Vórtice polar para niños
El vórtice polar es como un gran remolino de aire muy frío que se forma cerca de los polos de la Tierra. Este remolino se encuentra en las capas medias y altas de la atmósfera, en la troposfera y la estratosfera. Es parte del frente polar y rodea las zonas de alta presión de los polos.
Este remolino de aire es más fuerte durante el invierno de cada hemisferio, cuando hace mucho más frío en los polos que en el ecuador. En verano, se debilita o incluso desaparece. El vórtice polar del Antártico es más fuerte y dura más que el del Ártico. Esto se debe a que en el hemisferio norte hay más tierra en las zonas frías, lo que provoca más "ondas" en la atmósfera que pueden romper el vórtice. En el hemisferio sur, el vórtice está menos afectado. El vórtice del Ártico suele tener una forma alargada, con dos centros, uno cerca de la Isla de Baffin en Canadá y otro en el noroeste de Siberia.
La química dentro del vórtice polar antártico ha causado un gran adelgazamiento de la capa de ozono. Ciertos químicos en las nubes de la estratosfera polar reaccionan con sustancias como los CFCs. Esto libera átomos de cloro que ayudan a destruir el ozono cuando la luz del sol regresa en primavera (septiembre/octubre). Estas nubes solo se forman con temperaturas muy bajas, por debajo de los -80°C. Por eso, la región del Ártico, que es más cálida, no tiene un problema similar con el ozono.
El vórtice polar antártico suele mantenerse activo desde agosto hasta noviembre.
Otros planetas y lunas también tienen vórtices polares, como Venus (que tiene dos remolinos en un mismo polo), Marte, Júpiter, Saturno y Titán, la luna más grande de Saturno.
Contenido
Vórtices polares: Ártico y Antártico
El vórtice en el Hemisferio Norte
Cuando el vórtice polar del Ártico es fuerte y tiene una forma casi redonda, hay un solo remolino. La corriente en chorro (un río de aire rápido en la atmósfera) se mantiene cerca del frente polar, y el aire frío del Ártico se queda en su lugar. Si el vórtice se debilita, lo que ocurre a menudo, se divide en dos o más remolinos más pequeños. El más fuerte suele estar cerca de la isla de Baffin en Nunavut, y el otro sobre el noreste de Siberia. Cuando el vórtice es muy débil, el aire ártico se desorganiza y las masas de aire frío pueden moverse hacia el ecuador, causando descensos bruscos de temperatura.
Una ola de frío muy intensa que afectó a gran parte de Estados Unidos y Canadá a principios de 2019 se relacionó con el "vórtice polar". Sin embargo, científicamente, esto se refiere a las irrupciones de aire frío del Ártico que ocurren cuando el vórtice polar se debilita. El Servicio Meteorológico Nacional de EE. UU. advirtió que era posible sufrir congelaciones en tan solo 10 minutos al aire libre con esas temperaturas extremas. Cientos de escuelas y universidades cerraron en las zonas afectadas. Las temperaturas en el medio oeste de Estados Unidos se sintieron como -45 °C. Se cree que el vórtice polar también afectó a Europa. Por ejemplo, las inundaciones de invierno de 2013-2014 en el Reino Unido se atribuyeron a que el vórtice polar causó un frío intenso en Estados Unidos y Canadá. De manera similar, el frío extremo en el Reino Unido en los inviernos de 2010-2011 también se relacionó con el vórtice polar.
El vórtice en el Hemisferio Sur
El vórtice antártico del hemisferio sur es una única zona de baja presión que se encuentra cerca del borde de la plataforma de hielo de Ross. Cuando el vórtice polar es fuerte, los vientos del oeste (llamados "Westerlies") en las latitudes medias (entre 30° y 60° de latitud oeste) se vuelven más fuertes y constantes. Cuando el vórtice polar es débil, las zonas de alta presión de las latitudes medias pueden empujar hacia el polo. Esto desplaza el vórtice polar, la corriente en chorro y el frente polar hacia el ecuador. La corriente en chorro se "dobla" y se desvía hacia el sur. Esto hace que el aire frío y seco se encuentre rápidamente con el aire cálido y húmedo de las latitudes medias, lo que provoca un cambio rápido y drástico en el tiempo, conocido como "ola de frío".
En Australia, el vórtice polar se conoce como "ráfaga polar" o "zambullida polar". Es un frente frío que trae aire de la Antártida con chubascos, nieve (especialmente en las tierras altas), vientos helados y granizo en el sureste del país, como en Victoria, Tasmania, la costa sureste de Australia Meridional y el sur de Nueva Gales del Sur.
¿Cómo se identifica un vórtice polar?
Las bases de los dos vórtices polares se encuentran en la parte media y alta de la troposfera y se extienden hasta la estratosfera. Debajo de ellos hay una gran masa de aire frío y denso del Ártico. La zona donde se encuentran el aire frío y seco del polo y el aire cálido y húmedo del sur se llama frente polar. Este frente polar se centra aproximadamente en los 60° de latitud. Un vórtice polar se hace más fuerte en invierno y se debilita en verano porque depende de la diferencia de temperatura entre el ecuador y los polos.
Los ciclones polares son zonas de baja presión dentro de las masas de aire polar y existen todo el año. El vórtice polar de la estratosfera se forma en latitudes por encima de la corriente en chorro subtropical. Horizontalmente, la mayoría de los vórtices polares tienen un radio de menos de 1000 kilómetros. Como los vórtices polares existen desde la estratosfera hasta la troposfera media, se usan diferentes alturas o niveles de presión para identificar su posición. El nivel de presión de 50 hPa es el más común para su ubicación en la estratosfera. A nivel de la tropopausa, se puede usar la extensión de los contornos de temperatura para saber su fuerza. Otros usan niveles hasta el nivel de presión de 500 hPa (aproximadamente 5460 metros sobre el nivel del mar en invierno) para identificar el vórtice polar.
Duración y fuerza del vórtice
Los vórtices polares son más débiles en verano y más fuertes en invierno. Los ciclones que se mueven a latitudes más altas cuando el vórtice polar es débil pueden romper el vórtice principal, creando remolinos más pequeños dentro de la masa de aire polar. Estos remolinos individuales pueden durar más de un mes.
Las erupciones volcánicas en las zonas tropicales pueden hacer que el vórtice polar sea más fuerte en invierno hasta dos años después. La fuerza y la posición del vórtice polar influyen en los patrones del tiempo en una gran área a su alrededor. En el hemisferio norte, un índice llamado oscilación ártica se usa para medir su magnitud.
Cuando el vórtice ártico es más fuerte, hay un solo remolino. Pero normalmente, el vórtice ártico tiene una forma alargada con dos centros, uno sobre la isla de Baffin en Canadá y otro sobre el noreste de Siberia. Cuando el patrón ártico es más débil, las masas de aire subtropicales pueden moverse hacia el polo, haciendo que las masas de aire árticas se desplacen hacia el ecuador, como ocurrió en el invierno de 1985. El vórtice polar antártico es más fuerte y dura más que el del ártico. En el Ártico, la forma de las tierras en las latitudes altas del hemisferio norte crea "ondas" que ayudan a romper el vórtice polar. En el hemisferio sur, el vórtice se ve menos afectado. La ruptura del vórtice polar es un evento extremo conocido como calentamiento súbito de la estratosfera. Aquí, el vórtice se rompe por completo y puede haber un calentamiento de 30-50 °C en pocos días.
El aumento y la disminución del vórtice polar dependen del movimiento del aire y la transferencia de calor en la región polar. En otoño, los vientos alrededor del polo aumentan su velocidad y el vórtice polar sube a la estratosfera. Esto hace que el aire polar forme una masa de aire giratoria y unida: el vórtice polar. A medida que se acerca el invierno, el centro del vórtice se enfría, los vientos disminuyen y la energía del vórtice baja. Al final del invierno y principio de la primavera, el vórtice está en su punto más débil. Por eso, al final del invierno, grandes partes del aire del vórtice pueden ser desviadas hacia latitudes más bajas por sistemas meteorológicos más fuertes. En la parte más baja de la estratosfera, los cambios de temperatura y presión son fuertes, y la mayor parte de ese aire permanece dentro de la masa de aire polar hasta diciembre en el hemisferio sur y abril en el hemisferio norte, mucho después de que el vórtice se rompa en la estratosfera media.
La ruptura del vórtice polar del norte ocurre entre mediados de marzo y mediados de mayo. Este evento marca el cambio del invierno a la primavera y afecta el ciclo del agua, las estaciones de crecimiento de las plantas y la salud general del ecosistema. El momento de esta transición también influye en los cambios del hielo marino, el ozono, la temperatura del aire y las nubes. Ha habido rupturas polares tempranas y tardías, debido a variaciones en la estructura del flujo de la estratosfera y el movimiento de las ondas atmosféricas desde la troposfera. Cuando hay más ondas hacia el vórtice, este se calienta más rápido de lo normal, lo que provoca una ruptura y una primavera más tempranas. Si la ruptura es temprana, quedan restos del vórtice. Si la ruptura es tardía, los restos se disipan rápidamente. Una ruptura temprana se asocia con un período de calentamiento desde finales de febrero hasta mediados de marzo. Una ruptura tardía tiene dos períodos de calentamiento, uno en enero y otro en marzo. Los científicos relacionan un retraso en la ruptura del vórtice ártico con menos actividad de ondas atmosféricas, pocos eventos de calentamiento súbito de la estratosfera y un adelgazamiento del ozono.
Los eventos de calentamiento repentino de la estratosfera están relacionados con vórtices polares más débiles. Este calentamiento del aire en la estratosfera puede cambiar la dirección de la circulación del vórtice polar ártico. Estos cambios en lo alto afectan a la troposfera de abajo. Un ejemplo es el cambio en la velocidad del patrón de circulación del Océano Atlántico. Una zona sensible al sur de Groenlandia es donde ocurre el inicio del hundimiento de agua, llamado el "Talón de Aquiles del Atlántico Norte". Pequeños calentamientos o enfriamientos del vórtice polar pueden iniciar o retrasar este hundimiento, alterando la Corriente del Golfo del Atlántico y la velocidad de otras corrientes oceánicas. Como todos los demás océanos dependen del movimiento de la energía calorífica del Océano Atlántico, los climas de todo el planeta pueden verse muy afectados. El debilitamiento o fortalecimiento del vórtice polar puede cambiar la circulación marina a más de un kilómetro y medio bajo las olas. El fortalecimiento de las tormentas en la troposfera que enfrían los polos, intensifica el vórtice polar. Los cambios climáticos relacionados con La Niña refuerzan significativamente el vórtice polar. La intensificación del vórtice polar produce cambios en la humedad a medida que el aire seco de la estratosfera entra en el centro del vórtice. Con el fortalecimiento del vórtice, hay un enfriamiento debido a la disminución de la concentración de vapor de agua cerca del vórtice. La disminución del agua se debe a una tropopausa más baja dentro del vórtice, que coloca el aire seco de la estratosfera por encima del aire húmedo de la troposfera. La inestabilidad ocurre cuando el "tubo" del vórtice, la línea de aire que gira, se mueve. Cuando esto sucede, los anillos del vórtice se vuelven más inestables y pueden ser movidos por las ondas atmosféricas. La actividad de las ondas atmosféricas en ambos hemisferios varía cada año, lo que afecta la fuerza y la temperatura del vórtice polar. El número de ondas alrededor del borde del vórtice está relacionado con el tamaño de su centro; a medida que el centro del vórtice se hace más pequeño, el número de ondas aumenta.
El grado en que el aire polar y el de latitudes medias se mezclan depende de cómo se desarrolla y dónde se encuentra el chorro polar nocturno. En general, la mezcla es menor dentro del vórtice que fuera de él. La mezcla ocurre con ondas atmosféricas inestables que son comunes en la estratosfera media y alta en invierno. Antes de que el vórtice se rompa, hay poco movimiento de aire fuera del vórtice polar ártico debido a las fuertes barreras que existen por encima de los 420 km. El chorro polar nocturno que está debajo es débil al principio del invierno. Por lo tanto, no desvía el aire polar que desciende, el cual se mezcla con el aire de latitudes medias. Al final del invierno, las masas de aire no descienden tanto, lo que reduce la mezcla. Después de que el vórtice se rompe, el aire que estaba en el vórtice se dispersa en las latitudes medias en aproximadamente un mes.
A veces, una parte del vórtice polar se separa antes de que termine el período de calentamiento final. Si es lo suficientemente grande, esta parte puede moverse hacia Canadá y el Medio Oeste, Centro, Sur y Noreste de Estados Unidos. Esta desviación del vórtice polar puede ocurrir debido al cambio de la corriente en chorro polar. Por ejemplo, la importante dirección hacia el noroeste de la corriente en chorro polar en el oeste de Estados Unidos durante los inviernos de 2013-2014 y 2014-2015. Esto causó condiciones cálidas y secas en el oeste, y frías y con nieve en el centro-norte y el noreste. Ocasionalmente, una masa de aire de alta presión, llamada Bloque de Groenlandia, puede hacer que el vórtice polar se desvíe hacia el sur, en lugar de seguir su camino normal sobre el Atlántico Norte.
Véase también
En inglés: Polar vortex Facts for Kids
