Um vórtice polar está emergindo na estratosfera sobre o Polo Norte e afetará o clima à medida que nos aproximamos do inverno 2022/2023

Um vórtice polar está emergindo na estratosfera sobre o Polo Norte e afetará o clima à medida que nos aproximamos do inverno 2022/2023

14 de setembro de 2022 0 Por Jonas Estefanski
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Um Vórtice Polar está agora emergindo na Estratosfera sobre o Pólo Norte. Começou a se formar à medida que o resfriamento sazonal se intensificou e continuará a se fortalecer até o inverno de 2022/2023. Com uma longa história de impactos climáticos de inverno nos Estados Unidos e na Europa, está sendo monitorado de perto durante todo outono e inverno.

Como você verá, há muitas camadas no Polar Vortex e diferentes resultados climáticos que ele pode produzir. Mas, independentemente de ser forte, fraco ou colapsado, sempre desempenha um papel importante no clima.

A imagem abaixo mostra um dos fortes eventos do Polar Vortex de alguns invernos atrás. Essa forma quase circular geralmente significa forte circulação estratosférica. Mas primeiro, o que é o Polar Vortex , por que nos importamos com ele e por que você deveria?

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QUANDO O PÓLO NORTE COMEÇA A REFRIGERAR

 
À medida que avançamos no outono, as regiões polares começam a receber menos luz solar. Com menos energia solar, as temperaturas começam a cair e o resfriamento sazonal começa no pólo norte.

Mas à medida que as temperaturas polares caem, a atmosfera mais ao sul ainda é relativamente quente, pois continua a receber luz e energia do Sol.

Você pode ver o solstício de inverno na imagem abaixo. As regiões polares recebem pouca ou zero energia solar em comparação com as regiões mais ao sul, que ainda recebem muita luz solar e calor.

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Mas, à medida que a temperatura cai sobre as regiões polares, a pressão também cai. Este processo é o mesmo na superfície e na estratosfera.

Você pode ver as camadas da atmosfera na imagem abaixo. A troposfera (camada azul) e o clima estão na parte inferior, e a estratosfera (camada verde) com a camada de ozônio acima dela.

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Isso causa uma forte diferença de pressão global entre as regiões polares e subtropicais, e uma grande circulação de baixa pressão (ciclônica) começa a se desenvolver em todo o Hemisfério Norte. Estende-se desde a camada superficial até a estratosfera. Isso é conhecido como o Vórtice Polar.

Produzimos uma exibição tridimensional do Vórtice Polar, estendendo-se dos níveis mais baixos até a Estratosfera. O eixo vertical é bastante aprimorado para melhores propósitos visuais. Você pode ver na imagem abaixo como é a estrutura real do Polar Vortex.

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Sua parte superior (estratosférica) é mais circular e simétrica, pois gira mais alto acima do solo. A estrutura inferior do vórtice polar é muito mais irregular e interrompida. Isso se deve à influência do terreno/montanha e fortes sistemas de pressão atuando como obstáculos no fluxo.

A imagem abaixo mostra um exemplo típico do Vórtice Polar de alta altitude a cerca de 30 km/18,5 milhas na estratosfera média durante o inverno. É de forma circular, com a temperatura caindo rapidamente em direção ao seu núcleo interno.

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Os ventos mais fortes são normalmente encontrados na borda externa, também chamada de “zona de surf”. Como você descobrirá em breve, os ventos são muito importantes quando se fala sobre o vórtice polar, pois geralmente são os primeiros a mostrar que algo no vórtice polar está mudando.

Na próxima imagem abaixo, temos a parte inferior do vórtice polar em torno de 5km/3miles. Quanto mais nos aproximamos do solo, mais deformado fica o vórtice polar, porque ele precisa interagir com as montanhas e o terreno em geral.

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Esteja ciente de seus “braços” se estendendo para as latitudes mais baixas, trazendo ar mais frio e neve. Esses braços também carregam muita energia e podem criar fortes tempestades de inverno, como um Noreaster nos Estados Unidos ou surtos de ar frio na Europa.

Então, para recapitular, o Polar Vortex se comporta como um ciclone muito grande, cobrindo todo o pólo norte, até as latitudes médias. Ele está conectado através de todos os níveis atmosféricos, desde o início, mas geralmente tem formas diferentes em diferentes altitudes.

Normalmente estamos nos concentrando mais no Vórtice Polar Estratosférico, pois desempenha um papel muito importante no desenvolvimento do clima durante o inverno. É conhecido por sua forte influência desde a estratosfera.

Para colocar o Vórtice Polar em perspectiva, produzimos um vídeo de alta resolução abaixo, mostrando o vórtice girando sobre o Hemisfério Norte na Estratosfera no nível de 30mb, cerca de 23km/14 milhas de altitude.

O vídeo mostra a análise do GEOS-5 da NASA para o final de janeiro de 2022. Observe como o vórtice estratosférico cobre uma grande parte do Hemisfério Norte. Isso ocorre porque ele gira sobre o Hemisfério Norte, conduzindo também o clima de inverno abaixo com sua circulação.

 
A principal conclusão do vídeo deve ser que o Polar Vortex não é apenas uma única tempestade de inverno ou um surto de frio que se move do Centro-Oeste para o nordeste dos Estados Unidos.

É uma grande área ciclônica que gira em todo o Hemisfério Norte, desde o solo até o topo da estratosfera e além, atingindo mais de 50 km/31 milhas de altitude.
 




COMEÇA A TEMPORADA DO VÓRTEX POLAR 2022/2023

 
Como mencionamos acima, o resfriamento sobre o pólo norte já começou. Abaixo está o gráfico de análise da NASA para a temperatura na estratosfera média sobre o pólo norte. A linha azul é o ano passado e as áreas cinza/branco são dados históricos.

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O resfriamento da estratosfera normalmente começa em agosto, aumentando fortemente em setembro e outubro. Finalmente, a Estratosfera atinge seu período mais frio em novembro e dezembro, quando o vórtice polar é geralmente o mais forte.

Atualmente, a temperatura já está caindo na estratosfera. Na imagem abaixo, você pode ver a previsão de mudança de temperatura para o final de setembro. Ele mostra o resfriamento contínuo sobre e ao redor do Pólo Norte.

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Olhando para a previsão de temperatura real, podemos ver um núcleo frio se desenvolvendo sobre o círculo polar. Este é o coração do Vórtice Polar, quanto mais frio fica, mais forte o vórtice polar pode se tornar. Isso porque se alimenta da diferença de temperatura/pressão entre as regiões polar e sul do Hemisfério Norte.

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A pressão também está começando a cair rapidamente. A imagem abaixo mostra a altura geopotencial do nível de 10mb (~30km de altitude). Como resultado, uma área menor de baixa pressão começa a se desenvolver sobre o Círculo Polar Ártico. Essa é a base para o vórtice polar do próximo inverno 2022/2023 .

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Olhando para a previsão para o final de setembro, como mostrado abaixo, você pode ver que o vórtice polar está muito mais desenvolvido e aumentando rapidamente em tamanho e influência. À medida que a pressão cai no vórtice polar, aumenta a velocidade e a profundidade do vento. Quanto mais forte fica, mais fácil é influenciar nosso clima na superfície.

polar-vortex-inverno-2022-2023-mid-estratosfera-geopotencial-altura-pressão-previsão de 16 dias

Falando em vento, a previsão atual mostra o desenvolvimento da corrente de jato estratosférica. Isso também é chamado de Jato Noturno Polar. A imagem abaixo mostra a corrente de jato estratosférica na estratosfera superior a 1mb de nível (~45km/28mi de altitude)

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Olhando para a previsão do nível de 10mb (~30km/18.5mi de altitude), podemos ver a corrente de jato estratosférica neste nível. Tem uma bela forma oval e já está quase conectada em todo o Hemisfério Norte.

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A força da corrente de jato estratosférica no nível de 10mb é geralmente usada para determinar a força do vórtice polar e sua influência potencial no clima. Este é especialmente o caso durante o início e o meio do inverno, quando é mais forte.

Em comparação com a média de longo prazo, as previsões atuais mostram que a força do vórtice polar provavelmente ficará em torno da média no final de setembro.

Isso é visto na imagem abaixo, que mostra a previsão do fluxo de jato estratosférico em 10mb (~30km). As linhas vermelhas indicam os valores médios. Isso pode não significar muito por enquanto, mas mostra que o vórtice polar tem um início mais energético do que o normal.

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Mais abaixo em direção à superfície, ainda podemos ver esses ventos, mas chamamos de vapor a jato. A imagem abaixo mostra a previsão da velocidade do vento para o final de setembro, a cerca de 5 km (3 milhas) de altitude.

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Como na Estratosfera, mais abaixo, ainda vemos a circulação polar (a corrente de jato) contornando o Vórtice Polar nos níveis mais baixos. Novamente, isso mostra que a circulação geral do clima está conectada em muitos níveis e em um único sistema.

A previsão de vórtice polar tridimensional mostra uma boa estrutura aparecendo mais acima na estratosfera no final de setembro. No entanto, você pode ver que ainda não está conectado, pois a estrutura está apenas construindo enquanto o Hemisfério Norte está esfriando ainda mais.

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Agora sabemos o que é o Polar Vortex e como ele funciona. Mas por que nos importamos com isso? Como você verá agora, o Polar Vortex tem o poder de fazer muitas coisas em relação ao clima, especialmente durante o inverno, quando é mais forte.
 

VÓRTEX POLAR E TEMPO DE INVERNO

 
Como mencionamos anteriormente, um Polar Vortex pode ser forte ou fraco (colapso). Cada fase tem seu papel, mas veremos os dois extremos, o evento forte e o evento de colapso.

Um vórtice polar forte geralmente significa uma circulação polar forte. Isso geralmente bloqueia o ar mais frio nas regiões polares, criando condições mais amenas para a maior parte dos Estados Unidos e da Europa.

Em contraste, um Vortex Polar fraco pode criar um padrão de fluxo de jato fraco. Tem um momento mais desafiador contendo o ar frio, que agora pode escapar das regiões polares para os Estados Unidos e/ou Europa. Imagem por NOAA.

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Começando com um Vortex Polar forte, é exatamente como o nome sugere. É mais frio e profundo, exercendo mais influência no nosso clima diário. Um bom exemplo ocorreu há menos de três anos.

Abaixo está uma análise do vórtice polar estratosférico em fevereiro e março de 2020. Como você pode ver, podemos ver anomalias negativas significativas no núcleo do vórtice polar. Isso significa que é mais profundo e mais forte do que o normal.

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Um vórtice estratosférico mais forte geralmente tem uma maneira mais fácil de se conectar aos níveis mais baixos, alterando a circulação. Podemos ver isso se observarmos as anomalias de pressão nos níveis mais baixos, como visto na imagem abaixo.

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Você pode ver a pressão mais baixa travada no círculo ártico, cercada por uma forte circulação. Essa circulação bloqueia o ar frio nas regiões polares, dificultando a fuga.

Falando em temperaturas, abaixo temos a análise de temperatura para este mesmo período. Novamente, você pode ver muito mais quente do que o normal no final do inverno nos Estados Unidos, no sul do Canadá e na Europa. Isso resulta do ar frio sendo bloqueado mais ao norte.

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Você não quer ver isso se vive nas latitudes médias e gosta do clima de inverno mais frio e servido com neve. Mas há outra fase, talvez ainda mais impactante que a forte.
 

EVENTO SÚBITO DE AQUECIMENTO ESTRATOSFÉRICO

 
Normalmente, um vórtice polar enfraquece devido a um aumento na temperatura e pressão na estratosfera. Isso é chamado de evento de aquecimento estratosférico repentino (SSW) , que pode colapsar o vórtice polar.

Simplificado, um evento de aquecimento estratosférico repentino (SSW) é exatamente o que o nome sugere. É um aumento repentino de temperatura na estratosfera polar durante o inverno. O aquecimento da estratosfera significa que o vórtice polar está enfraquecido e também pode entrar em colapso sob pressão do evento de aquecimento.

Isso cria uma reação em cadeia, interrompendo a corrente de jato , criando alta pressão sobre o círculo ártico e liberando o ar frio do Ártico na Europa e nos Estados Unidos. Um evento SSW é geralmente desencadeado por padrões específicos de pressão maciça na troposfera, que podem enviar muita energia para cima verticalmente na estratosfera.

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Um desses eventos ocorreu em janeiro de 2021. Em 5 de janeiro, foi marcada a data preliminar do evento de aquecimento estratosférico repentino, pois os ventos ao redor do círculo polar se inverteram.

A onda de aquecimento estratosférico se arrastou por todo o Pólo Norte na Estratosfera, dividindo efetivamente o núcleo frio do vórtice polar em duas partes.

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Uma parte do vórtice polar quebrado se moveu sobre a América do Norte e outra sobre o setor europeu. Neste ponto, isso não influencia tanto o clima de inverno na superfície. Isso ocorre porque ocorre a mais de 30 km (18 milhas) de altitude. Mas a influência do clima veio logo depois.

Observando a análise de temperatura da NASA para a estratosfera polar, podemos ver um aumento significativo de temperatura no nível de 10mb (30km) no início de 2021. Isso mostra um forte evento de aquecimento, com temperaturas acima do normal por semanas depois.




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Ao tentar encontrar uma conexão entre a Estratosfera e nosso clima de inverno , ajuda ter imagens mais especializadas à mão. A imagem abaixo mostra um índice de pressão atmosférica. Valores negativos indicam pressão mais baixa (cores azuis) e valores positivos indicam pressão mais alta (cores vermelhas). Temos altitude desde o solo até o topo da estratosfera (~46km/28mi) para o período de inverno/primavera de 2021.

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No início de janeiro, fortes valores positivos na estratosfera estão associados ao maior acúmulo de pressão durante o evento de aquecimento estratosférico. O evento e sua influência desceram lentamente ao longo do tempo, atingindo os níveis mais baixos em meados e final de janeiro.

Isso persistiu até fevereiro, influenciando os padrões climáticos mesmo quando o aquecimento estratosférico já havia terminado.

Produzimos uma imagem de análise do período de inverno de janeiro a fevereiro de 2021, mostrando anomalias de pressão e temperatura. A imagem abaixo mostra as anomalias de pressão, onde um forte sistema de alta pressão domina o Pólo Norte. Este sistema dominante de alta pressão originou-se do evento de aquecimento estratosférico e do colapso do vórtice polar.

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Um forte sistema de alta pressão sobre o Ártico pode perturbar fortemente a circulação do clima e pode liberar o ar frio das regiões do Ártico em direção às latitudes médias.




A imagem abaixo mostra as anomalias de temperatura no período de janeiro a fevereiro de 2021. Temperaturas mais quentes do que o normal estavam presentes sob o sistema de alta pressão sobre as regiões polares. A SSW empurrou o ar frio do Ártico para o Canadá e a maior parte dos Estados Unidos.

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O clima após um evento de colapso do Polar Vortex nem sempre é o mesmo. Depende muito dos padrões climáticos pré-existentes, pois em alguns casos, o efeito do aquecimento estratosférico pode ser “desviado” ou não se misturar muito bem com as partes mais baixas.

Obtemos uma imagem interessante se combinarmos todos os eventos de aquecimento estratosférico e observarmos o clima de 0 a 30 dias após os eventos de aquecimento estratosférico.
 

TEMPO DE INVERNO APÓS UM COLAPSO DO VÓRTEX POLAR

 
Abaixo está a anomalia de pressão média após um evento de aquecimento estratosférico. Corresponde a um padrão NAO negativo. Esse padrão de circulação fortemente interrompido ajuda a criar um caminho livre para o ar polar mais frio sair das regiões polares.

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A temperatura média correspondente de 0 a 30 dias após um evento SSW mostra que a maioria dos Estados Unidos está mais fria do que o normal, assim como a Europa. Nota: esta é uma imagem média de muitos eventos SSW. Cada evento de aquecimento estratosférico individual é diferente e não significa automaticamente um forte padrão de inverno.




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Observando a queda de neve, podemos ver uma queda de neve acima da média em grande parte do leste dos Estados Unidos e também na Europa. Esta é uma resposta esperada, pois normalmente, após um grande aquecimento estratosférico, o ar mais frio tem um caminho mais fácil para o sul e para essas regiões.

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Então, como você pode ver, ter um Vortex Polar forte ou fraco pode mudar significativamente o clima de inverno nos Estados Unidos, Canadá e Europa. No entanto, isso não acontece anualmente, pois depende de muitos outros fatores.

Então, quais são as perspectivas iniciais para o Polar Vortex e o clima de inverno na próxima temporada 2022/2023?
 

VÓRTEX POLAR E INVERNO 2022/2023

 
Discutimos a fase La Nina do ENSO e sua influência em nossa primeira previsão de inverno , então confira mais detalhes sobre o La Nina e o ciclo ENSO. Vamos vinculá-lo na parte inferior do artigo.

Para simplificar, La Nina é o que chamamos de anomalias frias/negativas no Oceano Pacífico tropical. Ele se forma sob certas condições e pode mudar o clima globalmente em uma escala sazonal.

Você pode ver o La Nina na imagem abaixo. Sabemos o efeito que La Nina pode causar na circulação global e, portanto, podemos antecipar o que isso pode significar para o Vórtice Polar. 

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Historicamente, um inverno La Nina tem cerca de 60-75% de chance de produzir um evento de aquecimento estratosférico. Produziu-os no passado e também no último Inverno. A imagem abaixo mostra a frequência típica do evento de aquecimento estratosférico repentino por mês e pelo evento ENSO.

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Como você pode ver, uma fase La Nina tem uma chance maior de produzir um evento de colapso do Polar Vortex. Também produz um mais tarde no inverno, em comparação com um El Niño.

Abaixo temos um gráfico de análise/previsão do ECMWF, que mostra a previsão de longo prazo da principal região do ENSO. As condições de La Nina prevalecerão sobre o outono e o inverno. Mas um enfraquecimento do La Nina é esperado para o início do próximo ano, com um El Niño possível para o final de 2023.

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Os sinais atuais mostram um potencial aumentado para um evento de aquecimento estratosférico no meio do inverno, com base em um La Nina ativo. Mas muito depende do posicionamento dos enormes sistemas de alta e baixa pressão no Pacífico Norte.




É aqui que outros fatores de curto prazo também entram em jogo, como variabilidade climática semanal, convecção tropical, outras anomalias de temperatura do oceano, etc.

Temos uma imagem interessante agora da previsão para as próximas temporadas. A previsão do ECMWF para os ventos zonais estratosféricos de 10mb mostra uma redução na potência dos ventos estratosféricos no final do outono e início do inverno.

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Como os ventos estão diretamente relacionados à força do Vórtice Polar, podemos ver isso como um sinal de enfraquecimento do Vórtice Polar. Isso implicaria um padrão mais interrompido e uma chance de bloqueio de alta latitude, portanto, mais ar frio nos Estados Unidos e na Europa.

Isso nos dá um sinal para ficar de olho, pois essas dinâmicas podem ter um impacto em larga escala e duradouro no padrão climático durante o inverno.

Vamos mantê-lo atualizado sobre o desenvolvimento do padrão climático global para as próximas temporadas, então certifique-se de marcar nossa página. Além disso, se você viu este artigo no feed do Google App (Discover), clique no botão curtir (♥) para ver mais de nossas previsões e nossos artigos mais recentes sobre clima e natureza em geral.