Los calentamientos estratosféricos se originan como propagación de ondas desde la troposfera a la estratosfera, o al menos hay un papel crucial de estas en su desarrollo. Estas ondas tienen un marcado origen orográfico, pero en el hemisferio sur hay muy poca orografía, es un hemisferio predominantemente oceánico y eso hace que el que se desarrollen ondas de gran amplitud en la troposfera sea más complicado.
Al igual que aquellos que le preceden, el calentamiento de este año 2019 ha sido en el mes de septiembre, a finales del invierno austral y comienzos de la primavera. Esta característica la comparte con los calentamientos estratosféricos del hemisferio norte, que se dan sobre todo a finales del invierno y comienzos de primavera. En la siguiente animación podemos ver las anomalías de temperatura en el nivel de 10hPa, observándose esas extensas e importantes anomalías en toda la zona polar y subpolar antártica.
figura 1: animación de las anomalías de temperatura en el nivel de 10hPa desde el 1 al 30 de septiembre de 2019.
El calentamiento registrado es el más potente desde que hay datos, algo que se puede ver en la figura 2 con esa línea roja. Dicha línea está por encima del valor más alto registrado hasta ahora por esas fechas, lo que habla de la excepcionalidad del calentamiento, aunque no fuera un calentamiento mayor pues como veremos el viento zonal no se llega a invertir a los 10hPa.
figura 2: evolución de la temperatura en el nivel del 10hPa.
figura 3: evolución de las anomalías de temperatura en función del tiempo y de la altura para el año 2019 entre los 50 y 80ºS.
Quedándonos solo con las anomalías de temperatura desde julio hasta septiembre, se ve mejor lo comentado anteriormente. Llama la atención que antes justo de darse el calentamiento, aparecen anomalías negativas de temperatura, es decir, el vórtice polar estratosférico estaba más fuerte de lo normal. Esto es algo que también comparte con calentamientos que se dan en el hemisferio norte, los cuales muchas veces están precedidos de vórtices más fuertes de lo normal.
figura 4: evolución de las anomalías de temperatura en función del tiempo y de la altura para el año 2019 entre los 50 y 80ºS para el periodo julio-septiembre.
Esas anomalías positivas de temperaturas llevan asociadas un debilitamiento del vórtice polar, de los vientos del oeste que lleva asociado. Esto se ve muy bien en la figura 5, donde se aprecian muy bien esas anomalías negativas del viento zonal a partir de septiembre, unas anomalías, que como las de temperatura, se van desplazando hacia abajo con el tiempo, hacia la troposfera. De hecho, aun se mantiene la señal del calentamiento de septiembre, con ligeras anomalías del viento zonal.
figura 5: evolución de las anomalías del viento zonal en función del tiempo y de la altura para el año 2019 entre los 50 y 80ºS.
De nuevo podemos quedarnos solo con las anomalías de julio a septiembre de ese viento zonal, y se ve perfectamente lo comentado anteriormente. El viento zonal se debilita, con anomalías negativas de más de 40-50 m/s.
figura 6: evolución de las anomalías de temperatura en función del tiempo y de la altura para el año 2019 entre los 50 y 80ºS para el periodo julio-septiembre.
Para distinguir si el calentamiento es menor o mayor tenemos que ver si el viento zonal llega a tomar valores negativos a 10hPa, y vemos en la figura 7 que por encima de los 5hPa eso si se cumple. Está al límite de invertirse en los 10hPa, pero no lo llega a hacer, por lo que siendo estrictos no sería un calentamiento mayor, algo que si fue el de 2002.
figura 7: evolución del viento zonal en función del tiempo y de la altura para el año 2019 entre los 50 y 80ºS para el periodo julio-septiembre.
EN la figura 8 se pueden ver los valores del viento zonal en el año 2002, observándose esos vientos zonales negativos a una altura menor en septiembre fruto de ese calentamiento estratosférico.
figura 8: evolución del viento zonal en función del tiempo y de la altura para el año 2019 entre los 50 y 80ºS para el periodo julio-septiembre.
Cabe esperar que al desplazarse dicho calentamiento de la estratosfera a la troposfera podamos ver cambios en la circulación atmosférica del hemisferio sur. Y si, las hubo y muy importantes.Pero ya antes podemos ver cosas interesantes, el origen de ese CSE, y lo haremos observando las anomalías del geopotencial. Empezaremos en la figura 9 con dichas anomalías de julio a septiembre, y se puede ver como hay unas anomalías positivas a lo largo del invierno austral, resaltando las del mes de agosto, cuando hay dos de ellas que llegan de la troposfera a la estratosfera. Estamos viendo probablemente varias ondas que consiguen llegar a la estratosfera, pero sin embargo parece que es la segunda la que consigue desencadenar el evento. La primera, que no desencadena el evento, si puede ser que precondicione al vórtice estratosférico.
figura 9: evolución de las anomalías de geopotencial en función del tiempo y de la altura para el año 2019 entre los 50 y 80ºS entre julio y septiembre.
Si cogemos el gráfico de la misma variable pero para todo el año (representado en la figura 10), podemos ver como las anomalías del geopotencial no es en septiembre cuando pasan a la troposfera, sino ya en octubre, permaneciendo aun en este mes de noviembre. Esto demuestra que los calentamientos estratosféricos pueden desplazarse a la troposfera si son lo suficientemente importantes y hablamos de un calentamiento que no fue mayor pero le faltó muy poco. Confirma además el papel de la propagación de ondas.
figura 10: evolución de las anomalías de geopotencial en función del tiempo y de la altura para el año 2019 entre los 50 y 80ºS.
Para poder ver mejor esos cambios en la circulación troposférica vamos a analizar mapas de anomalías de presión a nivel del mar antes ,durante y después del calentamiento. Empezamos con las de antes, ,del 1 de agosto al 1 de septiembre de la figura 11. Podemos ver una preciosa estructura de onda 2, llamada así porque aparecen alrededor de la Antártida y alternándose, dos anomalías de presión negativas y dos positivas. Que sean tan claras nos dice que permanecieron durante todo el mes. Son situaciones de bloqueo, que ayudan a que el forzamiento de las ondas sea mayor pudiendo llegar a la estratosfera. Curiosamente en este mes es cuando se dan esos dos trenes de onda de los que hablamos antes, por lo que podría casi afirmarse que el calentamiento estratosférico fue originado por una onda 2.
figura 11: anomalías de presión a nivel del mar entre el 1 de agosto y el 1 de septiembre de 2019.
Y durante el calentamiento estratosférico ¿qué pasaba? Durante el mes de septiembre podemos ver en la figura 12 como la estructura de onda 2 pasa a una con onda 3. Presiones más altas de lo normal en Australia, sur de África y el SW de Sudamérica y presiones más bajas de lo normal en la Antártida occidental , este de Sudamérica y sur del Índico. En este mes aun no se ha producido propagación del calentamiento a la troposfera.
figura 12: anomalías de presión a nivel del mar entre el 1 de septiembre y el 1 de octubre de 2019.
En la figura 13 podemos ver ya las anomalías tras el calentamiento estratosférico, cuando este se ha propagado ya a la troposfera y el cambio es radical. Aparecen anomalías de presión positivas muy importante sobre el continente antártico y negativas al sur de Australia y de África, aunque menos importantes.
figura 13: anomalías de presión a nivel del mar entre el 1 de octubre y el 20 de noviembre
Esos cambios en la situación de las zonas de altas y bajas presiones se pueden ver muy bien también en el índice AAO, que es similar al de la AO pero para el hemisferio sur. Podemos ver como durante el mes de agosto aparecen valores negativos de la AO asociados a esos bloqueos con patrón de onda 2, que propiciaban una circulación meridional importante (en ese mes hubo varias olas de frío en Australia, con nevadas en cotas bajas).Mientras se da el calentamiento estratosférico, sin propagarse a la troposfera, el índice AAO se mantiene positivo en general y pega el bajonazo sobre todo a partir de mediados de octubre, instaurándose esas presiones mucho más altas de lo normal en el interior de la Antártida, situación que aun que aun dura.
figura 10: evolución del índice de la oscilación antártica.
Así pues, nos encontramos con un calentamiento estratosférico cuyas consecuencias aun perduran, un calentamiento que se originó por forzamiento de la onda 2 a lo largo del mes de agosto, desencadenándose sobre todo a finales de este mes y sobre todo en septiembre y propagándose a la troposfera en octubre. Ahora el vórtice polar del hemisferio sur está muy débil fruto de su transición al verano austral. Por contra, el de nuestro hemisferio parece que podría empezar a sufrir cambios de cara a comienzos de diciembre, estaremos atentos.
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