Fjernkopling (frå engelsk ) innan meteorologi syner til forskjellige klimamønster og anomaliar i dei atmosfæriske sirkulasjonane som påverkar kvarandre over store avstandar, typisk tusenvis av kilometer eller på planetær skala. Endringar i desse systema kan til dømes påverke plasseringa og intensiteten til jetstraumane og slik påverke temperatur, nedbørmengder, lågtrykksbanar og høgtrykksplasseringar over store område.
Endringar i klimamønstra oppstår naturleg i det kaotiske atmosfæresystemet, både internt i den dynamiske atmosfæren og gjennom endringar i havoverflatetemperaturen som så påverkar atmosfæren. Dei kan ofte vere hovudårsaka bak unormale vêrmønster som skjer samstundes over store avstandar. Til dømes var vinteren 1995/1996 særs kald og snørik aust i Nord-Amerika, samstundes som vinteren i Nord-Europa og Skandinavia var kald og Sør-Europa og Nord-Afrika fekk ein særs våt og stormfull vinter. Desse var alle dels knytte til det same fjernkoplingsmønsteret: ein kraftig negativ fase av den nordatlantiske oscillasjonen (NAO).
Ein av dei mest kjende fjernkoplingane, og den første som vart oppdaga, er koplinga mellom lufttrykket i Tahiti og Darwin i Australia, som definerer den sørlege oscillasjonen og er med å setje i gang El Niño og La Niña-episodar. Eit anna døme er koplinga mellom vêret nær jordoverflata og stratosfæren, til dømes gjennom brå stratosfæriske oppvarmingar som påverkar polarkvervelen og kan føre til iskalde vintrar.
Historie Den britiske meteorologen Gilbert Walker var den første til å leggje merke til fjernkoplingar seint på 1800-talet då han rekna på korrelasjonen mellom tidsseriar for lufttrykk, temperatur og nedbør. Dei gjorde han i stand til å forstå klimavariabilitet ved å vise at variasjonar i nedbørmengdene ikkje var heilt tilfeldig. Omgrepet El Niño–Sørleg oscillasjon (ENSO) stadfester implisitt at fenomenet ligg til grunn for variabilitet på fleire stader samstundes. Det vart seinare oppdaga at dei tilknytte fjernkoplingane oppstod over heile Nord-Amerika gjennom endringar i PNA-mønsteret.
I 1980-åra førte betre observasjonar til at ein oppdaga fleire fjernkoplingar over større avstandar gjennom troposfæren. Samstundes oppstod det ein teori om at slike mønster kunne forståast gjennom dispersjon av Rossbybølgjer på grunn av den sfæriske geometrien til jorda. Dette vert stundom kalla «protomodellen».
Teori
Mykje av den tidlege teorien kring fjernkoplingar omhandla ein barotrop, linearisert modell av luftstraumane kring ein konstant middeltilstand. Men modellen vart etter kort tid forkasta då det vart oppdaga at dei faktiske fjernkoplingane var nesten heilt uavhengige av kvar pådriva oppstod, som var heilt motsett av det føreseiinga av denne enkle modellen gav. Simmons m.fl. synte at om ein nytta ein meir realistisk bakgrunnstilstand, vart tilstanden ustabil og gav mønster som likna på kvarandre uavhengig av kvar pådriva oppstod. Dette var altså i samsvar med observasjonane. Denne «modale» eigenskapen viste seg å vere eit produkt av barotropisiteten i modellen, men ein har likevel observert dette av meir uforståelege årsaker i meir realistiske modellar.
I nyare forsking har ein vist at ein kan forstå dei fleste fjernkoplingane frå tropane til ekstratropane med stor presisjon ved hjelp av forplantning av lineære, planetære bølgjer i ein tredimensjonal grunntilstand som varierer gjennom året. Fordi mønstra er persistente over tid og er noko «låste» til geografiske faktorar som fjellkjeder, vert desse bølgjene kalla stasjonære.
Ein annan fjernkoplingsmekanisme mellom dei tropiske havområda og regionar på midlare breiddegrader er sonalt symmetriske, altså symmetriske langs breiddegradslinjene og mellom halvkulene, i motsetnad til stasjonære bølgjemekanismar. Desse er avhengige av vekselverknader mellom forbigåande kvervlar og den midla luftstraumen som gjensidig forsterkar kvarandre (dei er ikkje-lineære). Det er blitt vist til å forklare somme sider ved ENSO-koplinga til temperatur og nedbør. Andre forskarar har indikert at det finst korrelasjonar mellom mange fjernkoplingar og lokale klimaendringar.
Bruk Sidan somme av klimamønstera som inngår i fjernkoplingane kan vere føreseieleg lang tid i førevegen, kan dei til ein viss grad nyttast innan vêrvarsling, særskild for månads- og sesongvarsel.IRI Seasonal Climate Forecasts Dei tropiske havoverflatetemperaturane er til dømes mogeleg å varsle opp til to år framover i tid.
Klimamønster Dei fleste klimamønstra som er nemnde under har ei fjernkopling til andre klimamønster på jorda, men det kan varierer ein del i kor stor grad dei påverkar kvarandre.
Trykkmønster Den arktiske oscillasjonen (AO)
Den arktiske oscillasjonen syner til storskala trykkskilnader mellom dei arktiske stroka og mildare breiddegrader, kring 37–45 ºN. Han vert òg kalla den nordlege ringforma modusen (Northern Annular Mode, NAM). Utrekninga av indeksen tek utgangspunkt i den første modusen av EOF-analysar av månadsmiddelet av høgda på trykkflata 1000 hPa over ein periode på minst 20 år. Når AO-indeksen er positiv, er bakketrykket lågt i Arktis. Dette gjer at jetstraumen på mildare breiddegrader bles kraftigare og i rettare linjer frå vest til aust, og held dermed den kalde, arktiske lufta låst inne i polarområda. Når AO-indeksen er negativ, er det auka tendens til å få høgtrykk i polarområda, jetstraumen vert svakare og buktar seg lettare nordover og sørover på veg austover, slik at ein får større rørsler av iskald polarluft sørover til midlare breiddegrader, og varmare luft frå sør nordover til polare strøk.»
Ei rekkje liknande trykkbaserte fjernkoplingar, som den nordatlantiske oscillasjonen (NAO) eller Stillehavs-Nord-Amerika-mønsteret (PNA), kan reknast som regionale versjonar av den arktiske oscillasjonen, då prinsippet er det same, men berre for delar av den nordlege halvkula, og ikkje heile den nordlege halvkula, som AO omfattar.
Den antarktiske oscillasjonen (AAO) Den antarktiske oscillasjonen er den sørlege motparten til den arktiske oscillasjonen og syner på same vis til trykkskilnadane mellom dei antarktiske stroka og mildare breiddegrader. Han vert òg kalla den sørlege ringforma modusen (Southern Annular Mode, SAM). I motsetnad til AO-indeksen, som vert rekna ut ved hjelp av høgda til trykkflata ved 1000 hPa, nyttar ein høgda til trykkflata ved 700 hPa for å rekne ut AAO-indeksen. Dette kjem av at terrenget på Antarktis er vesentleg høgare enn Arktis og at trykket derfor aldri blir 1000 hPa over store deler av Antarktis.
AAO vert vidare skildra på liknande vis enn AO, men vert ofte definert ut frå eit vestavindsbelte eller lågtrykk som ligg kring Antarktisk og som flyttar seg nordover eller sørover etter korleis indeksen svingar. I dei positive fasane vert vestavindsbeltet som driv Sørishavsstraumen sterkare og trekkjer seg saman mot Antarktis, medan den negative fasen involverer at dette beltet flyttar seg i retning ekvator. Vinden som er knytt til AAO skapar oppvelling av varmt djuphavsvatn langs den antarktiske kontinentalsokkelen, som har blitt knytt til smelting av isbremmen, og representerer ein mogeleg vinddriven mekanisme som kan destabilisere store delar av den antarktiske iskalotten.
Den nordatlantiske oscillasjonen (NAO)
Den nordatlantiske oscillasjonen syner til skilnader i lufttrykket ved havnivå mellom lågtrykksområdet kring Island og høgtrykket kring Asorane. Svingingar i styrken mellom desse trykksystema styrer styrken og retninga på jetstraumen og dermed styrkken til lågtrykka og kva bane dei tar over Nord-Atlanteren.
Den nordatlantiske oscillasjonen er nært knytt til den arktiske oscillasjonen og ofte, men ikkje alltid, vil dei ha same fase.
Vestavindsbeltet bles over Atlanteren bles fuktig luft inn over Europa. Ein positiv NAO får ein ved forsterka lågtrykk nær Island og meir solid høgtrykk nær Asorane. Dette forsterkar jetstraumen og vestavindsbeltet. Resultatet er lågtrykka gjerne går inn i Nord-Europa, som om vinteren fører til mildare og våtare vær, men om sommaren kjøligare og våtare vær. Er NAO negativ er lågtrykket ved Island svakare, eller ein kan ha høgtrykk ved Island, medan jetstraumen og lågtrykka går mykje lenger sør, ofte inn i Sør-Europa. Nord-Europa hamnar då på den polare sida av jetstraumen og får lettare høgtrykksdominert vêr, som om vinteren tyder kaldare vêr. I høgtrykkssituasjonar i Nord-Europa om sommaren er temperaturen avhengig av kva side av Skandinavia høgtrykket ligg.
NAO har òg ein viss effekt på vêret i Nord-Amerika, særleg i austlege område. Om vinteren når NAO er positiv får ein gjerne ein sterkare sørvestleg luftstraum over austlege Nord-Amerika som hindrar arktisk luft frå å trengje sørover på kontinentet. I kombinasjon ein annan fjernkopling, El Niño, kan dette skape langt mildare vintrar, særleg i øvre Midtvesten og New England. Ein negativ NAO kan derimot lettare føre til kaldluftsutbrot og snøstormar. på vinteren.
Det austatlantiske mønsteret (EA)
Det austatlantiske mønsteret er, som NAO, ein trykkbasert indeks i Nord-Atlanteren. EA-mønsteret har liknande struktur som NAO og baserer seg på trykket nord og sør i Nord-Atlanteren over heile området frå aust til vest. Anomalisenteret til EA-mønsteret er noko lenger søraust enn NAO-mønsteret, og vert derfor stundom rekna som ei søroverretta forskuving av NAO-mønsteret. Senteret på lågare breiddegradar har ei sterk tilknyting til svingingar i plasseringa og intensiteten til det subtropiske høgtrykksområdet, og dette skil EA-mønsteret frå NAO.
Ein positiv EA er knytt til mildare vêr i Europa, og våtare vêr i Nord-Europa og Skandinavia og tørrare vêr i Sør-Europa, gjennom heile året og kjøligare vêr over det sørlege USA frå januar til mai og nordlege og sentrale USA frå juli til oktober.
Det austatlantiske/vestrussiske mønsteret (EATL/WRUS eller EA/WR)
Det austatlantiske/vestrussiske mønsteret er eit av tre trykkpåverka fjernkoplingsmønster som påverkar Eurasia gjennom året, nært knytt til forplanting av rossbybølgjer. Mønsteret er òg blitt kalla Eurasia-2. Mønsteret består av fire anomalisenter. Den positive fasen er knytt til høgare trykk over Europa og Nord-Kina, og lågare trykk over det sentrale Nord-Atlanteren og det nordlege Kaspihavet.
Positiv EA/WR er assosiert med temperaturar over normalen i austlege USA, Vest-Europa og Russland aust for Kaspihavet, og temperaturar lågare enn normalt over Aust-Canada, Aust-Europa aust til Uralfjella, det nordaustlege Afrika og Midtausten. Den negative fasen er assosiert med motsette temperaturanomaliar. Desse anomaliane vert i stor grad forklart av temperaturadveksjon i den lågare troposfæren. Meir nedbør enn normalt finn ein over sentrale Atlanterhavet og sentrale delar av Russland, kring 60 ºE, der ein lågtrykksanomali er dominerande. Austlege Canada og Vest-Europa, inkludert Middelhavsområdet, får gjerne tørrare vêr enn normalt.
Det skandinaviske mønsteret (SCAND) Det skandinaviske mønsteret består av eit sirkulasjonsmønster over Skandinavia og svakare senter med motsett forteikn over Vest-Europa og Aust-Russland/Vest-Mongolia. Mønsteret er òg blitt kalla Eurasia 1. Den positive fasen av dette mønsteret er knytt til positive høgdeanomaliar, og reflekterer stundom store blokkerande høgtrykk over Skandinavia og Vest-Russland, medan ein negativ fase av mønsteret er knytt til negative høgdeanomaliar i desse regionane. Den positive fasen er assosiert med temperaturar under normalen i det sentrale Russland og Vest-Europa, i tillegg til våtare vêr enn normalt i sentrale og sørlege område av Europa, og tørre forhold i Skandinavia. Ein positiv SCAND-indeks har altså ein liknande effekt over Europa som ein negativ NAO-indeks.
Polar/Eurasia-mønsteret