Entendiendo el vórtice polar (1/2)

Artículo original de Rebecca Lindsey, revisado por Amy Butler y James Overland. Publicado en marzo de 2021 en https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/understanding-arctic-polar-vortex. Traducción de Ricardo Torrijo.

A finales de febrero de 2021, mientras las llanuras del sur y la costa del Golfo en EE.UU. sufrían una inusual entrada de aire frío, empezó a escucharse el concepto de vórtice polar y la posibilidad de que el frío extremo fuera un ejemplo más de clima desbocado debido al calentamiento global. En este artículo, se habla con dos expertos de la NOAA sobre el devastador episodio de frío extremo, el vórtice polar y la posible relación con el calentamiento con el calentamiento global.[1]

Vórtice polar y corriente en chorro polar

El vórtice polar ártico es una banda de fuertes vientos del oeste que se forma en la estratosfera entre unos 15 y 30 kilómetros por encima del Polo Norte cada invierno. Los vientos circunvalan  una gran reserva de aire extremadamente frío (hay un vórtice polar aún más fuerte en la estratosfera del hemisferio sur en su invierno). Cuantos más fuertes son dichos vientos, más se aísla, el aire en su interior, de las latitudes más cálidas y más frío se vuelve dicho aire.

Cuando el vórtice polar ártico es especialmente fuerte y estable (imagen de la izquierda), se favorece que la corriente en chorro polar, la que está por debajo en la troposfera, se desplace hacia el norte. El aire polar más frío permanece en el Ártico. Cuando el vórtice se debilita, se desplaza o se divide (imagen de la derecha), la corriente en chorro polar a menudo se vuelve extremadamente ondulada, permitiendo que el aire cálido inunde el Ártico y que el aire polar se hunda en las latitudes medias. Gráfico de NOAA Climate.gov, adaptado del original de NOAA.gov. De la imagen original se han traducido al castellano de los títulos y se han convertido las unidades de millas a km.

Según la experta en estratosfera de la NOAA, Amy Butler, la gente suele confundir el vórtice polar con la corriente en chorro polar, pero ambos se encuentran en capas de la atmósfera completamente distintas. La corriente en chorro polar se produce en la troposfera, a una altura de entre 5 y 9 millas por encima de la superficie. Marca el límite entre las masas de aire de la superficie, separando el aire más cálido de las latitudes medias del aire más frío de los polos. Es la corriente en chorro polar la que desempeña un papel tan importante en nuestro clima invernal cotidiano en las latitudes medias, no el vórtice polar.

El vórtice polar y nuestro clima invernal

El vórtice polar no siempre influye en el clima invernal de las latitudes medias. Sin embargo, cuando lo hace, los efectos pueden ser extremos. Cuando el vórtice polar es especialmente fuerte, por ejemplo, el chorro polar tiende a permanecer más al norte y a mostrar un flujo zonal más marcado, con menos meandros. En superficie, este estado estable de la estratosfera se asocia a menudo con un Ártico aún más frío de lo habitual y con un tiempo más suave de lo normal en latitudes medias. La Oscilación Ártica[2], que sigue los patrones de viento y presión atmosférica a escala hemisférica, suele ser positiva.

En el otro extremo, el vórtice polar se desvía ocasionalmente cuando ondas atmosféricas especialmente fuertes en la troposfera rompen hacia la estratosfera. El vórtice se ralentiza y puede inestabilizarse, desbordar la zona polar, dividirse en varios lóbulos o, en los casos más extremos, invertir temporalmente su dirección. Independientemente de sus «condimentos», estas perturbaciones tienen una cosa en común: un pico en las temperaturas de la estratosfera polar, razón por la cual se llaman calentamientos estratosféricos súbitos.

En las semanas que siguen a una perturbación estratosférica, la corriente en chorro polar suele adoptar una forma ondulada, con profundas vaguadas y pronunciadas dorsales que pueden permanecer cuasi estacionarías durante días. La naturaleza exacta de la interacción -cómo el chorro polar «siente» la perturbación del vórtice polar y por qué reacciona de la manera en que lo hace- no se comprende del todo. Bajo las dorsales de altas presiones el aire cálido se desborda hacia el norte llegando al Ártico. A menudo impulsa un deshielo extremo en zonas árticas, mientras que aire polar rellena vaguadas meridionales de baja presión, trayendo condiciones invernales más al sur que la media. Entonces, a menudo, la Oscilación Ártica entra en su fase negativa.

Temperatura (el color púrpura es más frío, el rosa es más cálido) y vientos (líneas blancas) en el nivel de presión de 250 milibares (la altitud a la que la presión es de 250 milibares), mostrando la trayectoria profundamente ondulada de la corriente en chorro polar a través de los Estados Unidos el 15 de febrero de 2021. Captura de pantalla de Earth.Nullschool, basada en datos del Sistema de Previsión Global de la NOAA.

El vórtice polar y el extremo frío de febrero de 2021 en el centro-sur de Estados Unidos

Según Butler, es razonable suponer que el vórtice polar desempeñó un papel en el brote de clima invernal extremo que azotó las llanuras del sur a finales de febrero. Hay muchas investigaciones que relacionan las interrupciones del vórtice polar estratosférico con brotes de aire frío extremo en las latitudes medias de Estados Unidos o Eurasia unas semanas después.

En enero se produjo un repentino calentamiento estratosférico, explicó Butler. El vórtice polar se debilitó. Se estiró, deformó y se deslizó hacia el sur del polo. En la mayoría de los casos, cuando esto ocurre -y lo hace por término medio cada dos años en el Ártico- alguna parte de las latitudes medias acaba experimentando un brote de aire frío. La interrupción del vórtice favoreció que la corriente en chorro polar se volviera más débil durante varias semanas y, en combinación con otros patrones meteorológicos, creó condiciones favorables para un severo brote de aire frío en el centro de Estados Unidos.

Temperaturas del aire cerca de la superficie en todo el hemisferio norte del 15 al 22 de febrero de 2021, comparadas con la media de 1981-2010. La corriente en chorro polar se adentró en el centro-sur de los Estados Unidos, llevando un frío extremo (azul oscuro) a las llanuras del sur. Mientras tanto, algunas partes del Ártico fueron mucho más cálidas que la media (naranja y rojo). Imagen de NOAA Climate.gov, basada en los datos del Reanálisis NCEP/NCAR de la herramienta de composiciones diarias del Laboratorio de Ciencias Físicas de la NOAA. De la imagen original se han traducido al castellano de los títulos y se han convertido las unidades de ºF a ºC. 

Por otra parte, según esta experta, muchos brotes de aire frío en el Ártico se producen en un invierno determinado sin ninguna ayuda del vórtice polar. Por no hablar de que a veces el vórtice polar se interrumpe y hay pocos impactos, si es que hay alguno, en el tiempo que se siente en  superficie. Por lo tanto, culpar al vórtice polar sería una exageración (para una perspectiva sobre el posible papel jugado por los patrones de temperatura del océano Pacífico en un evento similar que ocurrió en el invierno de 2013/14 y que podría estar en juego durante este evento, echa un vistazo a la entrada del blog ENSO,  ENSO blog post, de Dennis Hartmann y sus comentarios actualizados).

Puede seguir la segunda parte de esta entrada siguiendo el enlace: https://aemetblog.es/2022/06/30/entendiendo-el-vortice-polar-2-2/


[1] N.T. Dicha entrada de frío en EE.UU. fue un mes posterior a la entrada de la famosa borrasca Filomena en España y también hubo muchas especulaciones al respecto.

[2]N.T. Según meteoglosario, el modo anular del norte (MAN) o septentrional, también conocido como oscilación ártica, es un patrón climático caracterizado por un cinturón de vientos alrededor del Ártico (en torno a 55 ºN de latitud), circulando en sentido antihorario. En su fase positiva, estos vientos son intensos y confinan el aire más frío en las regiones polares. Más información en: https://meteoglosario.aemet.es/es/termino/697_modos-anulares

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