Mniej więcej w połowie lutego rozpoczął się proces rozpadu wiru polarnego, w związku z czym pojawiały się wiadomości o nadchodzącym ataku srogiej zimy. Te prognozy się spełniły, przynajmniej w Polsce, tylko po części – tam, gdzie ostry mróz nas nie ominął. Już z początkiem stycznia synoptycy zauważali, że osłabienie wiru wcale nie musi oznaczać wiosennych chłodów. W przeszłości jednak zdarzało się, że po ciepłej zimie nadchodziła wiosna z temperaturami znacznie niższymi od średniej. W 2021 r. wyjątkowo zimno było w kwietniu i maju, które to miesiące przyniosły temperatury o 1,5-2,5°C niższe od normy. Z kolei w 2018 r. siarczyste mrozy panowały w lutym i marcu.

Wir polarny – co to takiego?

Wir polarny to masy niezwykle zimnego powietrza, które wirują z ogromną prędkością nad biegunami wokół układu niskiego ciśnienia na wysokości ok. 10-50 km nad powierzchnią Ziemi. Temperatura wewnątrz wiru potrafi spaść nawet do -80°C. W tym sezonie jest ona jednak znacznie niższa i wynosi poniżej -90°C, co świadczy o tym, że wir polarny jest niezwykle silny.

Wir polarny powstaje w wyniku działania siły Coriolisa. Wokół biegunów tworzy się wówczas intensywny prąd strumieniowy, który wiejąc z zachodu na wschód, zatrzymuje mroźne powietrze w obszarze koła podbiegunowego. Wir polarny na półkuli północnej w znacznym stopniu wpływa na pogodę w Europie, Ameryce Północnej, a nawet w Azji. Gdy jest bardzo silny, jak ma to miejsce obecnie, sprzyja to tzw. strefowej cyrkulacji, za sprawą której przez Europę wędrują atlantyckie niże. W takiej sytuacji zima pojawia się jedynie w krótkich epizodach. Jak wszyscy odczuliśmy, ma to miejsce obecnie. Grudzień i pierwsza dekada stycznia przyniosły do Polski temperatury wyższe, niż wskazują normy z lat 1991 – 2020.

Powietrze wewnątrz wiru osiąga niższe wartości nad Antarktyką. Wiatry w nim wiejące dochodzą regularnie do 250-300 km/h. Ten na półkuli południowej jest bardziej stabilny, a więc i silniejszy, umiejscowiony nad samym biegunem. Z kolei wir nad rejonami arktycznymi jest podatny na odkształcenia ze względu na wpływ lądów. Może się wzmacniać i słabnąć, kształtując niższe warstwy atmosfery, a co za tym idzie, wpływa na pogodę na półkuli północnej.

Gdy nastąpią deformacje...

Uwięzione w wirze zimne powietrze znad bieguna ograniczone jest przez jet stream – prąd strumieniowy – intensywny, dość wąski i prawie poziomy strumień przenoszący z zachodu na wschód olbrzymie masy powietrza w ziemskiej atmosferze.

Gdy wir jest silny, zimne powietrze znad bieguna nie ma szans na wydostanie się do niższych szerokości geograficznych. Kiedy jednak wir polarny słabnie, destabilizuje się także jet stream; zwalniając, staje się bardziej falisty. Mroźne powietrze zasysane jest w rejony polarne i umiarkowane, z kolei cieplejsze powietrze z umiarkowanych szerokości przedostaje się w rejony arktyczne. Wir polarny jest jednak czasami zakłócany, gdy szczególnie silne fale atmosferyczne w troposferze przedostają się w górę do stratosfery. Wir zwalnia, może zostać zdeformowany, zsuwa się z bieguna czy dzieli na kilka płatów. Zakłócenia te powodują gwałtowny wzrost temperatur polarnej stratosfery, co nazywane jest nagłym ociepleniem stratosferycznym. Wtedy po okresie 2-5 tygodni na półkuli północnej w jednym regionie dochodzi do trwalszego nawrotu surowej zimy, a w innym pojawia się nagłe ocieplenie, gdyż chaotyczny prąd strumieniowy może zastygnąć nad danym regionem na jakiś czas. W wyniku deformacji wiru polarnego zimą 2021 r. Hiszpanię zaskoczyły silne opady śniegu, a stan Teksas zmagał się z mrozem wynoszącym nawet -25°C.

W marcu jak w garncu

Luty 2025 r. był wyjątkowo suchy – w Polsce odnotowano obszary, gdzie nie spadły ani płatek śniegu, ani kropla deszczu. Z początkiem marca zaczęły się meteorologiczna wiosna i pogodowy miks: od niewielkiego śniegu i lekkiego mrozu w pierwszy marcowy weekend do bardzo ciepłych i słonecznych dni zaraz potem. Jak wyjaśniali synoptycy, znaleźliśmy się na kilkanaście godzin w tylnej, zachodniej części niżu. Ponieważ powietrze w niżu wiruje cyklonalnie, czyli na półkuli północnej w lewo – przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, to w zachodniej części ściągał on powietrze z północy, stąd chłodniejsze masy powietrza i niewielkie opady deszczu. Wkrótce osłabł ruch wirowy w niżu i układ frontów stał się bardziej nieregularny, co doprowadziło do ich rozpadu. Pod koniec pierwszego tygodnia marca temperatury w Polsce osiągały nawet kilkanaście stopni powyżej zera, co potwierdza stare polskie przysłowie: w marcu jak w garncu. Na mniej więcej połowę marca w Polsce prognozowane są zmienne warunki pogodowe, na co wpływ może mieć rozpad wiru polarnego. Po 10 marca przewidywano napływ chłodniejszego powietrza arktycznego, z możliwością rozpogodzeń, ale i lekkich mrozów. Jednakże średnia miesięczna temperatura ma utrzymywać się powyżej normy, a marzec ma być wyjątkowo suchy, z niedoborem opadów w niemal każdym tygodniu.

Rajskie obłoki

Na początku marca stratosferyczny wir polarny skierował się w stronę Europy, a w konsekwencji nastąpił gwałtowny spadek temperatury na wysokości ok. 50 km nad Polską, nawet do -80°C. Mimo ekstremalnego zimna w stratosferze zjawisko to nie przekłada się na nagłe mrozy przy powierzchni Ziemi. Lodowate powietrze pozostaje na dużych wysokościach, a temperatura na niższych poziomach atmosfery nie ulega drastycznym zmianom. Za to na niebie pojawiły się cudowne widoki wykreowane z niespotykanych na co dzień chmur.

Specjaliści mówią o niezwykle rzadkich obłokach perłowych. Są to tzw. polarne chmury stratosferyczne, które znacząco różnią się od zwykłych chmur, jakie widujemy każdego dnia. W stratosferze wilgotność jest bardzo niska, co zwykle uniemożliwia powstawanie chmur, jednak przy ekstremalnych mrozach, które towarzyszą wirowi polarnemu, w warstwie ozonowej pojawiają się niewielkie przerwy. A to ma sprzyjać ich formowaniu.

Jak podaje portal twojapogoda.pl , obłoki perłowe składają się głównie z drobnych kryształków lodu, ale zawierają także cząsteczki kwasów siarkowego i azotowego. Te unikalne właściwości sprawiają, że chmury te rozpraszają światło w sposób, który nadaje im intensywne tęczowe kolory. Najlepiej obserwować je tuż po zachodzie słońca lub przed świtem – wtedy mienią się rajskimi barwami.

Zjawisko to jest najczęściej widoczne na dalekiej północy – nad Skandynawią, Alaską, północną Kanadą i Syberią. Najwięcej takich chmur powstaje jednak nad Antarktydą, gdzie występuje największa dziura ozonowa. W tym roku wir polarny zwiększył szanse na ich obserwację także w Polsce. Największe prawdopodobieństwo obejrzenia tego zjawiska występuje o świcie i o zachodzie, kiedy słońce jest nisko nad horyzontem. Kto widział, ten wie – widoki niecodzienne, zapierające dech – wartość dodana rozpadu niżu.

Kto analizuje te zjawiska?

Rozpad wiru polarnego jest przedmiotem badań meteorologów i klimatologów, którzy wykorzystują zaawansowane narzędzia obserwacyjne i modele komputerowe. Jednym z takich narzędzi jest satelita Aeolus, który tworzy profile wiatrowe z kosmosu, dzięki czemu naukowcy uzyskują informacje o prędkości i kierunku wiatru w najniższych 26 km atmosfery. Pozwala to na lepsze zrozumienie dynamiki wiru polarnego i przewidywanie ekstremalnych zjawisk pogodowych.

Ponadto badacze analizują zjawiska takie jak nagłe ocieplenie stratosferyczne (SSW), które mogą prowadzić do osłabienia lub rozpadu wiru polarnego. I tak np. w jednym z badań przeanalizowano czterdzieści zdarzeń SSW z ostatnich 60 lat; prześledzono ich wpływ od stratosfery aż do powierzchni Ziemi. Tego rodzaju badania są kluczowe dla zrozumienia mechanizmów wpływających na nasz klimat i pogodę, co pozwala na lepsze przygotowanie się na ewentualne ekstremalne zjawiska atmosferyczne.