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SEGUIMIENTO VÓRTICE POLAR ESTRATOSFÉRICO 2024-2025

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jota:

--- Citar ---zonal EC polar vortex  a signal for a weaker-than-normal Polar Vortex. This would imply a potentially more disrupted weather pattern and a chance of high-latitude blocking, creating more potential for a cold air intrusion or below-normal temperatures in parts of the US and Europe.




--- Fin de la cita ---

HALO 46º:
Debido a los errores sobre las denominaciones del termino vórtice polar estratosférico , hay un trabajo muy interesante que explica muy bien que es cada fenómeno atmosférico que ocurre a grandes alturas . En este estudio se habla de lo que es verdaderamente un vórtice polar estratosférico , vórtice tropopausico y los chorros trosposféricos.
   
He creído interesante hacer un resumen del mismo.
En la primera parte se explica que es el vórtice polar estratosférico.
En la segunda parte se explica que es el vórtice  tropopausico .
En la tercera parte y final se explica que son los chorros troposféricos -mal llamados vortices polares  troposféricos .
     

HALO 46º:
Primera parte Vórtice Polar Estratosférico

 
Gloria Manney, Amy Mayordomo, Zachari Lawrence  , 16 mayor 2022
https:doi.org/10.1029/2021GL097617


DIFERENCIA ENTRE VÓRTICE ESTRATOSFERICO POLAR, VÓRTICE TROPOSFERICO Y VÓRTICE TROPOPAUSICO

Abstracto

Los medios de comunicación tradicionales y de divulgación científica están plagados de malentendidos sobre lo que es un “vórtice polar”. El término describe más acertadamente el vórtice polar estratosférico, una característica única que domina la circulación de la estación fría entre aproximadamente 15 y 50 km.

 Las variaciones regionales de la corriente en chorro dominan la circulación troposférica, que no se describe bien como un vórtice polar; de hecho, no existe una definición única y consistente de vórtice polar troposférico en la literatura.

Las perturbaciones de los vórtices polares estratosféricos influyen profundamente en los fenómenos meteorológicos extremos, incluidas las explosiones de aire frío (CAO).

No se comprende completamente cómo afecta el vórtice polar estratosférico a los chorros troposféricos, cuyas excursiones locales impulsan las CAO. Las partes de publicaciones de cara al público que describen investigaciones sobre este tema no siempre son claras acerca de cómo se define el “vórtice polar”; una mayor claridad podría mejorar las comunicaciones tanto dentro de la comunidad como con audiencias no especializadas.

Puntos clave :

1-El vórtice polar estratosférico es una característica bien definida que domina la circulación de la estación fría en cada hemisferio desde aproximadamente 15 a 50 km de altitud.

2-La circulación troposférica no constituye una estructura única coherente y se describe mejor mediante variaciones regionales de las corrientes en chorro.

3-La precisión en la definición y descripción del “vórtice polar” y sus efectos es clave para mejorar la comprensión por parte de audiencias no especializadas.

VORTICE POLAR ESTRATOSFÉRICO

Es una banda de vientos que se extienden desde aproximadamente los 15 a 50km de altura, estando limitado por esta zona de vientos del Oeste en toda la estratosfera y que fluye alrededor del polo de cada hemisferio durante sus respetivas estaciones desde el otoño a la primavera, con lo cual solo pervive durante estos meses invernales para después desaparecer.

Este término de vórtice polar no puede utilizarse para describir variaciones locales de las corrientes en chorro de la troposfera superior, como han utilizado medios de comunicación, ya que los vientos troposféricos soplan con mayores fuerzas entre 8 y 13 km de altura y durante todo el año.

Vórtice polar estratosférico está relacionado con las excursiones de las corrientes en chorro a mas gran escala y a los extremos climáticos derivados de un calentamiento estratosférico.

La figura  1 muestra las características de la circulación estratosférica y troposférica en dos ocasiones en las que la prensa popular describió las CAO como un “brote” o “ataque” de vórtice polar, pero que estaban asociadas con condiciones de vórtice polar estratosférico muy diferentes. Esta figura muestra el vórtice polar estratosférico, las corrientes en chorro de la troposfera superior y la circulación que a veces se describe como un “vórtice polar troposférico” (es decir, los contornos de vorticidad potencial (PV) de 2 y 3 PVU en la superficie isentrópica de 330 K, una posible definición discutida por Waugh et al.,  2017 )




a)   Las características de las circulaciones estratosférica y troposférica superior (de izquierda a derecha) del 6 de enero de 2014 y del 16 de febrero de 2021:

Velocidades del viento (relleno de color) y dos contornos de vorticidad potencial (PV) que representan el borde del vórtice polar estratosférico (verde) y el límite de la “global” troposférica. ” circulación (naranja).

(b) Histogramas de velocidad del viento a lo largo del “borde del vórtice” (el contorno fotovoltaico más hacia el ecuador se muestra en el panel (a)); Las líneas verticales muestran la media alrededor de ese contorno PV.

(c) Magnitudes de gradiente fotovoltaico normalizadas.

 (d) Magnitud del gradiente de PV normalizado a lo largo del "borde del vórtice" (la media hemisférica es 1 por definición; líneas verticales como en el panel (b)).

(e) Magnitudes del gradiente de ozono normalizado.

 (f) Proporciones de mezcla de ozono normalizadas a lo largo del “borde del vórtice” (líneas verticales como en el panel (b)).

Los contornos cian en los paneles (c y e) muestran PV de “borde de vórtice”. Se muestran campos de 600 K (330 K) para la estratosfera (troposfera), excepto que las velocidades del viento están en 345 K (cerca del nivel de los vientos máximos de la corriente en chorro troposférica). Los datos provienen de MERRA-2 (Gelaro et al.,  2017 ).

Diferentes diagnósticos del borde del vórtice polar estratosférico (p. ej., Lawrence & Manney,  2018 ) seleccionan límites físicamente significativos similares (Figura  1a , izquierda, definida utilizando un contorno de PV coincidente con los gradientes de PV más fuertes, como en Lawrence et al. ( 2018 )) .


El vórtice polar estratosférico es fundamental para el transporte, el procesamiento químico, el confinamiento del aire procesado y la pérdida de ozono.

Los procesos que promueven el agotamiento del ozono se analizan comúnmente desde una perspectiva centrada en el vórtice porque el vórtice estratosférico representa una fuerte barrera de transporte, aislando el aire preparado para la destrucción del ozono. (p. ej., Manney et al., 2020  ; Manney, Santee, et al.,  2011 ; Schoeberl et al.,  1992 ).

La cantidad de perdida de ozono polar en una primavera determinada depende fundamentalmente de la fuerza y el frio del vórtice polar estratosférico invierno /primavera.

Por el contrario, la variabilidad del ozono de la troposfera superior está dominada por las variaciones regionales en el intercambio estratosfera-troposfera y la cantidad de ozono de la estratosfera inferior disponible para su transporte a la troposfera.   (p. ej., Albers et al.,  2018 ; Breeden et al.,  2021 ; Olsen et al. .,  2019 ).

Los gradientes de ozono cambian abruptamente a lo largo del borde del vórtice polar estratosférico, pero son bastante uniformes dentro de él.  Fig. 1e, 1 f.

El acoplamiento estratosfera-troposfera (p. ej., Baldwin y Dunkerton,  2001 ; Kidston et al.,  2015 ) vincula dinámicamente la variabilidad del vórtice polar con los extremos en la superficie (p. ej., Domeisen y Butler,  2020 ).

 Por ejemplo, las perturbaciones extremas de los vórtices polares estratosféricos (calentamientos estratosféricos repentinos, SSW) se asocian con un mayor riesgo de CAO en latitudes medias (p. ej., Baldwin et al.,  2021 ; Butler et al.,  2017 ; Huang et al.,  2021 ; King et al.,  2019 ), y los vórtices polares estratosféricos inusualmente fuertes están asociados con temperaturas superficiales extratropicales anormalmente altas (incluidas olas de calor e incendios forestales destructivos) (Lawrence et al.,  2020 ; Limpasuvan et al.,  2005 ; Overland & Wang,  2021 ) .

Debido a que las escalas de tiempo radiativas son más largas en la estratosfera inferior, las alteraciones de la circulación pueden persistir allí durante semanas o meses, lo que podría proporcionar una habilidad de pronóstico subestacional a estacional para extremos como las explosiones de aire frío (CAO) (por ejemplo, Domeisen et al.,  2019 ).

Este brote de aire frio euroasiáticos en latitudes medias,están más vinculados estrechamente con las perturbaciones extremas de los vórtices polares estratosféricos SSW, mientras que los brotes de aire frio norteamericanos estas mas fuertemente asociados con el alargamiento del vórtice polar estratosférico que podría o no acompañar a un SSW. (p. ej., Cohen, Agel, Barlow, Garfinkel y White,  2021 ; Kretschmer et al.,  2018 ; SH Lee et al.,  2019 ).

Las CAO a menudo se denominan “eventos del vórtice polar” en las noticias y artículos menos especializados sobre la comunicación de los riesgos del cambio climático, pero los procesos dinámicos involucrados argumentan que se describen mejor como excursiones de los chorros troposféricos hacia el ecuador y advección del aire frio del Ártico hacia el Sur.

Estas características generalmente no están correlacionadas con la fuerza de ningún “vórtice polar troposférico” definido globalmente (por ejemplo, Bushra &Rohli,2021; Celliti et al., 2006; Waugh et al.,2017) por la utilidad de este último concepto en la relación con las CAO es cuestionable.

Dejando claro que este brote de aire frio-CASO- puede ocurrir durante condiciones de un vórtice polar estratosférico fuerte o débil.

Es más claramente apropiado y útil describir el vórtice polar estratosférico como el dominante en la variabilidad estratosférica de la estación fría y ejerciendo influencia en la superficie en escalas de tiempo subestacionales a estacionales, incluidos vínculos probabilísticos con eventos extremos.

Las excursiones de las corrientes en chorro, las depresiones y anticiclones relacionadas son adecuadas para describir la génesis y evolución de los brotes de aire frio –CAO-, mientras que el concepto de vórtice polar troposférico no suele ser útil para describir fenómenos meteorológicos extremos o dilucidar sus causas.
 
Por ello los medios de comunicación y los científicos deberían enfatizar que la variabilidad de los vórtices polares estratosféricos es realmente útil para predecir los brotes de aire frio-CAO- y otros eventos climáticos extremos, pero la influencia estratosfera se ejerce a través de las variaciones regionales de las corrientes en chorro que en sí mismas no pueden llamarse vórtice polar.

El vórtice polar estratosférico y las corrientes en chorro troposféricas desempeñan funciones importantes, pero distintas, en la compresión y predicción de los fenómenos meteorológicos extremos. Por lo tanto, la descripción precisa de estas características es fundamental para mejorar la comunicación, tanto dentro de la comunidad científica como con el público, sobre eventos que pueden tener profundos impactos humanos.



HALO 46º:

VORTICE POLAR TROPOSFÉRICO – NO ES UN TÉRMINO ADECUADO

Se podría usar para describir los contornos de vorticidad potencial (PV) de 2 y 3 PVU en la superficie isentropica de 330k (más o menos 165 hPa), posible definición discutida por Waugh et al 2017.

El término vórtice polar troposférico no es adecuado, a diferencia del vórtice polar estratosférico, este troposférico existe durante todo el año. Waugh et al 2017 lo define como que su borde sigue el eje de un chorro de la troposfera superior sobre una superficie isentropica en la troposfera media a superior. Esta figura muestra el vórtice polar estratosférico, las corrientes en chorro de la troposfera superior y la circulación que a veces se describe como un “vórtice polar troposférico” (es decir, los contornos de vorticidad potencial (PV) de 2 y 3 PVU en la superficie isentrópica de 330 K, una posible definición discutida por Waugh et al.,  2017 ).




a)   Las características de las circulaciones estratosférica y troposférica superior (de izquierda a derecha) del 6 de enero de 2014 y del 16 de febrero de 2021:

Velocidades del viento (relleno de color) y dos contornos de vorticidad potencial (PV) que representan el borde del vórtice polar estratosférico (verde) y el límite de la “global” troposférica.” circulación (naranja).

(b) Histogramas de velocidad del viento a lo largo del “borde del vórtice” (el contorno fotovoltaico más hacia el ecuador se muestra en el panel (a)); Las líneas verticales muestran la media alrededor de ese contorno PV.

(c) Magnitudes de gradiente fotovoltaico normalizadas.

 (d) Magnitud del gradiente de PV normalizado a lo largo del "borde del vórtice" (la media hemisférica es 1 por definición; líneas verticales como en el panel (b)).

(e) Magnitudes del gradiente de ozono normalizado.

 (f) Proporciones de mezcla de ozono normalizadas a lo largo del “borde del vórtice” (líneas verticales como en el panel (b)).

Los contornos cian en los paneles (c y e) muestran PV de “borde de vórtice”. Se muestran campos de 600 K (330 K) para la estratosfera (troposfera), excepto que las velocidades del viento están en 345 K (cerca del nivel de los vientos máximos de la corriente en chorro troposférica). Los datos provienen de MERRA-2 (Gelaro et al.,  2017 ).

Los vientos máximos de estos chorros troposféricos están muy localizados en la altitud en comparación con el chorro polar nocturno estratosférico, y varían fuertemente con la longitud (por ejemplo, Manney, Hegglin, et al.,  2011 ; Manney et al.,  2014 , Figura  1a ).

Debido a que la variabilidad regional de las corrientes en chorro discontinuas gobierna la circulación troposférica extratropical, las definiciones de vórtice polar troposférico no describen una única circulación circumpolar dominante.

Surgiendo una mayor confusión a partir de la distinción entre los chorros troposféricos “polares” (impulsados principalmente por remolinos) y “subtropicales” (impulsados en gran medida por la radiación).

Si bien algunos artículos recientes y de divulgación científica identifican el vórtice polar troposférico con el chorro polar troposférico, por ejemplo, Bushra y Rohli,  2021 ; UCAR,  2021 ; Waugh et al.,  2017 ), numerosos estudios muestran que los chorros troposféricos no están bien representados por esta división conceptual simplificada, sino que forman un complejo que varía estacional y regionalmente con características hibridad impulsados por radiaciones y remolinos que rara vez es continua en todo el mundo.  (S. Lee y Kim,  2003 ; Manney et al.,  2014 ; Spensberger y Spengler,  2020 )

Las diferencias entre ambos conceptos se reflejan en la velocidad del viento (fig. 1 a y 1b) que alcanzan su punto máximo a lo largo del borde del vórtice polar estratosférico, y por el contrario en el mal llamado vórtice polar troposférico serpentean a través de regiones de vientos débiles y fuertes, lo que lleva a una distribución amplia y plana de velocidad de viento de “borde de vórtice”

Los gradientes de vorticidad potenciales (que indican la fuerza del vórtice polar) son consistentemente fuertes a lo largo de la circunferencia del vórtice polar estratosférico, pero tienen muchos máximos localizados en pequeñas porciones del borde del vórtice troposférico y en otras partes de los extratropicos. (Fig. 1c)

Esto da como resultado gradientes medios de PV relativamente más fuerte al largo del borde del vórtice estratosférico, frente a gradientes medios de PV más débiles y valores más frecuentes cercanos a cero en la troposfera. (Fig. 1d)

Además, las velocidades del viento troposférico (Fig. 1 a) a menudo muestran un solo chorro (o ningún chorro fuerte) porque no siempre existen chorros troposféricos polares y subtropicales separados.

Por lo tanto, el mal llamado vórtice polar troposférico podría seguir al chorro polar en una región y al chorro subtropical en otra, a travesando así regiones controladas por diferentes procesos dinámicos. 

Así como los gradientes de ozono son bastante uniformes dentro del vórtice polar estratosférico y cambian abruptamente a lo largo de su borde, estos gradientes de ozono son fuertes en muchas regiones localizadas dentro del vórtice polar troposférico y a menudo aparecen gradientes muy variables sobre el borde del “vórtice” hacia el polo.

Estas características se reflejan en distribuciones de ozono con picos pronunciados a lo largo del borde del vórtice polar estratosférico y una gran variabilidad en el ozono a lo largo del borde troposférico. Fig. 1f.

Tengan en cuenta que el amplio cambio de gradientes uniformes a gradientes altamente variables a lo largo del borde del vórtice troposférico, como se define aquí es un reflejo de los gradientes verticales de ozono y la inclinación de la superficie isentropica de 330 k en los subtropicos. 

Las excursiones de las corrientes den chorro y las depresiones y anticiclones relacionadas son adecuadas para describir la génesis y evolución de los brotes de aire frio-CAO-, mientras que el concepto de vórtice polar troposférico no suele ser útil para describir fenómenos meteorológicos extremos o dilucidar sus causas, mientras que el concepto de vórtice polar troposférico un suele ser útil para describir fenómenos meteorológicos extremo o dilucidad sus causas.
 
La circulación troposférica, especialmente en relación con fenómenos meteorológicos extremos, se puede describir más claramente en relación con las corrientes en chorro troposféricas, sin invocar el termino vórtice polar troposférica.

Una terminología más precias y apropiada para referirse a tales eventos seria brotes de aire frio o un frente polar.

El vórtice polar estratosférico y las corrientes en chorro troposféricas desempeñan funciones importantes, pero distintas, en la compresión y predicción de los fenómenos meteorológicos extremos.




HALO 46º:

 VORTICE POLAR DE LA TROPÒPAUSA –TPV

Es una característica sinóptica de escala subsinóptica caracterizada por una profunda depresión de la tropopausa (a veces cerca de la superficie) limitada por un corriente en chorro ártica, hacia el polo y debajo del chorro polar troposférico.  (Shapiro et al.,  1987 ). Lillo et al. ( 2021 )

Lillo et al 2021 mostraron que el brote de aire frio –CAO- de América del Norte a finales de enero de 2019 fueron el resultado directo de un TPV que se movía hacia el sur desde sus orígenes en latitudes altas.

Los TPV desempeñan un papel en muchos brotes de aire frio, pero no en todas las ocasiones son producto de ellos. (p. ej., Biernat et al.,  2021 ; Papritz et al.,  2019 ).

Si bien la existencia de otra característica del denominado vórtice polar puede generar confusión, el vínculo directo de estos vórtices localizados con los brotes de aire frio enfatiza la importancia de las anomalías de circulación local / regional (y las excursiones asociadas de las corrientes en chorro) para los eventos climáticos extremos.

Si bien el termino vórtice polar de la tropopausa se ha utilizado para describir vórtices de escala subsinotica que a veces están vinculados a brotes de aire frio, las características locales podrían describirse más claramente en relación con su procedencia, en el caso canadiense, “un vórtice de la tropopausa canadiense “.

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