A téli időjárás előrejelzésében fontos tényező az ún. Arktikus Oszcilláció, amely a klímaváltozás hatására jelentősen eltérhet a ma ismert szerkezetétől, új kihívások elé állítva ezzel a hosszú távú előrejelzések készítőit – derül ki magyar kutatók friss, a Journal of Climate című folyóiratban megjelent tanulmányából.

Az ELKH kutatóhálózathoz tartozó MTA-ELTE Elméleti Fizikai Kutatócsoport és az ELTE Elméleti Fizikai Tanszék (Haszpra Tímea, Herein Mátyás), valamint az ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Földtani és Geokémiai Intézetének (Topál Dániel) kutatói a világon elsőként mutatták meg, hogy az Északi-sark és az alacsonyabb szélességek éghajlatát mintegy összekapcsoló légnyomásanomália-mintázat (azaz Arktikus Oszcilláció – AO) szerkezete és tulajdonságai a melegebb éghajlat felé haladva jelentős változáson mehetnek keresztül a mai állapotukhoz képest.

Az év téli hónapjaiban az Északi-sark körüli területek fölött a légkör magasabb légrétegeiben kialakul az ún. poláris örvény, amelyet az óramutató járásával ellentétes irányú körkörös áramlás jellemez. Az erős poláris örvény a hideg sarki levegőt alapvetően bezárva tartja a sarok körül, megakadályozva ezzel a hideg levegő alacsonyabb földrajzi szélességekre történő „lefolyását”, az ún. hidegbetörést. Ezzel szemben gyengébb poláris örvény esetén – a kevésbé intenzív zonális szeleknek köszönhetően – Európában, Észak-Amerikában és Ázsiában is hidegebb téli időszakokra számíthatunk. Az AO fázisai a poláris örvény erősségével hozhatók kapcsolatba, és azt számszerűsítik, hogy az arktikus levegő milyen mértékben tud eljutni a közepes földrajzi szélességekre.

A kutatók egy újfajta, klímaszimuláció-sokaságokon nyugvó elméleti megközelítést (pillanatnyi, azaz „snapshot” empirikus ortogonális függvényanalízis – SEOF-analízis) fejlesztettek ki annak mérésére, hogy az éghajlatváltozás milyen módon képes befolyásolni az AO szerkezetét, tulajdonságait. Az éghajlati rendszer alapvető sajátossága, hogy az, amit mérünk és megfigyelünk, csupán egyetlen abból a sok-sok lehetséges állapotból, amelyet a légkör adott időpillanatban a pillanatnyi kényszereknek megfelelően felvehet. Azonban az éghajlati rendszer kaotikus és nemstacionárius fizikai tulajdonságai miatt ezt a természetes változékonyságot nem lehet felmérni hosszú időbeli éghajlati mérések, illetve az azokon végzett elemzések segítségével. A kutatók rámutattak, hogy az Arktikus Oszcillációt jellemző nyomásanomália-mintázatok az egyre melegedő éghajlati rendszerben elmozdulhatnak a helyükről, emellett a tipikus anomáliaértékek is változhatnak, mindez pedig átalakítja a ma ismert téli éghajlatunkat jellemző elrendeződést.

Az átrendeződések következtében az egyes távoli területek között fennálló, általunk jelenleg ismert, és legtöbbször állandónak feltételezett távkapcsolatok is megváltozhatnak, és a köztük lévő korrelációk erőssége is változhat. Jól példázza ezt az 1. ábrán látható c jelű terület: Alaszka esetében körülbelül a duplájára (–0.3-ról –0.6-ra) növekszik a távkapcsolat erősségét számszerűsítő korrelációs együttható. A kutatás különösen fontos eredménye, hogy a kutatók az AO-ban történt változást nagyobb mértékűnek találták olyan éghajlati forgatókönyvek esetén, amelyeket a kibocsátott üvegházhatású gázok nagyobb mennyiségének köszönhetően magasabb globális átlaghőmérséklet jellemez. Mindez felhívja a figyelmet arra, hogy az egyre növekvő kibocsátás olyan változásokat indíthat el, melyek ma még alig ismertek, megértésükben pedig kulcsszerep juthat a cikkben bemutatott módszertannak és a sokasági klímamodelleknek, mert ezek lehetővé teszik az éghajlati rendszer jövőbeli viselkedésének pontosabb feltárását.

Érdemes megemlíteni, hogy fenti eredmények kapcsán nemrégiben tévé- és rádióinterjú is készült a Petőfi TV Én vagyok itt c. műsorában, illetve a Kossuth Rádió Felfedező a környezetről c. műsorában, melyekben a kutatás több részletére is fény derül. Továbbá ismeretterjesztő cikk foglalkozik a témával az MTA tudomány hírek rovatában.

Az eredeti cikk szabadon hozzáférhető a Journal of Climate honlapján: https://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/JCLI-D-19-0004.1

1. Ábra (Bal) Az AO index és a felszíni hőmérséklet közötti, sokaságalapú korrelációs együttható térképe a Community Earth System Model Large Ensemble szimulációjában 2025 december-január-február hónapjára RCP8.5 éghajlati forgatókönyv esetén. (Jobb) A korrelációs együtthatók lineáris trendjének térképe [10-3 év-1] az 1950–2099 közötti időszakra. A pontok azokat a helyeket jelölik, ahol a trend 95%-os szinten szignifikáns. Kereszt látható ott, ahol ezenkívül 1950–2099-re a korrelációs együttható is szignifikánsnak bizonyult 95%-os szinten.