Dlaczego w maju jest tak zimno? O Zimnej Zośce i ociepleniu

Jest połowa maja, za oknem chłód, a w nocy przymrozki. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy (IMGW-PIB) informuje o wyjątkowo zimnej pierwszej połowie maja. Denialiści klimatyczni zastanawiają się, czy globalne ocieplenie już odwołane. Niestety, znów złe wiadomości dla nich – kilka zimnych dni w Polsce nie znosi globalnego ocieplenia. Co ciekawe, nie jest to tylko tegoroczna anomalia, a raczej regularnie obserwowany trend. „Zimna Zośka” i „zimni ogrodnicy”, czyli ochłodzenie w połowie maja, to nie tylko ludowe przysłowia – okazują się mieć pewne podstawy naukowe. Wyjaśnili to Agata Połajewska i Piotr Stanisławski na łamach Crazy Nauki.

Zimna Zośka to nie bajka

Według IMGW pierwsza połowa maja była anomalnie chłodna szczególnie na wschodzie kraju. 14 maja dobowa średnia temperatura wyniosła jedynie 7°C.

Niestety, weekend będzie jeszcze chłodny, ponieważ „nad Polską wyraźnie widoczne powietrze arktyczne, które sprawi, że nasz kraj będzie w weekend jednym z najzimniejszych regionów Europy”.

Okazuje się, że jest to sytuacja dość typowa dla maja w Polsce. Okres od 12 do 15 maja – czyli kolejno imieniny Pankracego, Serwacego i Bonifacego (zimni ogrodnicy) oraz Zofii (zimna Zośka) to dni, o których mówi się, że potrafią przynieść jeszcze przymrozki i wykończyć rośliny w ogrodzie. W rzeczywistości może stać się to każdego dnia maja, ale bardzo często przypada właśnie na jego połowę.

Naukowcy z Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie przeanalizowali historyczne dane z lat 1881-1980. Prawie każdego roku w tym okresie zdarzały się poważne ochłodzenia (spadek temperatury o więcej niż 10℃), które trwały po kilka dni lub występowały w kilkudniowych blokach rozdzielonych cieplejszymi dniami. Zjawisko pojawiało się nie tylko w Polsce, ale też Niemczech, Francji, Holandii i Słowenii. Jednakże dane UJ kończą się w 1980 r., dlatego też Piotr Stanisławski, współautor Crazy Nauki, postanowił sięgnąć po nowsze dane i zbadać dalej to zjawisko w Polsce.

Zjawisko utrzymuje się mimo przyspieszającej zmiany klimatu

Korzystając z serwisu Weather Spark przejrzeliśmy dane pogodowe dla kolejnych lat XXI wieku. Dane pochodzą z Lotniska Chopina w Warszawie (WAW). Braliśmy pod uwagę wyraźne ochłodzenia zaczynające się w pierwszej połowie maja. Wyraźnie widać tu „zimnych ogrodników” i „zimne Zośki”, choć oczywiście ochłodzenie nie przychodzi zawsze i nie za każdym razem w tym samym momencie. Z analizowanych lat 2001-2023 wyraźnego ochłodzenia nie widać tylko w trzech majach: 2006, 2008 i 2015. Sześciokrotnie (2002, 2007, 2014, 2018, 2020, 2022) ochłodzenie było widoczne, choć niezbyt silne, ale w 5 latach przypadało na połowę miesiąca. Aż w 14 latach ochłodzenie było silne i wyraźnie zauważalne. Zwykle trwało około 5-7 dni, i niemal za każdym razem dotyczyło dat z zakresu 12-19 maja. Czasem (w 7 latach) towarzyszyło mu drugie ochłodzenie pojawiające się wcześniej i zwykle zaczepiające o okolice przedłużonego majowego weekendu.
Piotr Stanisławski, Crazy Nauka

Skąd bierze się ochłodzenie w maju?

Podobnie jak w przypadku nagłych, obfitych opadów śniegu zimą – winny jest polarny prąd strumieniowy (ang.polar jet stream). To niemal pozioma strefa silnego wiatru nad biegunem północnym, która przenosi masy powietrza z zachodu na wschód. Ma duży wpływ na pogodę w Europie na umiarkowanych szerokościach geograficznych, a więc też w Polsce. Wiatr w tej strefie osiąga prędkości powyżej 400 km/h i formuje się dzięki dużej różnicy temperatur między obszarem polarnym a niższymi szerokościami geograficznymi. W ten sposób prąd strumieniowy oddziela zimne arktyczne powietrze od cieplejszego z południa, zamykając zimne powietrze wewnątrz swojej strefy.

W uproszczeniu – kiedy wraz z ustępowaniem nocy polarnej regiony silnie wychłodzone regiony arktyczne zaczynają się ogrzewać (noc polarna kończy się 22 czerwca), maleje różnica temperatur między północą a południem, wnętrzem a zewnętrzem prądu strumieniowego. Przez to zaczyna on słabnąć i zwalniać, meandrując, tworząc zakola, a nawet się przerywając. W ten sposób zimne powietrze potrafi sięgnąć aż nad Europę – tak jak ma to miejsce obecnie, co można zaobserwować na poniższej mapie z dnia 16 maja. Aby samodzielnie obejrzeć bieżący stan prądu strumieniowego, należy wybrać ustawienia: Air, Wind, 250 hPa.

Zmiany w cyrkulacji prądu strumieniowego mają jeszcze jeden istotny skutek – długie utrzymywanie się warunków pogodowych nad danym obszarem. Do tego doszedł kolejny mechanizm. Na pogodę w Europie istotny wpływ ma też cyrkulacja strefowa – w tym przypadku zachodnia. O tej porze roku Ocean Atlantycki jest jeszcze wychłodzony po zimie, a lądy zaczynają się już ogrzewać. Woda ma bowiem wyższą pojemną cieplną niż powietrze, dlatego potrzeba dużo więcej energii, by ją ogrzać. Taka sytuacja osłabia cyrkulację zachodnią, która przenosi ciepłe powietrze z zachodu na wschód.

Jak tłumaczy Crazy Nauka na Instagramie: w tej sytuacji nad Europą Środkową tworzą się wyże atmosferyczne, a nad Europą Wschodnią – niże. Te układy powietrza wirują w odwrotnych kierunkach i zderzają się nad Polską. W ten sposób powstaje „gigantyczna pompa”, która dodatkowo zasysa zimne powietrze z północy. Przez meandrujący prąd strumieniowy w tym roku ta sytuacja jest wyjątkowo stabilna.