El vórtice polar está comenzando a debilitarse a medida que se desarrolla un fuerte evento de calentamiento estratosférico. La predicción indica que el vórtice polar se deformará mucho pero no colapsará por completo. Estos importantes eventos pueden tener un impacto significativo en el resto del invierno en los Estados Unidos, Canadá y Europa.

Circulación polar en la atmósfera

La fuerte diferencia de temperatura entre las regiones polares y subtropicales provoca una gran circulación de baja presión (ciclónica) en todo el hemisferio norte. Esto se conoce como el vórtice polar. Se extiende desde las capas superficiales hasta la parte superior de la atmósfera, por lo que se tiende a separar todo el vórtice polar en una parte superior (estratosférica) y otra inferior (troposférica). Ambas desempeñan su papel de manera diferente, por lo que se monitorean por separado. Pero también es muy importante que estén correctamente conectados—imagen de NOAA-Climate.

La parte superior (estratosférica) es más circular y simétrica a medida que está más elevada, pero la estructura inferior del vórtice polar es mucho más desigual y está principalmente interrumpida. Esto se debe a la influencia del terreno/montañas y fuertes sistemas de presión que actúan como obstáculos en el flujo.

La siguiente imagen muestra el vórtice polar a unos 30 km de altitud en la estratosfera media durante el invierno. Es circular, con la temperatura descendiendo rápidamente hacia su frío núcleo interno. Los vientos más fuertes se encuentran típicamente en el borde exterior y son de gran importancia ya que suelen ser los primeros en mostrar que algo está cambiando en el vórtice polar.

En la siguiente imagen se muestran las capas inferiores del vórtice polar a unos 5 km. Cuanto más nos acercamos al suelo, más se deforma. Se observan los \»brazos\» fríos que extienden el aire más frío y las nevadas hacia las latitudes más bajas. Estos brazos contienen mucha energía y pueden crear fuertes tormentas de invierno, como el último brote ártico en los Estados Unidos.

En resumen, el vórtice polar se comporta como un ciclón muy grande, que cubre todo el polo norte hasta las latitudes medias. Está conectado a través de todos los niveles atmosféricos, desde abajo hacia arriba, pero puede tener diferentes formas en diferentes altitudes.

Un vórtice polar fuerte generalmente significa una circulación polar fuerte, que bloquea el aire más frío en el círculo polar ártico, creando condiciones más suaves para la mayor parte de los Estados Unidos y Europa. Por el contrario, un vórtice polar débil crea un patrón de corriente en chorro débil. Como resultado, le resulta más difícil contener el aire frío, que puede escapar de las regiones polares hacia los Estados Unidos y Europa.

¿Qué está pasando actualmente con el vórtice polar?

El vórtice polar está alargado y comprimido entre dos áreas de alta presión, una sobre el Pacífico Norte y otra en el océano Ártico occidental, como se ve en la siguiente imagen, que muestra el nivel de la estratosfera media (30 km de altitud). Todavía tiene un núcleo frío más amplio, pero se prevé que aparecerá un área de calentamiento a principios de esta semana en la estratosfera sobre Siberia.

Más abajo, a unos 23 km de altitud, al nivel de presión de 30 hPa, se observa este mismo. De hecho, en la imagen 3D se puede ver que la estructura alargada del vórtice polar está presente desde los niveles superiores hasta los inferiores, lo que demuestra que la alta presión estratosférica está presente en los hemisferios oriental y occidental presionando sobre el vórtice polar.

El siguiente corte vertical de la atmósfera representa las anomalías de presión (imagen de weatheriscool.com), donde la parte superior de la imagen es la parte superior de la estratosfera y la parte inferior es el nivel de la superficie, y el azul es para una presión más baja y el rojo indica una presión más alta. Se observa el vórtice polar no compacto en la estratosfera debido a que está alargado, con dos puntos de reflejo en superficie: el este de Canadá y oeste de Groenlandia, y en el noreste de Siberia.

En la predicción del patrón de presión para el comienzo de esta semana se observan estas dos áreas marcadas de baja presión, que son los mismos puntos que se conectan al vórtice polar más arriba en la estratosfera. Asimismo, se ve la fuerte área de alta presión que se extiende desde el Atlántico Norte sobre el norte de Europa y más hacia el este. Esa región será corresponsable de impulsar energía adicional a la estratosfera produciendo más interrupciones del vórtice polar.

Perspectiva del vórtice polar

Las temperaturas en la estratosfera ya están aumentando a medida que se va desarrollando una ola de calentamiento. En la imagen inferior de NOAA/CPC, la línea roja es el análisis, que muestra el aumento de la temperatura estratosférica desde principios de enero después de alcanzar temperaturas récord en la estratosfera media. Las líneas verdes (en el recuadro negro) son el pronóstico y muestran un evento inminente más fuerte. Algunas predicciones indican que se podrían elevar las temperaturas estratosféricas a niveles récord para esta época del año.

La predicción por conjuntos del Centro Europeo de Predicción a Plazo Medio (ECMWF) de la estratosfera media para la última semana de enero muestra un fuerte evento de calentamiento circulando alrededor del vórtice polar, creando una fuerte interrupción en la estratosfera.

La mejor manera de monitorear la intensidad del vórtice polar es observando la velocidad del viento a su alrededor. A continuación, se muestra una imagen de Tomer Burg, que muestra la intensidad de la \»corriente en chorro\» estratosférica para simplificarlo demasiado.

La flecha verde señala el primer debilitamiento del vórtice polar, a partir de esta semana. Pero poco después, tenemos un debilitamiento mucho más fuerte, proveniente del fuerte evento de calentamiento, como mostraba la predicción por conjuntos del ECMWF.

Alteración importante del vórtice polar

Pero, ¿de dónde vienen repentinamente estas olas de calentamiento? Por lo general, es por la influencia directa de los fuertes sistemas de presión, que impactan en la estratosfera. Los pares de sistemas de presión también conocidos como ondas de Rossby (un par de fuertes sistemas de alta y baja presión) transmiten la energía hacia la estratosfera. Esta energía puede deformar el vórtice polar, pausando temporalmente su fortalecimiento o debilitando su circulación.

En el siguiente esquema se puede ver un ejemplo de actividad de onda vertical. Primero, la energía se propaga en la estratosfera, impacta en el vórtice polar, y luego afecta la circulación polar hacia abajo, cambiando los patrones climáticos.

El ECMWF muestra anomalías cálidas que se apoderan de las regiones polares estratosféricas en los primeros días de febrero. A pesar de que el vórtice polar todavía está presente y compensado, está severamente debilitado.

El pronóstico para principios de febrero muestra que el vórtice polar se desplaza hacia el este y se reduce en tamaño. Se puede ver el calentamiento residual que aún rodea el vórtice polar. Pero a pesar de ser una versión en miniatura, el vórtice no se ha ido y mantiene una buena circulación alrededor de su núcleo.

Esto se observa mejor en un esquema 3D vertical. Tenemos una versión más pequeña del vórtice polar en los niveles superiores, desplazada desde el círculo polar ártico. Pero al bajar, la estructura del vórtice polar cubre una gran área, a pesar de estar deformada más arriba. Esto demuestra las limitaciones potenciales de este evento de interrupción en la estratosfera.

Mirando de nuevo las anomalías verticales, se puede ver el vórtice polar debilitado en la estratosfera. Ha perdido cierta conexión con las partes orientales del hemisferio norte. Pero todavía muestra una conexión hacia abajo alrededor de las regiones del este de Canadá y Groenlandia.

Esto se refleja en el patrón de presión en los niveles inferiores. Se observa la amplia área de baja presión sobre Canadá, el norte de los Estados Unidos y Groenlandia. Esta es probablemente la principal conexión con el vórtice polar estratosférico, en lo que respecta a las anomalías puras. Como consecuencia se prevé una irrupción de aire frío sobre gran parte de los EE.UU.

Esta situación no parece que vaya a producir un colapso del vórtice polar, pues para ello debería de invertirse la corriente en chorro estratosférica, lo que no se aprecia en este punto. No obstante, incluso sin un colapso total, el evento de interrupción puede afectar al clima, como ya se vio en la temporada de invierno 2020/2021 a principios de enero.

El clima después de un evento de colapso de Polar Vortex no siempre es el mismo. Mucho depende de los patrones climáticos preexistentes, ya que en algunos casos, el efecto del calentamiento estratosférico puede “desviarse” o no mezclarse muy bien con las partes bajas. Para que estos efectos de la estratosfera alcancen los niveles bajos pasa algún tiempo, por lo que generalmente se observan los períodos de 0 a 30días después de un evento de este tipo para identificar los cambios climáticos.

La temperatura promedio de 0 a 30 días después de un evento de colapso del vórtice polar muestra que la mayor parte de los Estados Unidos es típicamente más fría de lo normal, junto con Europa. Nota: esta es una imagen promedio de muchos eventos calentamiento estratosférico. Cada evento de calentamiento estratosférico es diferente y no significa automáticamente un fuerte patrón invernal.

Artículo original publicado en Severe Weather Europe el 23 de enero de 2023.

Autor: Andrej Flis