호주의 날씨 패턴을 변화시키기 위해 남극 대륙의 기온이 50C 상승했습니다.
ABC 기상학자 톰 손더스(Tom Saunders)
게시일: 2024년 7월 27일 토요일 오전 6:33 2024년 7월 27일 토요일 오전 6:33, 업데이트됨 2024년 7월 27일 토요일 오전 7:12 2024년 7월 27일 토요일 오전 7:12
푸른 하늘을 가로지르는 구름과 함께 남극 눈 속의 검은색 트랙터. 큰 후광이 태양을 둘러싸고 있습니다.
남극의 변화는 8월까지 호주 날씨에 영향을 미칠 가능성이 있습니다.(제공: John Cherry)

올해 7월 초, 남극 동쪽 해안선 위 20km 이상의 온도가 일주일 만에 갑자기 섭씨 50도 정도 따뜻해졌습니다. 이를 성층권 온난화(SSW)라고 합니다.

SSW는 북반구에서는 격년으로 발생하지만 남반구에서는 극히 드물며 이전에는 겨울에 관찰된 적이 없습니다.

급속한 극 온난화는 이제 남극 대륙에 더 높은 압력의 형태로 표면 쪽으로 여과되기 시작하고 있으며, 이는 8월까지 그리고 아마도 봄까지 호주의 날씨에 영향을 미칠 가능성이 있는 설정입니다.

중앙에 남극 대륙이 있는 지구의 디지털 사진입니다. 다양한 색상은 남극 대륙 주변의 온도 변화를 보여줍니다.
이달 초 남극 동북부 기온이 불과 10일 만에 50도 이상 상승했다.(공급:NOAA)
갑작스런 성층권 온난화 현상이란 무엇입니까?
SSW라는 용어는 북극이나 남극의 급격한 온난화를 설명하는 데 사용되며, 이는 차가운 극지방과 온화한 중위도 사이의 온도 대비를 감소시킵니다.

상층부 바람은 열적 구배에 의해 추진되기 때문에, 이러한 온난화는 극소용돌이의 붕괴, 즉 극을 일주하는 맹렬한 성층권 서풍의 상당한 약화를 초래합니다.

일반적으로 성층권에 대한 이러한 갑작스러운 변화는 대류권(기후가 발생하는 대기층)을 여과하고 파괴하여 몇 주 동안 장기간의 극한 날씨를 초래할 수 있습니다.

가장 강력한 SSW 사건은 2018년 2월까지 유럽에서 발생한 악명 높은 “동쪽에서 온 짐승” 겨울 폭풍을 포함하여 극 소용돌이 주변의 바람을 서쪽에서 동쪽으로 역전시키기도 합니다.

SSW는 북극 지역의 육지와 바다의 정렬로 인해 거의 전적으로 북반구 현상으로, 평균 2년마다 발생합니다. 기상학(BOM); 2002년 9월과 2019년 9월.

기술적으로 성층권의 온난화는 진정한 SSW로 분류되기 위해서는 평균 최소 25C가 필요하며, 이번 사건의 온난화는 남극 동부 해안 근처에서 그 수치를 두 배로 늘렸지만, 남극 대륙 전체의 평균 온난화는 지금까지 최고조에 달했을 수 있습니다. 임계 값 아래.

온도 변화를 보여주는 그래프입니다.
남극 성층권 기온은 올 7월 사상 최고치를 기록했다.(제공:NOAA)
가장 심각한 SSW의 강도 이하로 유지되지만 현재 온난화는 남반구 겨울 기록상 가장 강력한 사건이며 BOM의 임은파에 따르면 근처에 거의 고정된 고기압 시스템에 의해 촉발되었을 가능성이 높습니다. 5월과 6월에는 아문센해.

“아문젠 해의 지속적인 기상 패턴은 극소용돌이의 강도와 온도에 변화를 가져올 수 있습니다. 이는 최근 2주 동안 극심한 성층권 온난화의 원인일 가능성이 높습니다.”라고 그녀는 말했습니다.

올 8월에는 바람이 많이 부는 소란스러운 계절이 올 것 같습니다
이제 SSW 이벤트가 진행 중이므로 중요한 질문은 다음과 같습니다. 얼마나 오래 지속되며 날씨에 어떤 영향을 미칠까요?

호주의 날씨와 극 소용돌이 약화 사이의 연관성은 비유로 가장 잘 설명됩니다. 극 소용돌이를 자석처럼 생각해보세요. 자석이 강할수록 물체가 탈출하기가 더 어려워집니다.

따라서 약한 소용돌이는 서풍이 극을 벗어나 적도를 향해 확장되는 것을 허용하며, 이러한 패턴을 음의 남쪽 환상 모드(SAM)라고 합니다.

남빙양에서 서풍과 한랭전선이 북쪽으로 이동하면서 역사적으로 WA 남서부에서 SA 남부, 빅토리아 및 태즈메이니아까지 호주 남부 해안선에 바람이 불고 추우며 소나기가 쏟아졌습니다.

호주를 중심으로 한 지구의 디지털 이미지입니다. 색상은 동부, 남부 및 서부 해안을 따라 표시됩니다.
서풍의 확장으로 인해 남쪽에는 평균 이상의 겨울 비가 내리고, 동해안에는 더 건조한 날씨가 나타납니다.(공급: BOM)
반대로, 호주 동부 해안의 서풍은 따뜻하고 건조한 날씨를 가져오며, 이는 2019년 9월 마지막 남극 SSW가 블랙 서머 산불을 촉발하는 데 중요한 역할을 한 이유를 설명합니다.

하지만 다행히도 현재의 사건은 기록적인 다년간의 가뭄과 일치하지 않습니다. 그리고 기온이 낮은 겨울에 발생하는 산불은 적어도 단기적으로는 광범위하게 확산될 가능성이 거의 없습니다.

그만큼 지난 주말 호주 남동부 전역에 강풍과 눈이 몰아치는 등 지난 주 동안 날씨 변화가 이미 관찰되었으며, 이번 주 두 전선에서는 현재 두 번째 소나기와 돌풍이 몰아치고 있습니다.

그 동안 서풍으로 인해 동부 해안을 따라 더 따뜻하고 건조한 날씨가 발생했습니다. 시드니는 이미 3일 연속 20C 이상의 기온을 기록했습니다.

그렇다면 호주에서는 강화된 편서풍이 얼마나 더 오래 지속될 수 있을까요?

한 쌍의 주요 국제 기상 모델은 SSW 발자국이 8월까지 계속될 것으로 예측하고 있습니다. 이는 남부 주에 폭풍우가 자주 발생하고 앞으로 몇 주 동안 강풍과 폭설이 다시 터질 수 있음을 의미할 수 있습니다.

그러나 모든 기후 동인과 마찬가지로 부정적인 SAM은 평균 날씨와의 편차를 보장하지 않으며 단지 확률을 바꿀 뿐입니다.

남극 대륙의 온도 이상 현상을 보여주는 검은색과 빨간색/파란색 그래프.
선도적인 국제 모델은 8월 초까지 남극 대륙의 성층권 온도가 약 20C 더 상승할 것으로 예측합니다.(제공: NOAA)
올 봄 오존층과 날씨가 위협받고 있다
날씨는 이미 남극 대륙의 따뜻한 성층권에 의해 영향을 받고 있지만, 이러한 성층권의 지속적인 존재는 남반구 대기 조건에 장기적 영향을 미칠 가능성이 있는 일련의 사건을 촉발할 수 있습니다.

이러한 장기적인 영향의 중요한 단계는 올해 오존 구멍이 감소하는 것입니다.

자연적으로 발생하는 구멍의 연간 성장의 핵심 단계는 극 성층권 구름의 형성이지만, 높은 고도의 구름은 극도로 낮은 온도에서만 발생합니다.

구름을 억제하면 태양 복사가 잉여 오존에 의해 흡수되므로 따뜻한 남극 성층권을 유지하거나 심지어 향상시킬 수 있습니다.

“극 성층권 구름의 형성이 적다는 것은 남극 오존 구멍의 제한된 발달을 의미하며, 이는 봄에 극소용돌이의 온난화와 약화에 긍정적으로 피드백될 수 있습니다”라고 Lim 박사는 말했습니다.

본질적으로 오존이 많을수록 더 많은 가열이 발생하고 극 소용돌이가 약해지며, 2023년에 본 것처럼 오존층이 고갈되면 더 차갑고 강한 극 소용돌이가 발생합니다.

위의 과정은 봄까지 서풍의 유사한 확장으로 이어져 남부 해안과 산맥에 평균 이상의 비를 더 많이 내리는 동시에 시드니와 브리즈번을 포함한 동부 해안에는 다시 더 따뜻하고 건조한 조건을 초래할 것입니다.

그러나 봄, 심지어 8월에 대한 정확한 예측은 문제가 됩니다. 남극 근처의 두 번째 변칙 기상 시스템이 앞으로 몇 주 동안 성층권 온난화를 반전시키지 않을 것이라는 보장이 없기 때문입니다.

또 다른 와일드카드는 훙가-통가(Hunga-Tonga) 화산의 잔류 수분으로, 과잉 오존의 균형을 맞출 수 있습니다.

따라서 올해 남은 기간 동안 현재 발표된 예측은 여전히 ​​어느 정도 불확실하다고 결론을 내리는 것이 안전할 것입니다.

2024년 7월 27일 게시, 2024년 7월 27일 업데이트

Record 50C temperature increase over Antarctica to shift Australia’s weather patterns

By ABC meteorologist Tom Saunders

Posted Sat 27 Jul 2024 at 6:33amSaturday 27 Jul 2024 at 6:33am, updated Sat 27 Jul 2024 at 7:12amSaturday 27 Jul 2024 at 7:12am

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Earlier this July, the temperature more than 20 kilometres above the east Antarctic coastline suddenly warmed by about 50 degrees Celsius in a week — an event called a sudden stratospheric warming (SSW).

While SSWs occur every other year in the northern hemisphere, they are extremely rare in the southern hemisphere, and have never previously been observed in winter.

The rapid polar warming is now beginning to filter down towards the surface in the form of higher pressure over Antarctica, a set-up which has the potential to impact Australia’s weather through August and possibly well into spring.

What is a sudden stratospheric warming event?

The term SSW is used to describe a rapid warming over either the Arctic or Antarctic, which reduces the temperature contrast between the cold poles and milder mid latitudes.

Since upper-level winds are driven by a thermal gradient, this warming leads to a breakdown of the polar vortex, or in other words, a significant weakening of the fierce stratospheric westerly winds that circumnavigate the poles.

Typically this sudden change over the stratosphere will then filter down and disrupt the troposphere (the layer of atmosphere where weather occurs), which can result in prolonged spells of extreme weather for weeks.

The strongest SSW events even cause a reversal in winds around the polar vortex from a westerly to an easterly, including the infamous “Beast From the East” winter storm in Europe through February 2018.

SSWs are almost solely a northern hemisphere phenomenon due to the alignment of land and sea in northern polar regions, occurring on average every two years, however in the southern hemisphere only two SSW episodes have been recorded through the past 65 years according to the Bureau Of Meteorology (BOM); in September 2002 and September 2019.

Technically the warming of the stratosphere is required to average at least 25C to be classified as a true SSW, and while this event’s warming has doubled that figure near the east Antarctic coast, the average warming over the whole of Antarctica may have so far peaked just below the threshold.

While remaining below the intensity of the most severe SSWs, the current warming is the strongest event on record for a southern hemisphere winter and, according to Eun-Pa Lim from the BOM, has likely been triggered by a near stationary high-pressure system near the Amundsen Sea in May and June.

“A persistent weather pattern over the Amundsen Sea … can bring changes to the polar vortex strength and temperature … which is likely the cause of the intense stratospheric warming in the recent two weeks,” she said.

Tumultuous spell of windy westerlies likely this August

Now that a SSW event is underway, the critical questions are: How long will it last and what impact will it have on our weather?

The link between Australia’s weather and a weakening polar vortex is best explained with an analogy. Think of the polar vortex like a magnet; the stronger the magnet, the harder for an object to escape.

A weaker vortex therefore allows westerly winds to escape the poles and expand towards the equator, a pattern called a negative southern annular mode (SAM).

A northward migration of westerly winds and cold fronts from the Southern Ocean has historically brought windy, cold and showery weather to Australia’s southern coastline from south-west WA to southern SA, Victoria and Tasmania.

Conversely, westerlies along the east coast of Australia bring warm and dry weather, explaining why the last Antarctic SSW in September 2019 played a major role in fuelling the Black Summer bushfires.

Thankfully, though, the current event is not coinciding with a record multi-year drought. And, occurring in winter when temperatures are cool, it’s very unlikely, at least in the short term, to bring widespread bushfires.

The change in weather has already been observed during the past week, with last weekend’s front driving gales and snow across south-east Australia, while a pair of fronts this week are currently bringing a second burst of showers and gusty winds.

In the meantime, the westerly winds have produced warmer and drier weather along the east coast — Sydney has already recorded three consecutive days above 20C.

So how much longer could then enhanced westerlies last for Australia?

A pair of leading international weather models are predicting the SSW footprint will continue into August, which could mean frequent stormy conditions for the southern states, and possibly renewed bursts of gale-force winds and heavy alpine snow in the weeks ahead.

However, as with all climate drivers, a negative SAM does not guarantee a deviation from average weather, it only swings the odds.

Ozone hole and weather under threat this spring

While the weather is already being impacted by the warm stratosphere over Antarctica, its ongoing presence could instigate a chain of events with the potential for long-lasting impacts on southern hemisphere atmospheric conditions.

A critical step in this prolonged influence would be a reduction in this year’s ozone hole.

A key step in the annual growth of the naturally occurring hole is the formation of polar stratospheric clouds, however the high-altitude clouds only develop in extremely low temperatures

The suppression of clouds could then maintain or even enhance the warm Antarctic stratosphere as radiation from the sun is absorbed by the surplus ozone.

“Less formation of the polar stratospheric clouds means a limited development of the Antarctic ozone hole, which could positively feed back into the warming and weakening of the polar vortex in spring,” Dr Lim said.

Essentially the more ozone the more heating occurs and the weaker the polar vortex, while a depleted ozone layer, like we saw in 2023, leads to a colder and stronger polar vortex.

The above process would lead to a similar expansion of westerly winds through spring, bringing further above-average rain to the southern coast and ranges, while again leading to warmer and drier conditions for the east coast, including Sydney and Brisbane.

However, accurate forecasts for spring, and even August, are problematic, as there is no guarantee a second anomalous weather system near Antarctica won’t reverse the stratospheric warming through the coming weeks.

Another wildcard is the residual moisture from the Hunga-Tonga volcano, which could counterbalance the excess ozone.

Therefore it’s probably safe to conclude forecasts issued now for the rest of the year still have a degree of uncertainty.

Posted 27 Jul 202427 Jul 2024, updated 27 Jul 2024