La animación utiliza datos del satélite de viento Aeolus de la ESA y muestra cómo cambió el vórtice polar en la estratosfera inferior entre el 1 de diciembre de 2020 y el 1 de febrero de 2021. Los primeros gráficos a principios de diciembre muestran el vórtice en un estado relativamente normal, pero a mediados de diciembre aparecen parches de viento azul, y el viento va hacia atrás en relación con las condiciones normales. Los científicos están utilizando información del viento de Aeolus para arrojar más luz sobre este complejo fenómeno que puede alterar el clima en latitudes más bajas. Crédito:Universidad de Bath / C. Wright
Como el vórtice polar de este invierno envía ráfagas heladas extremas del clima ártico a algunas partes del hemisferio norte, como el noreste de los EE. UU., Los científicos están utilizando información del viento del satélite Aeolus de la ESA para arrojar más luz sobre este complejo fenómeno.
El vórtice polar es una enorme masa de aire helado muy por encima del Polo Norte en la estratosfera polar. Está rodeado por un fuerte chorro de aire que gira en sentido antihorario a lo largo del límite del vórtice. El vórtice tiende a ser mucho más fuerte en invierno, manteniendo el aire frío amargo encerrado alrededor del Ártico.
Sin embargo, a veces el vórtice puede debilitarse, distorsionarse o incluso dividirse en dos y serpentear más al sur, afectando el clima y la corriente en chorro más abajo en la troposfera, potencialmente trayendo un clima inusualmente frío y nieve a latitudes más bajas.
Un evento meteorológico que puede perturbar el vórtice polar se conoce como 'calentamiento estratosférico repentino, "que es lo que ha estado sucediendo en los últimos meses. Cada año ocurren calentamientos estratosféricos repentinos en cierta medida, pero el evento actual se ha clasificado como importante, y es menos común.
Eventos tan dramáticos hacen que el fuerte viento alrededor del borde del vórtice polar se debilite o invierta, lo que lleva a que la temperatura de la estratosfera polar aumente rápidamente en decenas de grados Celsius.
Según datos de la misión eólica Aeolus de la ESA, la imagen muestra cómo cambió el vórtice polar en la estratosfera inferior entre el 1 de diciembre de 2020 y el 1 de febrero de 2021. Los primeros gráficos a principios de diciembre muestran el vórtice en un estado comparativamente normal, pero a mediados de diciembre aparecen parches de viento azul, y el viento va hacia atrás en relación con las condiciones normales. Crédito:Universidad de Bath / C. Wright
Dado que estos eventos pueden desencadenar condiciones climáticas extremas en Europa y América del Norte, son de interés científico y práctico. Sin embargo, los procesos involucrados no se comprenden completamente, y hasta hace poco ha habido importantes desafíos técnicos en la medición del viento desde el espacio, que se necesita para medir y monitorear un evento a tan gran escala.
Afortunadamente, Los científicos ahora tienen el satélite Aeolus de la ESA a mano para ayudar a comprender mejor por qué y cómo se desequilibra el vórtice polar.
Aeolus es el primer satélite en órbita que perfila directamente los vientos de la Tierra desde el espacio.
Funciona emitiendo cortos, potentes pulsos de luz ultravioleta de un láser y mide el cambio Doppler de la muy pequeña cantidad de luz que se dispersa de regreso al instrumento desde moléculas y partículas para entregar perfiles de la velocidad horizontal de los vientos del mundo principalmente en la dirección este-oeste en los 26 km más bajos de la atmósfera.
La misión Aeolus no solo se construyó para mejorar nuestra comprensión de la dinámica atmosférica, sino también para proporcionar información muy necesaria para mejorar las previsiones meteorológicas. El satélite lleva el primer lidar de viento en el espacio, que puede sondear los 30 km más bajos de la atmósfera para proporcionar perfiles de viento, aerosoles y nubes a lo largo de la trayectoria orbital del satélite. El sistema láser emite pulsos cortos y potentes de luz ultravioleta hacia la atmósfera. El telescopio recoge la luz que se retrodispersa de las moléculas de aire, partículas de polvo y gotas de agua. El receptor analiza el desplazamiento Doppler de la señal retrodispersada para determinar la velocidad y dirección del viento a varias altitudes por debajo del satélite. Estas observaciones casi en tiempo real mejorarán la precisión de la predicción meteorológica y climática numérica y mejorarán nuestra comprensión de la dinámica atmosférica y los procesos relevantes para la variabilidad climática. Crédito:ESA / ATG medialab
Aunque Aeolus solo mide el viento en la parte inferior de la atmósfera, la parte inferior del chorro de vórtice polar estratosférico actual deja una firma en los datos del satélite.
Corwin Wright, Becario de investigación de la Royal Society en la Universidad de Bath en el Reino Unido, dijo, "Los cambios en la estructura del viento en un evento repentino de calentamiento estratosférico nunca antes se habían observado directamente a escala global. Hasta ahora, nuestra comprensión de estos cambios se ha desarrollado utilizando mediciones puntuales, mediciones a lo largo de trayectorias de vuelo de aeronaves localizadas, mediante el uso de observaciones de temperatura, y, ante todo, modelos informáticos y análisis asimilativos.
"Sin embargo, ahora podemos explotar medidas novedosas de Aeolus, el primer satélite capaz de observar los vientos directamente en la troposfera superior y la estratosfera inferior, para estudiar este proceso de forma observacional durante este gran evento actual ".
Anne Grete Straume, Científico de la misión Aeolus de la ESA, comentó, "Actualmente estamos observando un evento de vórtice polar donde lo vemos dividido en dos, con una masa de aire giratoria sobre el Atlántico norte y otra sobre el Pacífico norte.
Esta imagen de nieve en la región de los Grandes Lagos en los EE. UU. Fue capturada por el instrumento de color del océano y la tierra de la misión Copernicus Sentinel-3 el 3 de febrero de 2021. Si bien hay informes de una capa de hielo récord en los lagos este año, ahi hay, sin embargo, Ha habido fuertes nevadas en el Medio Oeste y los Grandes Lagos en los últimos días. La nieve también ha azotado el noreste de Estados Unidos. Se cree que el vórtice polar de este invierno está enviando ráfagas heladas extremas del clima ártico a algunas partes del hemisferio norte. Los científicos están utilizando información del viento del satélite Aeolus de la ESA para arrojar más luz sobre el complejo fenómeno del vórtice polar. Crédito:contiene datos de Copernicus Sentinel modificados (2021), procesado por la ESA, CC BY-SA 3.0 OIG
"La división conduce a cambios en la circulación troposférica, lo que permite que las masas de aire frío de los polos escapen más fácilmente hacia latitudes más bajas. Por el momento, partes de América del Norte parecen estar experimentando un clima más frío que Europa, aunque hemos visto eventos de aire frío llegando bastante al sur de Europa durante las últimas semanas causando, por ejemplo, Fuertes nevadas en España.
"Lo que a los científicos también les gustaría entender es si los eventos repentinos de calentamiento estratosférico podrían volverse más frecuentes debido al cambio climático. También para esto, Los datos del viento de Aeolus serán muy importantes para comprender mejor los mecanismos que desencadenan estos eventos climáticos.
"Aún es pronto para sacar conclusiones científicas de nuestros datos de Aeolus, pero ciertamente se está trabajando para arrojar nueva luz sobre por qué este fenómeno estacional a veces puede ser extremo:observe este espacio ".
