¿Qué es el Vórtice Polar y cómo se genera? ¿Cómo afecta a Europa y España?

En los últimos inviernos se ha puesto de moda hablar sobre el vórtice polar, y atribuirle gran parte de los cambios meteorológicos que acontecen durante el invierno boreal en el hemisferio norte. ¿Pero, qué impacto real puede tener el vórtice polar y sus diversas configuraciones en la meteorología de Europa, incluida España?

VÓRTICE POLAR: ¿QUÉ ES Y CÓMO SE GENERA?

El vórtice polar es un fenómeno estacional, que se genera a medida que nos acercamos al otoño e invierno en cada hemisferio y las diferencias térmicas entre los polos y el ecuador aumentan. Gracias a los fenómenos de rotación de la tierra, tras el equinoccio de otoño, el polo norte, en nuestro caso, comienza a recibir menos radiación solar, las temperaturas empiezan a descender y comienza a formarse una gran zona de bajas presiones cuasiestacionarias en la superficie que rotan en sentido contrario a las agujas del reloj y  que se ven aceleradas por los vientos del Oeste (inercia natural por la fuerza de Coriolis del planeta Tierra).

Bajas presiones y aire muy frío que llegan a su punto álgido entre noviembre y enero de cada año, conformando lo que se conoce como vórtice polar: una inmensa masa de aire frío y bajas presiones que rotan en sentido contrario a las agujas del reloj y que están más o menos contenidas alrededor del polo norte, circunvaladas y confinadas por una banda dinámica de fuertes vientos a los que se denomina jet stream o chorro polar, que sirve como delimitación del vórtice, en este caso del denominado como vórtice troposférico.

El vórtice que se inicia en superficie (troposfera), termina por transferirse a las capas más altas de la atmósfera en vertical (estratosfera). Formando por tanto, dos tipos de vórtices: estratosférico y troposférico.

HAY DOS TIPOS DE VÓRTICE POLAR: ESTRATOSFÉRICO Y TROPOSFÉRICO

Estos tipos de vórtices interaccionan entre sí, aunque la influencia del troposférico sobre el estratosférico está más clara, ya que como hemos indicado, el vórtice polar comienza a formarse en superficie (troposfera) y progresivamente se propaga hacia la estratosfera (capas altas de la atmósfera), mientras que lo que le ocurra al vórtice estratosférico encuentra más dificultades para propagarse a capas más bajas y no siempre tiene impacto. Pero, ¿en qué se diferencian?

• VÓRTICE POLAR ESTRATOSFÉRICO. Se encuentra en las capas más altas de la atmósfera, entre los 20 a 50 km en la vertical de la atmósfera y extendiéndose hasta los 60º de latitud. Es el “corazón en altura” de esa masa de aire muy frío que habitualmente gira de Oeste a Este a velocidades entre los 40/60 m/s. Todos éstos parámetros (temperatura, dirección y velocidad), son indicadores de la “salud” y posible configuración de éste vórtice. Este vórtice y su disposición está asociado a cambios en patrones climáticos, que pueden durar semanas o incluso meses (afectan a la climatología, largo plazo).
• VÓRTICE POLAR TROPOSFÉRICO. Se encuentra en las capas más bajas de la atmósfera, entre la superficie y hasta los 10 km de altura aprox. Se ubica entre los 40/60º latitud y está confinado por el chorro polar o jet stream (banda de vientos fuertes que separa la masa polar de las más templadas), que puede estar más o menos ondulado (diferentes amplitudes de las ondas de Rossby). Ambos parámetros (fuerza del chorro polar y ondulación), son indicadores de la configuración de éste vórtice y sus posibles implicaciones. Este vórtice está asociado a cambios a nivel meteorológico, de una duración más corta pero evidente para nosotros (afectan a la meteorología, a corto plazo).

VÓRTICES EN ESTADO NORMAL O SIN ALTERAR: METEOROLOGÍA MÁS PREDECIBLE

• VÓRTICE POLAR ESTRATOSFÉRICO. Cuando el vórtice polar estratosférico se encuentra robusto y sin deformaciones, el aire frío polar está perfectamente confinado en una conformación más o menos circular sobre el polo. Los vientos del Oeste a 10 hPa (30 km de altura) están en máximos, con velocidades de 40/70 m/s medidos a unos 60º de latitud y las temperaturas en su núcleo se encuentran alrededor de -75ºC (200ºK). Esta disposición favorece que todo el aire frío polar quede confinado en el polo y apenas haga incursiones en latitudes inferiores.
• VÓRTICE POLAR TROPOSFÉRICO. Habitualmente cuando su “hermano mayor” se encuentra en una conformación estable, el troposférico se encuentra de una manera homóloga, es decir, sin mucho dinamismo respecto a ondulaciones. El jetstream o chorro polar (banda dinámica de vientos que lo confinan) está configurado de una manera bastante lineal alrededor de los 55º de latitud y sin apenas ondulaciones. Es decir, las ondas de Rossby (los pares anticiclón-borrasca) apenas tienen amplitud.

En este tipo de configuración, el tiempo se vuelve monótono en Europa y muy previsible, con una habitual situación de zonalidad meteorológica. Es decir, situación marcada por una circulación de borrascas al norte de Europa (Reino Unido, Escandinavia…), mientras que un achatado anticiclón nos acompaña en el sur de Europa (Península Ibérica, sur de Francia, y en general todos los países mediterráneos). Temperaturas suaves en todo el continente con superávit de precipitaciones en el norte y déficit en el sur. La situación indicada en la infografía trata la configuración más probable, aunque no significa que siempre sea exactamente igual.

¿INTERACTÚAN ENTRE SI? SON DOS VÓRTICES ACOPLADOS PERO ASINCRÓNICOS

Ambos vórtices tienen la capacidad de interactuar verticalmente entre sí, aunque con una magnitud y un periodo diferente. Es decir, cambios en el vórtice estratosférico puede ocasionar cambios en el vórtice troposférico, pero suele costar de 2 a 4 semanas y no siempre ocurre. Sin embargo, alteraciones marcadas en el vórtice troposférico, como unas ondas de Rossby muy pronunciadas o que se rompen, o sistemas de presión de récord o persistentes, son capaces de trasladar energía de manera rápida a la estratosfera en apenas unos días. 

Como consecuencia se pueden producir alteraciones a nivel estratosférico de manera rápida (como calentamientos súbitos estratosféricos (CSE), que con un retraso de 2 a 4 semanas podrían volver a afectar al vórtice troposférico y modificarlo. Digamos que su interacción puede ser un ciclo en el que los impactos de uno y otro vórtice se van entrelazando, aunque originando consecuencias diferentes en puntos geográficos muy distantes y no siempre de una manera previsible ni con la misma magnitud.

VÓRTICES ALTERADOS: PATRONES METEOROLÓGICOS MÁS EXTREMOS Y DINÁMICOS

• VÓRTICE POLAR ESTRATOSFÉRICO. La desestabilización del vórtice estratosférico se produce normalmente por un aumento de las temperaturas en algún punto de la masa de aire frío, lo que suele llevar a una desaceleración de los vientos del oeste en su seno. Esto suele ser producido por los CSE (calentamientos súbitos estratosféricos), aunque también existen teleconexiones entre fenómenos climáticos globales como El Niño y La Niña.

El aumento de temperatura del vórtice (por encima de los 240ºK (-30ºC), y la disminución de los vientos zonales (por debajo de 20 m/s a 10 hPa) , lleva a una desestabilización de su núcleo, que deja de estar centrado sobre el polo, para cambiar a una conformación elíptica o incluso bilocarse en 2 núcleos diferentes. En algunas ocasiones, incluso los vientos del Oeste se llegan a invertir (a Este, vientos del Oeste a 0 o incluso negativos) lo que causa una auténtica descomposición de este vórtice. 

• VÓRTICE POLAR TROPOSFÉRICO. Aunque no siempre ocurre de la misma manera, la desestabilización de su hermano mayor, provoca que también se desacelere y meandrice el jet stream (banda de vientos en altura que lo delimitan). Normalmente, las ondas de Rossby (flanqueadas por el jet stream) se vuelven más amplias, con grandes trasvases de aire entre latitudes mucho más distantes (calor hacia latitudes altas y frío hacia latitudes bajas).

Esto facilita descargas de aire frío polar de gran envergadura e intensidad, mientras que en otras áreas geográficas del hemisferio se produce el efecto contrario, una gran inyección de masas de aire tropical o subtropical hacia latitudes altas. Que “nos pille” en un lado u otro, dependerá de dónde se posicione la cresta o la vaguada de la onda, que a su vez dependerá de la potencia del par anticiclón-borrasca. A continuación podemos ver una de las configuraciones que se pueden dar con los vórtices alterados, que en este caso nos «pillaría» (península Ibérica) en el lado malo, de ascenso de dorsal anticiclónica y aire cálido subtropical.

Tiempo muy dinámico el que ocasiona una desestabilización de ambos vórtices, con grandes anomalías que pueden persistir durante semanas, dando lugar a un cambio persistente  en las condiciones meteorológicas que incluso pueden afectar a los patrones climáticos estacionales, o modificar sensiblemente el perfil climático de una u otra región. A continuación podemos ver otro de los escenarios posibles que se pueden dar con los vórtices alterados, que en este caso en nuestra ubicación (Península Ibérica) se favorecería una fuerte descarga de aire frío sobre nosotros.