De poolwervel lijkt een belangrijke rol te spelen bij het al dan niet doorbreken van winterweer in onze omgeving. Wat is een poolwervel, waar vinden we die en wat zegt het ons?

Opbouw atmosfeer
Rondom de aarde bevindt zich een hele dikke atmosferische schil; de dampkring ofwel atmosfeer. Die dampkring is ongeveer 1000 kilometer dik en slechts de onderste 6 tot 16 kilometer zijn geschikt voor ons als mensen en voor al het andere leven dat zich op de planeet bevindt. Die onderste kilometers worden troposfeer genoemd en daarin vindt al ‘het weer’ plaats. In de troposfeer zijn dus hoge- en lagedrukgebieden, fronten, moessons, orkanen, onweersbuien en passaatwinden actief. In de hoogste delen van de troposfeer en in de onderste delen van de laag daarboven, de stratosfeer, vinden we de straalstromen. Een straalstroom is een zone/band met zeer hoge windsnelheden die erg krachtig zijn in regio’s waar de temperatuurverschillen groot zijn.

Straalstroom
Eigenlijk kun je de verticale opbouw van de atmosfeer in de onderste 5 tot 60 kilometer zien als gebieden met verschillende temperaturen. Als je op dit moment zo’n dwarsdoorsnede maakt vanaf Italië tot op de Noordpool, zal opvallen dat de luchtkolom boven Italië veel warmer is dan de luchtkolom boven de poolgebieden. Wat op zich geen verrassing is. Datzelfde leidt er echter ook toe dat de luchtkolom boven Italië veel dikker is dan boven de Noordpool. Op de vlakken waar de temperatuurverschillen het grootst zijn, en de hellingshoek tussen de verschillende dikten het steilst, zal de straalstroom liggen. Er geldt: hoe groter de temperatuursverschillen tussen noord en zuid, des te krachtiger de straalstroom is. In de zomer zijn die verschillen tussen noord en zuid kleiner dan in het winterhalfjaar. Het gevolg is dan ook dat de straalstroom in het winterhalfjaar sterker is.

Poolwervel
Een gespecificeerde straalstroom is de poolwervel. Ook die ontstaat bij aanzienlijke temperatuurverschillen en bevindt zich tussen de koude lucht boven het poolgebied en de minder koude lucht op iets lagere breedtegraden. De hoeveelheid kou die zich, tot op grote hoogte, boven de Noordpool bevindt, wordt op die manier als het ware opgesloten, met aan de zuidzijde die stevige straalstroom. En dat is waar we momenteel mee te maken hebben. Dus, een straffe poolwervel, veel koude lucht boven het hele gebied ten noorden van de poolcirkel en dus ook in ons land ‘straalstroomweer’, met geregeld de passage van storingen en het risico dat de wind bij tijden fors uithaalt. Mogelijk dat er in de komende 2 weken zelfs stormwinden op onze kust gaan beuken.

Kou op grote hoogte bepalend voor wervel
Er is een aantal sites waarop je kunt bekijken hoe koud het is binnen bepaalde breedtegraden en op vooraf geselecteerde hoogten. In dit verhaal staan aan de linkerzijde een paar grafieken van het Climate Prediction Center (CPC) van de NOAA. Kijken we naar de gemiddelde 70 hPa temperaturen vanaf 65 NoorderBreedte tot en met de Noordpool (90 graden NB) dan liggen de temperaturen daar op dit moment gemiddeld zeer laag. Zelfs zo laag dat deze zich op tegen hun koudste marges van de afgelopen 30 jaar aan bevinden. Het is nu boven de noordpoolcirkel, op ongeveer 18 kilometer hoogte, gemiddeld 65 graden onder het vriespunt. Vorig jaar was het rond deze tijd van het jaar op diezelfde hoogte gemiddeld 62 graden onder nul.

We gaan nog wat hoger, naar maar liefst het punt waarop de luchtdruk nog maar 1 hectoPascal bedraagt, zo rond de 50 kilometer hoogte. Daar is het minder koud dan op 18 kilometer hoogte, namelijk rond de min 30 graden. Deze opwarming met de hoogte heeft alles te maken met de ozonlaag, die een deel van het direct zonlicht omzet in warmte. De koudste hoogten liggen op 10 en 30 hPa (respectievelijk ongeveer 40 en 30 km hoog) waarbij de temperaturen momenteel lager dan min 70 graden Celsius zijn.

Poolwervel doorbreken
Het doorbreken van een poolwervel gaat makkelijker als de poolwervel zelf vrij zwak is. Vorig jaar zagen we in deze tijd van het jaar al dat de poolwervel zwakkere plekken vertoonde en er koude lucht ‘weglekte’ naar Siberië en Canada. Vanuit die situatie kon op een gegeven moment ook bij ons de poolwervel door een hogedrukrug worden doorbroken en Arctische lucht naar West-Europa laten afglijden.

In de strenge winters die Nederland heeft beleefd, was er veelal een redelijk zwakke poolwervel aanwezig. Er ontstonden daardoor makkelijker deuken in de poolwervel, waardoor vervolgens kou vanuit het Arctische reservoir onze kant op kon stromen. De huidige sterke poolwervel maakt dat proces nu moeilijker.

AO index is maat voor de poolwervel
Hoe steviger de poolwervel, des te sterker de westcirculatie op onze breedtegraad en des te hoger de AO index zoals die door de Climate Prediction Center in de Verenigde Staten wordt bepaald. De AO index zit momenteel tegen de zeer hoge waarde van 4 aan en de ensembleverwachtingen laten de index tot halverwege december hoog blijven. Wat overigens niet alles zegt, immers deze manier van ‘forecasten’ is nieuw en nog redelijk expirimenteel. Het is wel uitermate interessant om de komende weken en maanden de poolwervel in de gaten te houden. Wie weet, vallen er binnenkort toch nog wat gaten in en dat biedt natuurlijk kansen voor de winterliefhebbers in ons deel van Europa.

Bronnen: Meteo Consult, Nasa, Climate Prediction Center, Wetterzentrale. Uitsnede foto voorpagina: Corrie Bolleboom.