El vórtice polar y su relación con los actuales y próximos cambios en el tiempo
Dado que estos días se está hablando mucho del vórtice polar, hemos creído muy oportuno dedicarle una entrada por su relación con los cambios en el tiempo actuales y los puedan llegar en el futuro.
Seguro que en más de una ocasión habréis escuchado que su alteración va a provocar una severa ola de frío en Europa. O que es a causa de este que se van a producir lluvias intensas en nuestro país. Titulares que, en algunos casos, y como ya sabéis, están siendo muy desafortunados. A partes iguales por desconocimiento y búsqueda del click fácil.
Con esta entrada vamos a tratar de resumir una temática muy enrevesada que es, nada más y nada menos, que el mundo de las teleconexiones estratosfera – troposfera. Un mundo en el que nos gusta entrar habitualmente durante la temporada invernal, pero que es extremadamente complejo. Y esta complejidad es lo que, precisamente, le da el mayor interés. Entremos en materia.
La troposfera y la estratosfera
En primer lugar, es necesario que diferenciemos las dos capas atmosféricas protagonistas de este mundo de las teleconexiones.
Por un lado, la troposfera, que es la capa de la atmósfera próxima a la superficie terrestre que es en la que tienen lugar la gran mayoría de los fenómenos meteorológicos que nos afectan de forma directa. Se extiende hasta unos 12 km. de altitud.
Por el otro, la estratosfera, que es la capa que está justo encima de la troposfera, y que se extiende hasta los 50 km. de altitud. Ahí es donde encontraremos la capa de ozono, y es el lugar de ocurrencia de otros fenómenos meteorológicos muy concretos.
En este estrato atmosférico es donde encontraremos el vórtice polar estratosférico.
¿Qué es el vórtice polar? Su relación con los cambios de tiempo
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 10 kilómetros de altura), ocupando una extensísima zona sobre la atmósfera del Polo Norte.
Evidentemente, hoy nos vamos a ocupar del vórtice polar en toda su extensión vertical, tanto en la troposfera como en la estratosfera.
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.
Las dos fases del vórtice polar estratosférico
Durante muchos tramos del otoño avanzado, y durante el invierno en su totalidad, 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.
Pero, ¿a qué se deben estas alteraciones del vórtice polar?
Probablemente nos adentramos en un análisis que es totalmente conocido por científicos atmosféricos con experiencia. Pero para personas no tan cultivadas, formadas, con amplia experiencia, o que son algo más ajenas a esta ciencia avanzada, es algo bastante novedoso.
«Siempre» se ha creído que las alteraciones del vórtice polar estratosférico durante el invierno han sucedido como respuestas a fenómenos de Calentamiento Súbito Atmosférico. En inglés, Sudden Stratospheric Warming (SSW).
Calentamiento Súbito Estratosférico y debilitamiento del vórtice
Las ondas en el flujo de la corriente en chorro de latitudes medias, conocidas como ondas de Rossby, pueden propagarse verticalmente desde la troposfera hacia la estratosfera cuando los vientos son del oeste.
Solo las ondas más largas pueden hacerlo (generalmente aquellas con números de onda zonales 1–3). En la estratosfera, estas olas pueden romper, de forma similar a las olas que rompen en una playa, desacelerando el chorro de la noche polar.
Nota: el chorro de la noche polar es una corriente en chorro que bordea la frontera donde tiene lugar la noche polar.
Varios fenómenos troposféricos pueden alterar la cantidad de actividad de las olas que emana de la troposfera, como los bloqueos atmosféricos y la convección tropical, pero la estratosfera misma también puede controlar cuánto puede recibir. Por ejemplo, si el vórtice es demasiado fuerte, las ondas no pueden propagarse en él.
Un caso particularmente extremo de debilitamiento del vórtice estratosférico se conoce como calentamiento súbito estratosférico (CSU). Llamado así por el rápido aumento de la temperatura de la estratosfera polar (~50°C en unos pocos días).
Asociado con el rápido aumento de la temperatura hay una desaceleración dramática del chorro de la noche polar. En los casos en que esto es particularmente fuerte, el evento puede clasificarse como un evento CSU importante (generalmente definido como vientos medios zonales del este a 10 hPa y 60°N). Los principales eventos de CSU ocurren aproximadamente una vez cada dos inviernos en el Ártico.
Los eventos CSU toman variedad de formas. Las dos categorías más comunes son aquellas en las que el vórtice polar se aleja del polo en un evento de desplazamiento, impulsado en gran medida por la amplificación de la onda número 1.
Después, aquellas en las que se divide en dos vórtices más pequeños en un evento de divisón del vórtice polar estratosférico, impulsado en gran medida por una amplificación del la onda 2. En la figura de arriba se muestra un ejemplo de un evento CSU de tipo dividido en enero de 2009, en contraste con un vórtice no perturbado durante febrero de 2020. El vórtice interrumpido que sigue a un evento CSU puede persistir durante varias semanas hasta que se reforma.
Alteración actual del vórtice polar estratosférico, el dilema del huevo y la gallina
Ahora ya podemos abordar lo especial del caso actual de debilitamiento del vórtice polar estratosférico.
Este fantástico hilo del Dr. Lee, científico atmosférico, revela la debilidad del vórtice polar al nivel de 100 hPa, equivalente a unos 17 km. de altitud. Viene a ser el nivel más inferior de la estratosfera. Es decir, la capa inferior de la estratosfera, más cercana al límite superior de la estratosfera.
Así, el viento zonal medio, que indica la fortaleza del vórtice polar estratosférico, se encuentra en valores muy bajos. Según la gráfica, en valores récord para esta época del año. Aunque al estar por encima de 0, no llevan a revertirse.
El vórtice polar y su relación con el tiempo actual y futuro
«La débil circulación de la estratosfera inferior aumenta la probabilidad de NAO-. Sin embargo, en este caso, no está siendo impulsado por una perturbación que se propague hacia abajo desde la estratosfera media (sin precursor CSU), por lo que la causalidad probablemente se invierta (pero las retroalimentaciones son posibles)».
El Dr. Lee viene a decir que esta alteración profunda del vórtice polar estratosférico inferior no está siendo respuesta a un evento precursor de calentamiento súbito estratosférico. Y esta es la novedad y donde radica todo el interés del asunto.
El hecho de que el vórtice polar estratosférico superior se mantenga fuerte es un claro indicador de que el vórtice polar en su conjunto tenderá a recuperarse.
Sin embargo, las previsiones, según Lee, indican que el patrón de NAO- pueden ser persistentes en el tiempo. Y que esto puede terminar redundando en «intentos» de eventos de CSU.
Con todo y con eso, Lee termina su hilo escribiendo esto:
And there remains no sign of an SSW. But who needs one when the troposphere on its own has generated the same pattern that SSWs produce? The problem here is that predictability is likely lower than in the SSW case, because the stratosphere & troposphere will soon be out-of-phase.
Insiste en que no hay signos de que se vaya a producir un evento de calentamiento súbito estratosférico. Pero ¿quién lo necesita cuando la troposfera por sí misma está generando el mismo patrón que durante un evento de CSU?
Según Lee, el problema aquí es que la predictabilidad es probablemente menor que durante un caso de CSU, porque la estratosfera y la troposfera estarán pronto desacoplados.
Por lo tanto, aquí entra en el terreno de juego la típica pregunta que nos hacemos en clima y meteorología…
¿Qué fue antes? ¿El huevo, o la gallina?
Aclarado queda, es un tema complejo y apasionante
Gran explicación, como siempre.
Me queda la duda de esta frase:» Como sabéis el vórtice polar se podría definir como un ciclón persistente » ¿No sería un anticiclón? Pues según la circulación general de a atmósfera, en los polos se generan altas presiones permanentes .
Hola, Antonio! Entendemos qué quieres decir. Pero ten en cuenta una cosa: el vórtice polar se extiende por toda la Estratosfera. En la Troposfera también lo podemos encontrar, pero rara vez como un único ciclón. En este estrato atmosférico, casi siempre suele estar dividido en varias entidades. El vórtice polar estratosférico, si lo visualizamos a través de los vientos zonales, se puede revertir. Es decir, que de una circulación ciclónica de vientos podemos pasar a una circulación contraria: anticiclónica.
Durante eventos de calentamiento súbito estratosférico, el vórtice polar se puede ver profundamente alterado, y los vientos zonales pueden revertirse. Pero el vórtice ciclónico no suele desaparecer. Suele escindirse en dos entidades.
Eso sí. En verano, el vórtice polar estratosférico desaparece y, en su lugar, aparece un anticiclón. Saludos, y gracias por tu comentario.
Muy bueno el artículo Hoy he aprendido una cosa nueva
Gracias
Excelente entrada. Gracias
Excelente explicación, gracias.
Hay que entender que, con esa jerga, (rotura, súbito, estratosférico, vórtice) los periodistas se relamen. 🙂
Y hoy, también, con un «smart» en la mano la humildad y el respeto al estudioso brillan por su ausencia.
Además, intuyo que este fenómeno, al menos en sus fundamentos básicos es propio de las atmósferas planetarias (el INM tiene una publicación con ese título) y la dinámica de fluidos; como bien decís para los verdaderos expertos.
Y, en cuestiones de estás dimensiones contentos deberíamos estar del esfuerzo que lleva el divulgar ese tipo de fenómenos al público en general.
Gracias