [Úr skýringarmyndasafni trj, kortagrunn gerði Þórður Arason.]

Á meginskilunum, sem sjá má á myndinni og merkt eru með rauðum lit og ör, er vindátt alls staðar vestlæg. Hringurinn kringum heimskautið er þó aldrei alveg jafn, heldur eru á honum bylgjur.

Hegðan þessara bylgja er háð ýmsu sem ekki er hægt að taka hér til umfjöllunar, en í stuttu máli má segja að þær berast gjarnan frá vestri til austurs, rísa og hníga. Að jafnaði eru stuttar og smáar bylgjur á hraðri hreyfingu til austurs, en eftir því sem þær lengjast og „ölduhæðin“ verður meiri hægja þær á sér og geta þá jafnvel hreyfst hægt til vesturs. Bylgjurnar á hringnum eru mismargar. Alloft gerist það að bylgja rís mjög og jafnvel svo að hún brotnar og slitnar frá meginskilunum. Á mynd 1 vantar ekki mikið upp á að þetta gerist (græni ferillinn).

Kalt er á heimskautajaðri meginskilanna, en hlýtt sunnan þeirra. Á myndinni er því kalt þar sem merkt er með tölustöfunum 1 og 3, en hlýtt við tölustafinn 2.

Mynd 2. Stuttar bylgjur í vestanvindabeltinu. Mjög hlýtt er í Evrópu.

Hæð 500 hPa flatarins 12. janúar 1997, í metrum. Staða meginskilanna er hér ekki fjarri því að vera nærri grænu röndunum á kortinu. Bláir litir sýna lága stöðu flatarins, þar er kalt, en eftir því sem liturinn er rauðari er loft hlýrra. Bylgjurnar við Ísland og þar suður af hreyfast hratt til austurs og þeim fylgja lægðir og úrkomukerfi. Syðst á kortinu er vestanáttin trufluð af stórum bylgjum og veðurfar því afbrigðilegt á þeim slóðum.

Á mynd 2 er dæmi um veðurlag sem líkist rauðmerktu stöðu skilanna á mynd 1 og sýnir ástandið 12. janúar 1997.

Fyrirstöður

Mynd 3. Háreist bylgja sunnan og austan Íslands. Mjög kalt í Evrópu.

Hæð 500 hPa flatarins 10. janúar 1987 í metrum. Línan sem liggur þvert yfir Ísland er í 5450 metra hæð, meðalhæð flatarins á þessum árstíma er um 5240 metrar. Hiti í háloftunum yfir Íslandi er langt yfir meðallagi. Mjög háreist bylgja hefur risið upp úr vestanvindabeltinu sunnan og austan Íslands, lega meginskilanna er ekki fjarri ljósgræna litnum. Gríðarlegt kuldakast er í Finnlandi og sunnanverðri Skandinavíu og kalt loft teygir sig í átt til Bretlands og Spánar.

Mynd 3 sýnir bylgjur á meginskilunum 10. janúar 1987, þá var kuldakastið nærri hámarki í Skandinavíu og Finnlandi. Bylgjan austan við Ísland er við það að brotna og mynda sérstaka lykkju á meginskilunum, slitna frá þeim hluta þeirra sem sunnar liggja, sjá síðan mynd 4. Kalt loft er að lokast af yfir Evrópu. Hlýir hólar koma fram sem hæðir á háloftakortum og nefnast fyrirstöður. Ástæða nafnsins er sú að hæðasvæðin hindra „eðlilegan“ gang hæða og lægða við jörð austur á bóginn. Fyrirstöðuhæðir koma mjög við sögu tíðarfars hérlendis og raunar um bæði tempruðu beltin og heimskautaslóðir. Köldu svæðin sem lenda inni í þeim hlýju eru gjarnan kölluð kuldapollar eða afskornar lægðir, því lægðir fylgja kuldanum í háloftunum, rétt eins og hlýindi fylgja hæðum.  

Meðan vestanáttin hlykkjast fyrirstöðulaust helst veðurfar nokkuð í eðlilegum skorðum, en um leið og bylgjur fara að festast á óvenjulegum stöðum gerist veðurlag afbrigðilegt á einn eða annan hátt, jafnvel þótt um eiginlega fyrirstöðu sé ekki að ræða. Nú er það svo að fjallgarðar hafa áhrif á vestanáttina í háloftunum auk þess sem lönd og höf skiptast á. Þetta veldur því að fyrirstöður eru misalgengar á leið vestanáttarinnar. Fyrirstöðurnar eru misstórar, en mjög gjarnan ná þær yfir t.d. alla Skandinavíu. Þó dæmigerður líftími þeirra sé á bilinu 3-5 dagar ná þær stöku sinnum að endurnýja sig aftur og aftur og eru viðloðandi í margar vikur. Þær viðhalda þá óvenjulegum loftstraumum í langan tíma.

Veður í fyrirstöðum

Mynd 4. Fyrirstaða (hlýr hóll) hefur myndast austan Íslands

Hæð 500 hPa flatarins 11, janúar 1987 í metrum (daginn eftir stöðuna á mynd 3). Fyrirstaða (hlýr hóll) hefur myndast austan Íslands. Meginskilin eru sem fyrr nærri grænu röndunum á kortinu. Sunnan hlýja hólsins streymir afarkalt loft frá Síberíu vestur um Evrópu og verður þar að lokuðum kuldapolli. Kuldakastið er nú í hámarki í Norður-Þýskalandi og nágrenni. Kalt loft er einnig að brjóta sér leið til suðurs ekki langt norðvestur af Asóreyjum. Sá kuldi er þó alls ólíkur þeim í Evrópu, Atlantshafið hitar loftið stöðugt að neðan, meðan loftið yfir Evrópu kólnar sífellt við ískalt, snævi þakkið landyfirborð.

Lítum nú á veður í kringum fyrirstöðu sem mynd 4 sýnir.  Ímyndum okkur línu sem dregin er yfir Grænland, í suðaustur, til Þýskalands. Vesturhluti Grænlands er talsvert vestan við fyrirstöðuna, þar er vindur þó suðlægur í háloftunum, þótt svæðið sé inni í kalda loftinu. Lægðir ganga þarna til norðurs hver á fætur annarri. Mjög hlýtt loft er hins vegar yfir Íslandi. Lægðagangur er alllangt vestur undan og suðlæg hlý átt ríkjandi með því hæglátara veðri sem nær dregur miðju fyrirstöðunnar. Yfir Skandinavíu er fyrirstaðan hins vegar farin að draga að loft úr norðri. Þetta loft er tiltölulega þurrt og stöðugt og veður er því oftast bjart og útgeislun frá jörð mikil. Þar er því allkalt, en þrátt fyrir allt er stutt síðan þetta loft var hlýtt. Sé hins vegar farið alveg austur fyrir fyrirstöðuna er komið inn í kaldan loftstraum úr norðaustri. Fyrirstaðan sér til þess að leið kalda loftsins liggur sérlega langt suður á bóginn. Bæði gerir fyrirstaðan það að verkum að óvenju norrænt loft er í takinu og einnig sér hún til þess að beina því miklu sunnar en venjulegt er.

Þegar fyrirstaðan slitnar alveg úr sambandi við suðlægara loft minnka hitaafbrigði heldur. Hlýja svæðinu vestan í fyrirstöðunni er þá ekki lengur séð fyrir hlýju lofti að sunnan og það kólnar smám saman. Langir góðviðriskaflar hér á vetrum eru gjarnan tengdir fyrirstöðuhæðum.

Kuldarnir í Evrópu

Mynd 5. Hlýi hóllinn hefur parast við kuldapoll yfir Evrópu.

Hæð 500 hPa flatarins 12. janúar 1987, daginn eftir þann sem mynd 4 sýnir. Fyrirstaðan austan Íslands hefur slitnað enn betur frá og meginskilin (grænu svæðin) hafa slitnað. Kuldinn er nú mestur á sunnanverðurm Bretlandseyjum og Mið-Evrópu og veldur þar stórkostlegum vandræðum. Íslendingar njóta sumarblíðu að vetri.

Myndir 3 til 5 sýna hvernig loftstraumum var háttað dagana 10. til 12. janúar 1987. Þar má sjá hvernig hlýtt loft skaut upp kryppu langt norður í höf þessa daga. Mikil hlýindi voru á Íslandi, Norðaustur-Grænlandi og jafnvel norður undir Svalbarða (suma dagana náði hlýja loftið líka þangað). Inn á Eystrasaltssvæðið streymdi hins vegar kalt loft frá Rússlandi norðanverðu.

Séu þessar myndir bornar saman við mynd 2 má glögglega sjá að þetta ástand er nánast þveröfugt við það sem venjulegt er. Til viðbótar kemur að sól er lágt á lofti á þessum árstíma og útgeislun mikil í björtu veðri frá snæviþakinni jörð. Fyrirstaða sem þessi getur verið ákaflega þrálát, því að hlýja loftið í henni blandast seint loftinu utanvið. Eyðing fyrirstöðu getur orðið með ýmsum hætti. Stundum slitnar smám saman úr henni, stundum kólnar hún hægt upp og eyðist og stundum er hún gripin inn í nýjar fyrirstöður sem myndast í nágrenninu.

Eins og fram hefur komið hafa fyrirstöður mikil ahrif á veðurlag hérlendis, bæði til góðs og ills. Hefði þessi fyrirstaða í Noregshafi myndast 30-40 lengdargráðum vestar, hefðum við mátt búa við norðlæga átt í háloftunum. Það hefði þó ekki þýtt sams konar kulda og var við Eystrasalt, því opið haf er fyrir norðaustan land og yfir því hefði loftið hlýnað talsvert. 

Mynd 6. Kuldi á Íslandi vegna fyrirstöðu yfir Suður-Grænlandi. 

Áætluð hæð 500 hPa flatarins 12. janúar 1918 (frostaveturinn mikla). Fyrirstaða við Suður-Grænland og kuldapollur austur undan beina ísköldu heimskautalofti beint suður um Ísland. Þetta kort og kortin á myndum 2 til 5 eru fengin úr gagnasafni bandarísku veðurstofunnar (sjá tilvísun við enda pistilsins).

Fyrirstöður verða hvað óhagstæðastar hér á landi séu þær staðsettar við eða yfir sunnanverðu Grænlandi. Þá er norðvestan- og norðanátt í háloftum yfir Íslandi og dregur hún ómengað heimsskautaloft suður með norðaustanverðu Grænlandi í átt til Íslands. Sé hafís mikill norðurundan hlýnar slíkt loft lítið á leiðinni. Þannig var veðurlagi einmitt háttað frostaveturna 1881 og 1918.

Dálítið er undarlegt að hlýtt loft á villigötum skuli valda slíkum kuldum. En þannig er það. Góðkunningi okkar Íslendinga, hæðin yfir Grænlandi, er oftast ekki fyrirstöðuhæð heldur af öðrum rótum runnin. Hins vegar eru flest rigningasumur á Suðurlandi afleiðing af þrálátri fyrirstöðuhæð yfir Bretlandseyjum.

Fyrirstöður eru algengari yfir Bretlandseyjum og Skandinavíu heldur en á svæðinu vestan Grænlands.

Efnislega sama grein og birtist í Lesbók Morgunblaðsins í febrúar 1987. Textinn er þó allmikið breyttur.  Kuldarnir sem sem gengu yfir Evrópu í janúar 2010 voru heldur vægari en 1987, nema helst á norðanverðum Bretlandseyjum, t.d. í Skotlandi.

Heimildir

Kortin eru af síðu NOAA um veðurgreiningu 20. aldar.

Trausti Jónsson (1987). Kuldarnir í Evrópu. Lesbók Morgunblaðsins 7. febrúar, s.14 til 15. Greinin er aðgengileg á timarit.is.