Un calentamiento estratosférico repentino (SSW) es un evento en el que la temperatura de la estratosfera polar aumenta varias decenas de kelvin (hasta aumentos de aproximadamente 50 ° C (90 ° F)) en el transcurso de unos pocos días. [1] El calentamiento está precedido por una desaceleración y luego una reversión de los vientos del oeste en el vórtice polar estratosférico . Los SSW ocurren aproximadamente 6 veces por década en el hemisferio norte, [2] y solo una vez cada 20-30 años en el hemisferio sur [3] (y hasta ahora se han observado dos SSW [4] ).
Historia
Richard Scherhag tomó las primeras mediciones continuas de la estratosfera en 1951 usando radiosondas para tomar lecturas confiables de temperatura en la estratosfera superior (~ 40 km) y se convirtió en el primero en observar el calentamiento estratosférico el 27 de enero de 1952. Después de su descubrimiento, reunió un equipo de meteorólogos específicamente para estudiar la estratosfera en la Universidad Libre de Berlín y este grupo continuó mapeando la temperatura estratosférica del hemisferio norte y la altura geopotencial durante muchos años utilizando radiosondas y cohetes .
En 1979, cuando comenzó la era de los satélites , las mediciones meteorológicas se hicieron mucho más frecuentes. Aunque los satélites se utilizaron principalmente para la troposfera , también registraron datos para la estratosfera. Hoy en día, tanto los satélites como las radiosondas estratosféricas se utilizan para tomar medidas de la estratosfera .
Clasificación y descripción
SSW está estrechamente asociado con la ruptura de vórtices polares . Los meteorólogos suelen clasificar la descomposición de los vórtices en tres categorías: mayor, menor y final. Hasta ahora no se ha adoptado una definición estándar inequívoca de estos. [2] Sin embargo, las diferencias en la metodología para detectar SSW no son relevantes mientras la circulación en la estratosfera polar se invierta. [5] "Los SSW mayores ocurren cuando los vientos del oeste estratosféricos polares de invierno se invierten a los vientos del este. En calentamientos menores, el gradiente de temperatura polar se invierte pero la circulación no, y en los calentamientos finales, el vórtice se rompe y permanece hacia el este hasta el siguiente otoño boreal" . [2]
A veces, se incluye una cuarta categoría, el calentamiento canadiense, debido a su estructura y evolución únicas y distintivas.
"Hay dos tipos principales de SSW: eventos de desplazamiento en los que el vórtice polar estratosférico se desplaza del polo y eventos de división en los que el vórtice se divide en dos o más vórtices. Algunos SSW son una combinación de ambos tipos". [2]
Importante
Estos ocurren cuando los vientos del oeste a 60N y 10 hPa se invierten, es decir, se vuelven del este. Se observa una interrupción completa del vórtice polar y el vórtice se dividirá en vórtices hijos o se desplazará de su ubicación normal sobre el polo.
Según la Comisión de Ciencias Atmosféricas de la Organización Meteorológica Mundial (Mclnturff, 1978) [ ¿quién? ] : se puede decir que un calentamiento estratosférico es mayor si a 10 mb o por debajo de la latitud media la temperatura aumenta hacia el polo desde 60 grados de latitud y se observa una inversión de circulación asociada (es decir, los vientos medios predominantes del oeste hacia el polo de 60 grados de latitud son seguidos por significa vientos del este en la misma zona).
Menor
Los calentamientos menores son similares a los mayores, sin embargo, son menos dramáticos, los vientos del oeste disminuyen, pero no se invierten. Por lo tanto, nunca se observa una ruptura del vórtice.
Mclnturff [ ¿quién? ] establece: un calentamiento estratosférico se denomina menor si se observa un aumento significativo de temperatura (es decir, al menos 25 grados en un período de una semana o menos) en cualquier nivel estratosférico en cualquier área del hemisferio de invierno. El vórtice polar no se descompone y la inversión del viento del oeste al este es menos extensa.
Final
El ciclo radiativo en la estratosfera significa que durante el invierno el flujo medio es hacia el oeste y durante el verano es hacia el este (hacia el oeste). Se produce un calentamiento final en esta transición, por lo que los vientos del vórtice polar cambian de dirección para el calentamiento, sin embargo, no vuelven a cambiar hasta el siguiente invierno. Esto se debe a que la estratosfera ha entrado en la fase del este de verano. Es final porque no puede ocurrir otro calentamiento durante el verano, por lo que es el calentamiento final del invierno actual.
canadiense
Los calentamientos canadienses ocurren a principios del invierno en la estratosfera del hemisferio norte, típicamente desde mediados de noviembre hasta principios de diciembre. No tienen contraparte en el hemisferio sur.
Dinámica
En un invierno habitual en el hemisferio norte, ocurren varios eventos de calentamiento menores, con un evento mayor que ocurre aproximadamente cada dos años. Una de las razones por las que se producen importantes calentamientos estratosféricos en el hemisferio norte es que la orografía y los contrastes de temperatura tierra-mar son responsables de la generación de ondas Rossby largas ( número de onda 1 o 2) en la troposfera . Estas ondas viajan hacia la estratosfera y se disipan allí, desacelerando los vientos del oeste y calentando el Ártico. [6] Esta es la razón por la que los mayores calentamientos solo se observan en el hemisferio norte, con dos excepciones. En 2002 y 2019, se observaron grandes calentamientos en el hemisferio sur. [7] [8] [9] Estos eventos no se comprenden completamente.
En un momento inicial, se establece un patrón de circulación de tipo bloqueo en la troposfera. Este patrón de bloqueo hace que las ondas de Rossby [ aclaración necesaria ] con número de onda zonal 1 y / o 2 [ aclaración necesaria ] crezcan hasta amplitudes inusualmente grandes. La ola creciente se propaga hacia la estratosfera y desacelera los vientos zonales medios del oeste. [ aclaración necesaria ] Por lo tanto, el chorro de la noche polar se debilita y al mismo tiempo se distorsiona por las crecientes ondas planetarias. Debido a que la amplitud de la onda aumenta con la densidad decreciente, este proceso de aceleración hacia el este no es efectivo a niveles bastante altos. [ ¿por qué? ] Si las olas son lo suficientemente fuertes, el flujo zonal medio puede desacelerarse lo suficiente como para que los vientos del oeste de invierno giren hacia el este. En este punto, es posible que las ondas planetarias ya no penetren en la estratosfera [10] [ aclaración necesaria ] ). Por lo tanto, la transferencia de energía hacia arriba se bloquea completamente y se produce una aceleración hacia el este muy rápida y el calentamiento polar en este nivel crítico, que luego debe moverse hacia abajo hasta que finalmente el calentamiento y la inversión del viento zonal afecten a toda la estratosfera polar. La propagación ascendente de las ondas planetarias y su interacción con el flujo medio estratosférico se diagnostica tradicionalmente mediante los llamados flujos de Eliassen-Palm. [11] [12]
Existe un vínculo entre los calentamientos estratosféricos repentinos y la oscilación cuasi-bienal : si la QBO está en su fase este, la guía de ondas atmosférica se modifica de tal manera que las ondas de Rossby que se propagan hacia arriba se enfocan en el vórtice polar , intensificando su interacción con el flujo medio. Por lo tanto, existe un desequilibrio estadísticamente significativo entre la frecuencia de los calentamientos estratosféricos repentinos si estos eventos se agrupan de acuerdo con la fase QBO (este o oeste).
Efectos del clima
Aunque los calentamientos estratosféricos repentinos son forzados principalmente por ondas de escala planetaria que se propagan desde la atmósfera inferior, también hay un efecto de retorno posterior de los calentamientos estratosféricos repentinos en el clima de la superficie. Después de un calentamiento estratosférico repentino, los vientos del oeste a gran altitud se invierten y son reemplazados por vientos del este. Los vientos del este avanzan hacia abajo a través de la atmósfera, lo que a menudo conduce a un debilitamiento de los vientos del oeste de la troposfera, lo que resulta en reducciones drásticas de la temperatura en el norte de Europa. [13] Este proceso puede tardar desde algunos días hasta algunas semanas. [1]
Ver también
- Amplificación polar
- Teleconexión
Referencias
- ^ a b "Calentamiento estratosférico repentino" . Met Office .
- ^ a b c d Mayordomo, Amy H .; Sjoberg, Jeremiah P .; Seidel, Dian J .; Rosenlof, Karen H. (9 de febrero de 2017). "Un compendio de calentamiento estratosférico repentino" . Datos científicos del sistema terrestre . 9 (1): 63–76. Código bibliográfico : 2017ESSD .... 9 ... 63B . doi : 10.5194 / essd-9-63-2017 .
- ^ Jucker, Martin; Reichler, Thomas; Waugh, Darryn (2021). "¿Qué tan frecuentes son los calentamientos estratosféricos repentinos de la Antártida en el clima presente y futuro?" . Cartas de investigación geofísica . doi : 10.1029 / 2021GL093215 .
- ^ Shen, Xiaocen; Wang, Lin; Águila pescadora, Scott (2020). "El repentino calentamiento estratosférico del hemisferio sur de septiembre de 2019" . ScienceBulletin . 65 (21): 1800–1802. Código Bibliográfico : 2020SciBu..65.1800S . doi : 10.1016 / j.scib.2020.06.028 .
- ^ Palmeiro, Froila M; Barriopedro, David; García-Herrera, Ricardo; Calvo, Natalia (2015). "Comparación de definiciones de calentamiento estratosférico repentino en datos de reanálisis" (PDF) . Revista del clima . 28 (17): 6823–6840. Código Bibliográfico : 2015JCli ... 28.6823P . doi : 10.1175 / JCLI-D-15-0004.1 . hdl : 10261/122618 .
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Otras lecturas
- Mayordomo, Amy H .; Sjoberg, Jeremiah P .; Seidel, Dian J .; Rosenlof, Karen H. (2017). "Un compendio de calentamiento estratosférico repentino" . Datos científicos del sistema terrestre . 9 (1): 63–76. Código bibliográfico : 2017ESSD .... 9 ... 63B . doi : 10.5194 / essd-9-63-2017 .
- Charlton, Andrew J .; Polvani, Lorenzo M. (2007). "Una nueva mirada a los calentamientos repentinos estratosféricos. Parte I: Climatología y puntos de referencia de modelado" . Revista del clima . 20 (3): 449. Bibcode : 2007JCli ... 20..449C . doi : 10.1175 / JCLI3996.1 .
- Charlton, Andrew J .; Polvani, Lorenzo M .; Perlwitz, Judith; Sassi, Fabrizio; Manzini, Elisa; Shibata, Kiyotaka; Pawson, Steven; Nielsen, J. Eric; Corteza, David (2007). "Una nueva mirada a los calentamientos repentinos estratosféricos. Parte II: Evaluación de simulaciones de modelos numéricos" . Revista del clima . 20 (3): 470. Código bibliográfico : 2007JCli ... 20..470C . doi : 10.1175 / JCLI3994.1 .
- Matthewman, Nueva Jersey; Esler, JG; Charlton-Perez, AJ; Polvani, LM (2009). "Una nueva mirada a los calentamientos repentinos estratosféricos. Parte III: Evolución del vórtice polar y estructura vertical" . Revista del clima . 22 (6): 1566. Bibcode : 2009JCli ... 22.1566M . doi : 10.1175 / 2008JCLI2365.1 .
- Pedatella, N .; Chau, J .; Schmidt, H .; Goncharenko, L .; Stolle, C .; Hocke, K .; Harvey, L .; Funke, B .; Siddiqui, T. (2018). "Cómo el calentamiento estratosférico repentino afecta a toda la atmósfera" . Eos . 99 . doi : 10.1029 / 2018EO092441 .
- Hendon, Harry; Watkins, Andrew B .; Lim, Eun-Pa; Joven, Griffith (6 de septiembre de 2019). "El aire sobre la Antártida se está calentando de repente, esto es lo que significa para Australia" . La conversación . Consultado el 10 de septiembre de 2019 .
enlaces externos
- Met Office del Reino Unido: ¿Qué es un calentamiento estratosférico repentino (SSW)?
- Debate sobre el tiempo y el clima, Meteorología de lectura Blog de la WCD: Agitaciones estratosféricas repentinas
- Análisis y pronósticos de GEOS-5 del principal calentamiento súbito estratosférico de enero de 2013 Oficina de modelado y asimilación global de la NASA