Sobre el vórtice polar estratosférico y los calentamientos súbitos estratosféricos

Una vez finalizada la temporada estival, y según va avanzando el otoño, el vórtice polar estratosférico va resurgiendo. Con el paso de las semanas, debería fortalecerse y hacerse totalmente dominante.

Un año más, volveremos a estar pendientes de su comportamiento, y de cómo perturbaciones del mismo, pueden tener conexión con cambios en los patrones meteorológicos en la troposfera.

Pero, antes de esto, y como estamos seguros de que no todo el mundo sabe qué es el vórtice polar, vamos a escribir esta publicación para recordároslo. Y, quien aún no lo sepa, aprenda qué es.

¿Qué es el vórtice polar estratosférico?

Como sabéis el vórtice polar se podría definir como un ciclón persistente que se ubica cerca de las zonas polares terrestres, distribuyéndose tanto en la troposfera (superficie terrestre) como en la estratosfera (a partir de los 6 kilómetros de altura), ocupando una extensísima zona sobre la atmósfera del Polo Norte.

Dicho vórtice contiene a las altas presiones polares, pero también forma parte del frente polar, o lo que es lo mismo: el choque de masas que se produce entre la cálida procedente de los anticiclones subtropicales que se extienden por el Hemisferio Norte con las masas frías embebidas en los anticiclones polares que se sitúan más al norte.

Dos fases: vórtice fuerte, vórtice débil

Durante muchos tramos del otoño e invierno el vórtice polar se mantiene fuerte, ese ciclón persistente ocupa una zona cerrada sobre el Círculo Polar Ártico, lo que se suele traducir en que las masas más frías de aire que están sobre el Hemisferio Norte se quedan en latitudes altas, sin afectar a las zonas más pobladas de Norteamérica, Europa o Asia.

En cambio, en ciertos tramos de la temporada invernal, el vórtice polar se debilita: desaparece esa configuración cerrada típica y se presenta con perturbaciones de aire más cálido en aquellas latitudes más altas del planeta, desplazando las masas más frías hacia el sur.

Así, cuando el vórtice polar estratosférico es intenso y robusto, como este invierno, el chorro polar en capas inferiores se mantiene muy intenso. Y como el chorro polar actúa como una especie de barrera entre el aire frío polar al norte, y el aire cálido subtropical al sur, este chorro mantiene confinado a ese frío.

Sin embargo, cuando el vórtice polar estratosférico se debilita, el chorro polar se perturba, y pueden producirse desbordamientos de ese aire frío. De igual manera, el aire cálido puede acceder a latitudes donde no es propio.

En definitiva, cuando el vórtice polar estratosférico es intenso y robusto, se convierte en un sistema muy estable. Y esa estabilidad, puede inducir patrones atmosféricos persistentes en la troposfera.

Por ejemplo, la perpetuidad del Anticiclón de las Azores cerca de nosotros, creando un problema de sequía como el que tenemos.

Estas particularidades relacionadas con la persistencia o no del Anticiclón de las Azores, se asocian a dos índices de suma importancia en el tiempo en Europa: el índice NAO y el índice AO.

Hace algún tiempo, escribimos un interesantísimo artículo explicando qué es cada uno de ellos, y su influencia en el tiempo en España y Europa.

Qué ocurre cuando el vórtice polar estratosférico se debilita

Lógicamente, el debilitamiento de vórtice polar afecta a las condiciones meteorológicas de superficie por la influencia descendente de las ondas planetarias, que son oscilaciones producidas en los fluidos geofísicos (océano y atmósfera). Hasta ahora se había demostrado que un recalentamiento estratosférico frecuente podía modular el flujo troposférico durante dos meses.

Este nuevo estudio de reanálisis de las condiciones del vórtice polar ha comprobado que su debilitamiento, como consecuencia de un recalentamiento acelerado del Ártico,  tiene una relación directa con los inviernos más fríos que se han vivido en los últimos años en el nordeste de Estados Unidos, en el norte de Europa y en Asia.

Calentamiento súbito estratosférico

El fenómeno del Calentamiento Súbito Estratosférico es uno de los más esperados de cada invierno. Esto se debe a que suele asociarse con un debilitamiento del vórtice polar o, incluso, con la inversión de sus vientos asociados.

Tal y como comentamos en esta entrada relacionada, un vórtice polar robusto suele asociarse con temperaturas muy bajas, confinadas en su radio de acción.

Sin embargo, y por los factores descritos en dicha entrada, hay ocasiones en que se producen bruscos ascensos de la temperatura y que redundan en un debilitamiento, ruptura o inversión de los vientos asociados al vórtice polar.

¿Cómo se produce un calentamiento súbito estratosférico?

Durante el invierno, en el Hemisferio Norte, la ausencia de radiación solar hace que la temperatura descienda en todos los niveles de la atmósfera y en especial en las latitudes polares, donde la luz del sol apenas llega durante muchas semanas.

Allí, en las capas altas de la atmósfera, la temperatura llega a niveles bajísimos, contrastando con otras zonas más meridionales y templadas donde el sol sí sigue aportando energía aún en las semanas más duras del invierno.

De esta forma se crea un centro potentísimo de bajas presiones sobre el Ártico, donde la temperatura es la más baja de todo el Hemisferio.

De esta forma, el gradiente de presión hace que el aire fluya desde los centros de altas presiones hacia los de bajas presiones, creando un flujo Sur a Norte que es desviado hacia la derecha por el movimiento de rotación de la Tierra.

Con el paso de las semanas, desde el inicio del otoño, se va consolidando esta situación, creándose en la estratosfera un flujo de vientos de Oeste a Este, en sentido contrario a las agujas del reloj, conocido como vórtice circumpolar o simplemente polar.

Origen de un calentamiento súbito estratosférico

Básicamente se debe a que una onda planetaria (también llamadas de Rosby) asciende de la troposfera a la estratosfera llevando a esa región tan alta de la atmósfera una masa de aire menos fría o incluso cálida.

A su vez, las ondas planetarias se forman por varias causas, siendo la principal el efecto del relieve, un factor orográfico.

Por ejemplo, los grandes sistemas montañosos del Hemisferio Norte como el Himalaya, las Rocosas o Los Alpes, son capaces de provocar que los vientos del Oeste dominantes en la troposfera de las latitudes medias, se ondulen al toparse con esos muros montañosos, formando ondas que se van desplazando después hacia el Oeste o el Este.

Estas alteraciones en la circulación atmosférica pueden generar ondas estacionarios o dinámicas, en función de la longitud de la onda generada.

Cuando dichas ondas alcanzan la suficiente amplitud, logran traspasar la tropopausa y entran en la estratosfera donde provocan una anomalía de temperatura positiva.