Från 78 grader på tisdag till snö på onsdag? Sådana här svängningar är inte ovanliga i centrala USA, där vädret snabbt kan skifta från en extrem till en annan. Det gäller särskilt på våren, när förhållandena förvandlas till en berg- och dalbana, med ljumma vårdagar som följs av plötsliga återgångar till vintern.
Dessa vilda svängningar har varit fullt synliga den här våren, med en rekordstor cyklon den 13-14 mars och ett andra system den här månaden som medförde mycket tung snö och intensiva vindar i ett stort område från Colorado till Minnesota. För forskare som jag är denna region en fascinerande, och ibland frustrerande, plats att studera väder och klimat på. Det är ingen tillfällighet att platser som Colorado och Oklahoma är bland världens centrum för atmosfärsforskning.
Var vindarna möter bergen
Vad genererar sådant ”stort väder” på de stora slätterna? Det börjar med geografin.
När man reser västerut över centrala USA sluttar slätterna gradvis uppåt. Sedan, i centrala Colorado, stiger terrängen snabbt upp till Klippiga bergen, vilket skapar stora höjdskillnader, tillsammans med mer subtila åsar och floddalar. Denna topografi skapar förutsättningar för vår regions komplexa vädersystem.
Sydöstra Colorado och de angränsande pannlandskapen i Texas och Oklahoma utgör en grogrund för extratropiska cykloner – de stora lågtryckssystem som rutinmässigt rör sig över landet och för med sig regn, snö, åska och starka vindar. När lågtryckståg i luften rör sig från väst till öst över Klippiga bergen och sedan dyker upp på andra sidan, ”sträcks” luftpelarna vertikalt. Detta gör att de snurrar allt snabbare, precis som konståkare gör när de drar in armarna.
Dessa egenskaper samverkar med den vanliga temperaturgradienten från söder till norr som finns öster om bergen – det vill säga varmare i söder och kallare i norr – och sätter igång en process där starka kall- och varmfronter utvecklas och en cyklon snabbt kan intensifieras. Längs dessa fronter bildas utbredd nederbörd, inklusive allt från tung snö till kraftiga åskväder.
Den ena eller andra dagen innan cyklonen utvecklas ligger temperaturen ofta långt över genomsnittet, för att sedan snabbt sjunka när den kraftiga kallfronten i samband med cyklonen drar fram. Med andra ord är de snabba temperaturförändringar som vi ser öster om Klippiga bergen inte bara en intressant aspekt av dessa stormar – de är avgörande för deras utveckling och intensifiering.
När dessa cykloner utvecklas på hösten och våren kan de generera många former av ovanligt och farligt väder, ibland bara några få län från varandra. Besökare i östra Colorado blir ofta förvånade när de får höra varningar för skogsbränder, tornados och snöstorm samtidigt. Som klimatologen Brian Brettschneider har visat, får stora delar av Great Plains-regionen i genomsnitt långt över en fot snö – efter årets första dag med 70 grader! Och Colorado är den enda delstaten i landet där varje månad på året är den genomsnittligt blötaste månaden på året i någon del av delstaten.
Utmaningar för prognoser
Det är mycket som står på spel under större stormar i centrala USA. Denna region har en historia av dödliga översvämningar, och torka, skogsbränder, tornados och hagelstormar här kan orsaka miljarder dollar i förluster och skador.
Tack vare hängiven forskning och ökad datorkraft fortsätter väderprognoserna att förbättras stadigt. National Weather Services prognoser för årets cykloner i mars och april var helt rättvisande. Men det är fortfarande mycket svårt att förutse mer lokala snöstormar och åskväder med tanke på regionens komplexa terräng. Detta är ett ämne för fortsatt forskning.
Det återstår också viktiga frågor om klimatförändringens effekter på de norra och södra Great Plains, tack vare den enorma variationen i vädret. Vi har sett en tydlig uppvärmningstrend, liksom i de flesta delar av landet, men det är svårt att fastställa hur denna uppvärmning påverkar faktorer som torka, hårt väder och snöstormar.
Efter svår torka i många områden under 2018 har 2019 hittills varit ett av de regnigaste åren någonsin. Är detta bara en återspegling av vårt naturligt mycket varierande klimat, eller en del av en långsiktig trend i samband med den allmänna uppvärmningen av planeten?
Trots dessa utmaningar brinner meteorologer och klimatologer för att ta reda på hur atmosfären fungerar, göra bättre förutsägelser av dess beteende och kommunicera denna information till beslutsfattare och allmänheten. Händelser som vårens stora stormar påminner oss om att vi alla måste vara väderberedda året runt.