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. Continuación de la primera parte publicada el día anterior.

El vórtice polar y el calentamiento global

Entre las preguntas que han realizado  los lectores suele aparecer la cuestión de si el calentamiento global está afectando al vórtice polar de una manera que -paradójicamente- haría más probables los brotes de clima invernal severo en las latitudes medias. Según Butler, la idea no es tan contraintuitiva como parece a primera vista.

 “Por ejemplo, las interrupciones del vórtice polar se producen cuando el vórtice es golpeado desde abajo por las ondas atmosféricas a gran escala que circulan  alrededor de la troposfera”, dijo Butler. “Las ondas siempre están ahí, pero cualquier cosa que cambie su fuerza o ubicación -incluyendo los cambios en la temperatura y la presión de la superficie que resultan de la pérdida de hielo marino- puede influir potencialmente en el vórtice polar. Así que la idea sería que, aunque haya una tendencia general al calentamiento, se podría ver un aumento de la gravedad de los fenómenos meteorológicos invernales individuales en algunos lugares.”

Una de las posibilidades es que la ubicación “preferida” del vórtice polar sea sensible a las variaciones regionales de la cubierta de hielo marino. Por ejemplo, un estudio relacionó la extensión del hielo marino de febrero, inferior a la media, en los mares de Barents y Kara del Ártico oriental con un desplazamiento del vórtice polar hacia Eurasia entre los años 80 y 2000. El desplazamiento del vórtice estuvo acompañado de inviernos más fríos que la media en Siberia y las latitudes medias de Eurasia central. 

No hay una tendencia clara, pero los datos son limitados 

Sin embargo, aunque la hipótesis es plausible, Butler afirma que no creo que haya ninguna prueba convincente de una tendencia a largo plazo del vórtice polar. Lo que vemos en el registro es ese período tan interesante en la década de 1990, en el que no se observaron eventos repentinos de calentamiento estratosférico en el Ártico. En otras palabras, el vórtice era fuerte y estable. Pero luego volvieron a aparecer a finales de los 90, y durante la siguiente década hubo uno casi todos los años. Así que hubo una ventana de tiempo a principios de la década de 2010 en la que parecía que podría haber una tendencia hacia estados más débiles, interrumpidos o cambiados del vórtice polar ártico. Pero no ha continuado, y cada vez más, parece que lo que parecía ser el comienzo de una tendencia era sólo la variabilidad natural, o tal vez sólo una vuelta a la tranquilidad de la década de 1990.“

Es difícil, sin embargo, continúa Butler, porque no tenemos un registro muy largo de observaciones de la estratosfera. Sólo la hemos observado directamente desde la década de 1950. No es mucho tiempo para entender qué tipo de variabilidad natural puede tener el vórtice polar”. Un investigador hizo una reconstrucción  histórica correlacionando porciones superpuestas del índice de Oscilación del Atlántico Norte –índice que se retrotrae mucho más atrás en el tiempo- y el registro del vórtice polar. De esta forma pudo extrapolar el registro del vórtice polar más atrás en el tiempo basándose en el índice de la NAO. Los datos que obtuvo no mostraron ninguna tendencia a largo plazo ni tampoco  grandes diferencias, en las últimas décadas, en comparación con las anteriores. 

Aun así, dicho investigador concluyó que es posible que haya habido cambios en el vórtice, como la ubicación, que no se comprenden tan bien y que podrían tener consecuencias en los impactos en superficie. 

Los modelos se dividen obstinadamente 

La incertidumbre debida a una historia relativamente corta de observaciones no es la única razón por la que los expertos no pueden descartar la posibilidad de que algo pueda pasar con el vórtice polar. Algunos experimentos con modelos climáticos predicen que el calentamiento continuado provocará un debilitamiento del vórtice polar. “Es cierto que cuando se ejecutan algunos modelos climáticos de alta resolución, con una estratosfera realista, y una capa de hielo marino realista, y se reduce la cobertura de hielo marino, estos modelos predicen que el vórtice polar se debilita”, dijo Butler. Y algunos estudios que combinan modelos y observaciones han mostrado una conexión entre la baja extensión del hielo marino en los mares de Barents y Kara en el Ártico oriental, los eventos de calentamiento estratosférico repentino y los inviernos fríos en América del Norte.  

Al mismo tiempo, otras simulaciones de modelos predicen que el calentamiento y la pérdida de hielo marino conducirán a un vórtice polar más fuerte. Parte de la razón del desacuerdo es que el impacto del calentamiento de la superficie del Ártico y la pérdida de hielo marino en las ondas atmosféricas que pueden interrumpir el vórtice polar es muy sensible a exactamente dónde y cuándo se produce la pérdida de hielo marino, y los detalles de esas predicciones no son consistentes en los modelos.

De este modo, a veces, las pérdidas de hielo marino son constructivas: refuerzan y amplifican el estado medio o por defecto de las ondas, explica Butler. Pero otras veces, dependiendo de dónde y cuándo se produzca exactamente la pérdida de hielo marino y el calentamiento en los modelos, pueden interferir con las ondas atmosféricas existentes de forma destructiva, anulándolas. 

Sin embargo, la sensibilidad al momento y la ubicación de la pérdida de hielo marino es sólo una parte de la complejidad. También parece haber un tira y afloja entre los procesos del cambio climático que podrían reforzar el vórtice polar ártico y los procesos que podrían debilitarlo. En un reciente artículo para el blog de Climate.gov sobre el ENSO, Butler escribió sobre este tema: 

Por ejemplo, se prevé que la troposfera superior tropical se caliente, lo que probablemente aumentará el gradiente de temperatura entre el ecuador y el polo a través de la tropopausa (la capa atmosférica que separa la troposfera de la estratosfera), lo que aceleraría el vórtice polar en ambos hemisferios. Sin embargo, un mayor calentamiento de la superficie del Ártico en relación con las latitudes medias reduce el gradiente de temperatura de la superficie y puede actuar sobre el vórtice polar del hemisferio norte en sentido contrario.   

A igualdad de otros factores climáticos, un vórtice más débil, con interrupciones más frecuentes, podría frenar el ritmo de calentamiento invernal en las latitudes medias y acelerarlo en el Ártico. Un vórtice polar más fuerte, con pocas interrupciones, podría frenar el calentamiento del Ártico a expensas de un calentamiento invernal más rápido en las latitudes medias. 

Algunas personas han forzado al máximo los modelos, examinando los escenarios de calentamiento más extremos en los horizontes temporales más largos para ver si de las simulaciones surgía una señal consistente, dijo Butler. Pero los modelos siguen divididos.   

Personalmente, dijo Butler, creo que el efecto del calentamiento global [en el vórtice polar] es actualmente pequeño en comparación con el ruido de la variabilidad natural, y en el futuro, cualquier influencia en el clima invernal sería pequeña en comparación con la influencia global de calentamiento producido por los gases de efecto invernadero. 

Vínculos del Ártico con el clima invernal de latitudes medias 

Para el experto en clima del Ártico, Jim Overland, esos dos puntos son argumentos conocidos contra la hipótesis más amplia de que el rápido calentamiento del Ártico podría estar afectando al clima invernal de las latitudes medias de diversas maneras. Ni siquiera está en desacuerdo con ellos. En un artículo reciente, Overland y varios coautores sostienen que si el calentamiento del Ártico está afectando a los fenómenos meteorológicos extremos en las latitudes medias es a través de conexiones intermitentes que amplifican un fenómeno extremo sólo cuando las condiciones atmosféricas de fondo ya son favorables. 

Como ejemplo, señala un estudio que describe cómo un suceso de un río atmosférico que se combinó con la extensión históricamente baja del hielo marino de noviembre en los mares de Bering y Chukchi en 2017 para intensificar una dorsal de alta presión sobre el Ártico del Pacífico. Tanto corriente arriba como corriente abajo de la dorsal amplificada, la corriente en chorro polar desarrolló profundas depresiones, lo que permitió que el aire polar frío se derramara hacia el sur, tanto en el este de Asia como en América del Norte a principios del invierno. 

Así que la falta de hielo marino por sí sola no causa los eventos, dijo Overland, pero una vez que las condiciones de fondo se establecen, el flujo de calor desde el océano libre de hielo a la atmósfera junto con el aire caliente que fluye desde latitudes más bajas puede ayudar a reforzar las áreas de alta presión de la corriente en chorro. Tal vez haga que un evento frío corriente abajo dure más de lo que hubiera durado, sea un poco más extremo o cubra un área un poco más grande. 

Si existen, este tipo de influencias intermitentes del calentamiento amplificado del Ártico sobre el clima invernal extremo en las latitudes medias van a ser difíciles de calibrar. En otoño y a principios de invierno, podría ser el retraso en la congelación del hielo marino lo que más influya, mientras que, a finales de invierno, podría ser el vórtice polar. O puede que su influencia pudiera amplificar los extremos fríos en un lugar y los extremos cálidos en otro, efecto que en el conjunto de las latitudes medias tendría efectos contradictorios en las medias térmicas en conjunto. 

 Todas las formas en que se ha tratado de analizar esta cuestión han aportado algunas pruebas a favor de una conexión y otras en contra, según Overland. Un equipo de investigación llegará a la conclusión de que la pérdida de hielo marino en el Ártico está perturbando la circulación atmosférica de manera que provoca inviernos severos en las latitudes medias. Otro equipo dirá que los patrones inusuales de circulación atmosférica son lo primero, y que impulsan tanto el cálido Ártico como los fríos inviernos en los continentes de latitudes medias. En opinión de Overland, todavía no hay suficientes pruebas en ninguno de los dos sentidos para descartar la hipótesis. 

Sin embargo, siguiendo la mayoría de los parámetros que utilizan los expertos para describir el clima invernal, Overland está de acuerdo en que el panorama general es claro: en promedio, los inviernos son más cálidos y los fríos extremos son menos probables que hace un siglo. Es probable que esa tendencia continúe con el aumento de los gases de efecto invernadero y un mayor calentamiento global. Si estas influencias intermitentes del Ártico en las latitudes medias no van a cambiar fundamentalmente la trayectoria general del clima invernal con el calentamiento global, ¿por qué el tema sigue siendo un área de investigación tan candente? 

Para la NOAA, la razón por la que esta cuestión es importante es la escala de previsión subestacional, dijo, refiriéndose a los horizontes de previsión de unas pocas semanas a un mes más o menos. Aunque la conexión entre el Ártico y las condiciones meteorológicas extremas de latitudes medias sea sólo intermitente, el hecho de no comprender cuándo pueden producirse esas conexiones nos privará de la oportunidad de ampliar el plazo de previsión en que los predictores podrían prever fenómenos extremos como la reciente tormenta invernal de Texas. Los vínculos entre el Ártico y las latitudes medias pueden no cambiar el panorama estacional, dijo Overland, pero los detalles de lo que influye en los eventos extremos individuales siguen siendo importantes.