Hva er NAO – den nordatlantiske svingning?

Det følgende er et redigert utdrag fra boken hva er KLIMA, av Øyvind Paasche og Erik Kolstad

Den danske misjonæren Hans Egede Saabye (1746–1817) holdt til på Grønland i siste halvdel av 1700-tallet, og i et berømt dagboknotat kom han med en interessant observasjon:

Alle Vintere i Grønland ere haarde, dog med Forskjel. De danske lægge Mærke til, at naar Vinteren har været streng, som vi kalde det, i Danmark, har den grønlandske på sin Maade været mildere, og omvendt.

Dette er den første kjente referansen til en systematisk forskjell mellom været på Grønland og været langt borte. I 1811 ble det publisert en tysk studie som innhentet informasjon fra flere dagbøker fra Grønland og Tyskland, og fra dette materialet har det blitt laget en tabell over vintre som var kjennetegnet av store forskjeller mellom disse stedene. Her kan vi for eksempel se at vinteren i år 1709 var «veldig mild» på Grønland og «ekstraordinært streng» i Tyskland. Et eksempel på det motsatte forekom i år 1756, hvor vinteren var «veldig barsk og streng» på Grønland og «veldig mild» i Tyskland.

Først hundre år senere hadde naturvitenskapen utviklet det statistiske rammeverket som var nødvendig for å kunne beskrive forskjellene mellom Grønland og Danmark eller Tyskland på en robust måte. Det ble gjort av østerrikeren Felix Exner (1876– 1930) i 1913. Da publiserte han en studie, hvor han regnet ut korrelasjonen (samvariasjonen) mellom observasjonspunkt på den nordlige halvkule på vinterstid. En av de største antikorrelasjonene, et tegn på svingning i motfase, finnes mellom Stykkishólmur på Island – hvor vi har kontinuerlige målinger fra helt tilbake til 1845 – og flere stasjoner lenger sør i Nord-Atlanteren: Ponta Delgado på Azorene, Alger i Algerie og Lisboa i Portugal. Når trykket er uvanlig lavt på Island, er det gjerne samtidig unormalt høyt lenger sør, og vice versa.

Slike lufttrykkmønstre har konsekvenser for temperaturen. Når trykket er lavere enn normalt ved Island, føres det mild luft opp til Nord-Europa fra sørvest. Samtidig ledes kalde luftmasser ned fra nord i områdene vest for Island, altså på Grønland. Det var denne forskjellen Saabye hadde notert seg i sine dagbøker.

Nord-Atlanteren har altså sin egen pendel som svinger frem og tilbake. Pendelens oppførsel kan minne om det mønsteret som Gilbert Walker oppdaget på tvers av Stillehavet, og det var nettopp han som i 1924 gav dette fenomenet navnet The North Atlantic Oscillation («Den nordatlantiske svingning»), eller NAO, som vi for korthets skyld kaller den i fortsettelsen.

Lisboa og Stykkishólmur blir brukt for å skape de lengste måleseriene av det vi kaller NAO-indeksen. Dette er enkelt og greit forskjellen mellom lufttrykket på de to stasjonene. Ved hjelp av kun to målepunkter kan vi beskrive en stor del av værbildet i hele den vestlige delen av Europa, på Grønland, det nordøstlige USA og til og med det nordvestlige Afrika.

NAO-indeksen er positiv for en gitt måned eller årstid dersom det var flere lavtrykk enn normalt ved Island og høyere trykk enn normalt lenger sør i Nord-Atlanteren.

Her til lands er vi til de grader påvirket av NAO. Når vi lister opp hvor stor innflytelse NAO-indeksen har på den målte nedbøren ved en lang rekke stasjoner i Europa, kommer Bergen som oftest på førsteplass. Vinteren 2019–20 hadde den høyeste positive NAO-indeksen i nyere tid, og samtidig falt mer enn halvannen ganger så mye nedbør som normalt i Bergen. Dette var også første gang det ikke ble målt et eneste døgn med gjennomsnittstemperatur under null grader gjennom vinteren i Bergen. Vinteren etter, altså 2020–21, har vært nevnt tidligere som en kald vinter. Da var NAO-indeksen på sitt laveste siden 2009–10, og det kom kun 62 % av den normale nedbørsmengden.

Den nordatlantiske svingningen er viktig. Et av de store spørsmålene er derfor: Hva er den egentlig for noe? Vi kan beskrive hvordan den arter seg i form av lufttrykk-, vind- og nedbørsmønstre, men hvorfor er det slik?

Det viser seg at NAO er koblet til polarvirvelen i stratosfæren. Om vinteren er den kaldeste lufta på den nordlige halvkule konsentrert i polområdene. Lufta er tung og trykkes sammen i den nedre delen av atmosfæren. Det betyr at de høyere luftlagene fra stratosfæren og oppover inneholder relativt lite luft, og det er ensbetydende med at det er et lavtrykk der oppe. Som oftest er dette lavtrykket ganske symmetrisk over polområdene. Og som rundt alle lavtrykk på den nordlige halvkule roterer luftmassene rundt dette lavtrykket, mot klokken. Vinden er sterkest i ytterkantene av lavtrykket, slik at det vanligvis blåser temmelig kraftig fra øst mot vest over Norge, med et maksimum rundt 60 grader nord, rett over Bergen og Oslo. Det er denne vinden vi kaller polarvirvelen, og selv om den manifesterer seg langt over hodene våre, har den en betydelig innflytelse på været vårt om vinteren.

I den nevnte milde og våte vinteren i 2019–20 var vindene i polarvirvelen oppe i høyden unormalt sterke, samtidig som lavtrykkene nede på bakken ble styrt inn mot Norge og brakte med seg mengder av varm og fuktig luft. De kalde vintrene i både 2009–10 og 2020–21 brøt virvelen sammen, samtidig som det nesten ikke kom et eneste lavtrykk inn mot kysten vår.

Den sistnevnte vinteren begynte mildt i desember 2020, og det så ut til at vi skulle få enda en vinter med en sterk virvel og en høy NAO-indeks, som vinteren før. Men så kom det plutselig meldinger i romjulen om at værvarslingsmodellene antydet at virvelen kom til å bryte sammen tidlig i januar. Dermed økte sjansene for at vinteren kom til å utvikle seg i kald retning. Og sannelig, 5. januar 2021 brøt virvelen sammen på spektakulært vis. Temperaturen i stratosfæren over Nordpolen økte med nesten 60 grader på noen få dager. Dette er en klar indikator på at virvelen bryter ned, ettersom det er den vanligvis kalde lufta over polområdene som er drivkraften til virvelen. Vi kaller de hendelsene der polarvirvelen bryter ned, for «brå stratosfæriske oppvarminger».