Extreme kou in Noord-Amerika, normale winter in Nederland

In het midwesten van de Verenigde Staten en in centraal Canada was het woensdag 30 januari en donderdag 31 januari heel koud. De minimumtemperatuur was daar tot 40 graden onder nul (figuur 1) en de maximumtemperatuur kwam niet hoger dan -25 graden. Ondertussen krijgen we in Nederland geen vorstperiode, de verwachting is dat de temperatuur de komende week alleen in de ochtend onder nul komt met af en toe (natte) sneeuw, vrij normaal weer voor begin februari. Er zijn twee factoren die het winterweer voorspelbaar beïnvloeden: verstoringen in de poolwervel en klimaatverandering. Wat is het effect daarvan dit jaar?

Poolwervel

De poolwervel (polaire vortex) is een ring van sterke westenwinden op 30 tot 50 kilometer hoogte in de stratosfeer die in de winter rond de pool draaien op ongeveer 60° noorderbreedte (en zuiderbreedte). Deze ontstaat door het temperatuurverschil tussen de koude lucht boven de pool, waar de zon dan niet schijnt, en de minder koude lucht daaromheen. Soms wordt de stroming echter instabiel en breekt de ring in stukken uiteen of verschuift van de pool af. Hierdoor komt minder koude lucht het noordpoolgebied binnen en warmt de stratosfeer daar plotseling sterk op.

Dit is allemaal ver boven onze hoofden, maar heeft soms indirect toch invloed op het weer aan de grond. In de weken na een plotselinge opwarming in de stratosfeer volgt de straalstroom op 10 kilometer hoogte vaak een iets zuidelijker koers, waardoor poollucht de kans krijgt om verder naar het zuiden te stromen. Dat geeft dan een koudegolf aan de grond in gematigde streken. In de weken nadat de poolwervel is verstoord is er daardoor een grotere kans op een vorstperiode in Nederland dan normaal. We hebben berekend dat de kans in de eerste twee tot drie weken twee keer zo groot is.

Begin januari splitste de poolwervel zich. Deze keer reageerden de lagere luchtlagen heel lang nauwelijks. Pas nu, vier weken later, zien we een meer zuidelijke positie van de straalstroom ontstaan boven Noord-Amerika (figuur 2). De koude-uitbraak daar valt samen met een afsplitsing van de verzwakte poolwervel boven Canada. De poolwervel lijkt zich de komende weken weer te herstellen. Voor Nederland zien we de komende twee weken vooral normaal winterweer in de verwachtingen.

Klimaatverandering

De andere factor die de kans op koudegolven beïnvloedt is uiteraard klimaatverandering. De aarde warmt op door broeikasgassen, en dat heeft ook effecten op de winter. Die zijn wel lastiger te ontwaren dan in andere seizoenen, simpelweg omdat het verschil tussen een koude winter en een zachte winter veel groter is dan de trend tot nu toe. Toch is de laatste jaren duidelijk geworden dat koudegolven zelfs sneller opwarmen dan het gemiddelde winterweer. De reden daarvoor is simpel: het gebied rond de Noordpool warmt in de winter veel sneller op dan de wereldgemiddelde temperatuur. De koude lucht die daar vandaan komt bij een koudegolf is dus ook minder koud.

Dit is ook het geval met de koudegolf van woensdag 30 januari en donderdag 31 januari in het midwesten van de Verenigde Staten. Figuur 3 laat de laagste minimumtemperatuur van de winter zien, gemiddeld over het gebied waar dit jaar de kou extreem was. Dit laat een duidelijk stijgende trend zien in deze extremen. De opwarming van deze koude extremen gaat grofweg drie keer sneller dan de stijging van de wereldgemiddelde temperatuur, wat dus samenhangt met de snelle opwarming van het noordpoolgebied. We kunnen ook uitrekenen dat een extreme koudegolf, zoals die nu in Chicago en het gebied ten westen daarvan plaatsvindt, vroeger eens in de ongeveer twintig jaar voorkwam, maar nu nog maar eens in de honderd jaar of minder. Daarbij moet je bedenken dat dat alleen voor dat gebied geldt. Bijna elk jaar is er ergens in de VS wel een extreme koudegolf, simpelweg omdat het land zo groot is en er dus op veel verschillende plaatsen een koudegolf kan zijn.

KNMI-klimaatbericht door Geert Jan van Oldenborgh en Michiel van Weele