ความผันผวนของแอตแลนติกเหนือและอาร์กติก

การเปลี่ยนแปลงของความกดอากาศที่ควบคุมกระแสลมกรดในละติจูดกลางและเส้นทางพายุ ซึ่งส่งผลต่อสภาพอากาศในฤดูหนาวทั่วทั้งมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือและซีกโลกเหนือโดยรวม

Definition

ความผันผวนของแอตแลนติกเหนือ (North Atlantic Oscillation) คือการเปลี่ยนแปลงความแตกต่างของความกดอากาศระหว่างมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือเขตกึ่งขั้วโลกและเขตกึ่งเขตร้อน และความผันผวนของอาร์กติก (Arctic Oscillation) คือรูปแบบความผิดปกติของความกดอากาศที่กว้างขึ้นในระดับซีกโลกที่ตรงข้ามกันระหว่างอาร์กติกและละติจูดกลาง ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ควบคุมความแรงและตำแหน่งของลมตะวันตก

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมรูปแบบหลักของความแปรปรวนในซีกโลกเหนือเขตนอกเขตร้อน ได้แก่ ความผันผวนของแอตแลนติกเหนือ (North Atlantic Oscillation) ซึ่งเป็นการผันผวนของความแตกต่างของความกดอากาศระหว่างหย่อมความกดอากาศต่ำไอซ์แลนด์และหย่อมความกดอากาศสูงอะซอเรส และความผันผวนของอาร์กติก (Arctic Oscillation) หรือรูปแบบวงแหวนซีกโลกเหนือ (Northern Annular Mode) ที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกัน ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงความกดอากาศแบบสลับไปมาระหว่างขั้วโลกและละติจูดกลางในระดับซีกโลก บทความนี้จะกล่าวถึงว่ารูปแบบเหล่านี้เปลี่ยนแปลงกระแสลมกรดและเส้นทางพายุอย่างไร ผลกระทบต่อฤดูหนาวในยุโรปและอเมริกาเหนือ และความเชื่อมโยงกับชั้นสตราโตสเฟียร์และมหาสมุทร

Core questions

• รูปแบบความกดอากาศใดที่กำหนดความผันผวนเหล่านี้?
• ความผันผวนเหล่านี้ควบคุมกระแสลมกรดและเส้นทางพายุในฤดูหนาวได้อย่างไร?
• ผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศของยุโรปและอเมริกาเหนือคืออะไร?
• ความผันผวนเหล่านี้เชื่อมโยงกับชั้นสตราโตสเฟียร์และการพยากรณ์ได้อย่างไร?

Key theories

พลวัตของรูปแบบวงแหวน

ความผันผวนของอาร์กติกสะท้อนถึงการแลกเปลี่ยนมวลในระดับซีกโลกระหว่างขั้วโลกและละติจูดกลาง ซึ่งทำให้กระแสลมกรดตะวันตกแข็งแกร่งขึ้นหรืออ่อนลง โดยความผันผวนของแอตแลนติกเหนือเป็นปรากฏการณ์ระดับภูมิภาคในมหาสมุทรแอตแลนติก

การเชื่อมโยงระหว่างชั้นสตราโตสเฟียร์และโทรโพสเฟียร์

การเปลี่ยนแปลงความแรงของกระแสลมวนขั้วโลกในชั้นสตราโตสเฟียร์สามารถแพร่กระจายลงมาเพื่อส่งผลต่อรูปแบบวงแหวนบนพื้นผิว ซึ่งเป็นแหล่งที่มาของการพยากรณ์ระยะยาว

Mechanisms

เมื่อหย่อมความกดอากาศต่ำกึ่งขั้วโลกและหย่อมความกดอากาศสูงกึ่งเขตร้อนมีความแรงทั้งคู่ ความแตกต่างของความกดอากาศจะมาก ลมตะวันตกและเส้นทางพายุจะแรงขึ้นและเคลื่อนไปทางเหนือ ทำให้เกิดฤดูหนาวที่อบอุ่นและชื้นในยุโรปตอนเหนือ และสภาพอากาศแห้งแล้งในทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ในทางกลับกัน เฟสตรงข้ามจะทำให้ลมอ่อนลงและเคลื่อนไปทางใต้ ความผันผวนของอาร์กติกแสดงถึงการแลกเปลี่ยนมวลบรรยากาศแบบเดียวกันในระดับซีกโลก และกระแสลมวนขั้วโลกในชั้นสตราโตสเฟียร์ที่แข็งแรงหรืออ่อนแอสามารถส่งผลต่อรูปแบบพื้นผิวเหล่านี้ล่วงหน้าได้หลายสัปดาห์

Clinical relevance

เนื่องจากรูปแบบเหล่านี้มีอิทธิพลต่อความแปรปรวนของอุณหภูมิและปริมาณน้ำฝนในฤดูหนาวทั่วทั้งยุโรปและอเมริกาเหนือ จึงเป็นปัจจัยสำคัญในการพยากรณ์ตามฤดูกาลสำหรับช่วงอากาศหนาวจัด พายุ และความต้องการพลังงานในภูมิภาคที่มีประชากรหนาแน่น

History

การเปลี่ยนแปลงความกดอากาศในแอตแลนติกเหนือถูกกล่าวถึงโดย Walker และคณะในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 และงานวิจัยของ Hurrell ในทศวรรษ 1990 ได้ระบุถึงอิทธิพลที่แข็งแกร่งต่อฤดูหนาวในยุโรปอย่างเป็นรูปธรรม Thompson และ Wallace ได้นำเสนอแนวคิดความผันผวนของอาร์กติกในปี 1998 โดยเชื่อมโยงรูปแบบภูมิภาคเข้ากับรูปแบบวงแหวนในระดับซีกโลกและชั้นสตราโตสเฟียร์

Debates

รูปแบบที่แตกต่างกันหรือสิ่งประดิษฐ์ทางสถิติ

มีการถกเถียงกันมาตั้งแต่มีการนำเสนอว่าความผันผวนของอาร์กติกเป็นรูปแบบทางกายภาพเดียวหรือเป็นเพียงบทสรุปทางสถิติของรูปแบบภูมิภาค เช่น ความผันผวนของแอตแลนติกเหนือ

Key figures

• James Hurrell
• David Thompson
• John Wallace
• Martin Visbeck

Seminal works

• hurrell2003
• thompsonwallace1998

Frequently asked questions

ความผันผวนของแอตแลนติกเหนือส่งผลต่อสภาพอากาศในยุโรปอย่างไร?

ในระยะบวก (positive phase) จะทำให้ลมตะวันตกแรงขึ้น นำมาซึ่งฤดูหนาวที่อบอุ่น ชื้น และมีพายุในยุโรปตอนเหนือ และสภาพอากาศที่แห้งแล้งขึ้นในทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ส่วนระยะลบ (negative phase) จะให้ผลตรงกันข้าม

ความผันผวนของแอตแลนติกเหนือและความผันผวนของอาร์กติกเป็นสิ่งเดียวกันหรือไม่?

ทั้งสองมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด ความผันผวนของแอตแลนติกเหนือเป็นการแสดงออกในระดับภูมิภาคของมหาสมุทรแอตแลนติกของความผันผวนของอาร์กติกในระดับซีกโลก และดัชนีของทั้งสองมีความสัมพันธ์กันอย่างมาก