Cos'è un vortice polare?

Quando la temperatura invernale scende bruscamente a un minimo brutalmente freddo, la tua auto è sepolta sotto la neve incrostata di ghiaccio e stai tremando nonostante indossi biancheria intima termica, un maglione di lana e un parka in piuma, probabilmente non aiuta molto a sentire il Il meteorologo televisivo spiega allegramente che la causa della tua miseria è una distorsione di qualcosa chiamato vortice polare . Quel termine sublimemente minaccioso potrebbe suonarti come il nome di un mostro gigante con un alito gelido, il tipo che vedresti combattere Godzilla in un film di fantascienza giapponese degli anni '50. Diresti: "Eh?" se solo i tuoi denti smettessero di sbattere.

In effetti, molte persone hanno sentito parlare del vortice polare per la prima volta nel gennaio 2014, quando le temperature sono scese a minimi pericolosi per la vita - in alcuni luoghi, 60 gradi Fahrenheit sotto lo zero (meno 51 gradi Celsius) quando è stato preso in considerazione il raffreddamento da vento - attraverso le condizioni del Midwest e del Nordest degli Stati Uniti erano così disastrose che anche nel rigido Minnesota, il governatore dello stato chiuse le scuole per proteggere i bambini dall'esposizione al freddo [fonte: O'Brien e Palmer ]. Il termine ha ottenuto un altro allenamento quando alcune delle temperature più fredde di una generazione hanno raggiunto gli Stati Uniti nel gennaio 2019. Circa 90 milioni di americani hanno sperimentato temperature inferiori allo zero F (-18 ° C) [fonte: CNN ].

Tuttavia, il vortice polare non è davvero una novità per gli scienziati. Il vortice polare è in realtà un fenomeno atmosferico stagionale, un sistema di venti forti e di alto livello - chiamato corrente a getto - che circonda una sacca estremamente fredda di aria artica . E sebbene possa suonare come una forza malevola della natura, il vortice polare per la maggior parte è una cosa piuttosto buona, perché i suoi venti di solito formano un confine che mantiene l'aria fredda contenuta e ci impedisce di congelare [fonte: Duke ].

Il problema, però, è che ogni tanto il vortice polare si rompe un po '. Il risultato è una grande e potente esplosione di aria artica che può viaggiare molto a sud, facendo precipitare la temperatura in luoghi abituati ad avere inverni miti [fonte: Duke ]. In questo articolo spiegheremo di più su cos'è il vortice polare e perché a volte oscilla.

1. Come funziona il Polar Vortex?
2. Cosa succede quando il vortice polare viene distorto?
3. Il vortice polare è influenzato dai cambiamenti climatici?

Mentre di solito sentiamo il termine vortice polare usato al singolare, in realtà ci sono due vortici polari sulla Terra: uno nell'emisfero meridionale sopra l'Antartide e uno nell'emisfero settentrionale sopra l'Artico [fonte: NASA ].

Questi vortici esistono perché in inverno l'aria che è alta sopra i poli diventa molto, molto fredda - stiamo parlando dell'ordine di quasi 110 gradi sotto zero sulla scala Fahrenheit o meno 79 gradi Celsius per l'emisfero settentrionale [ fonte: NASA ]. Quel drastico contrasto con le temperature più lontane dal palo, e il contrasto di pressione che ne risulta, provocano venti molto veloci - con velocità comprese tra 193 e 402 chilometri orari - che turbinano intorno alla grande sacca di aria fredda [fonti: Rafferty , Rutgers Today ]. Il vortice nell'emisfero meridionale è ancora più freddo di quello nell'emisfero settentrionale, ha venti più veloci e anche livelli di ozono molto più bassi [fonte: NASA ].

In ogni caso, il risultato è un enorme ciclone rotante con aria fredda al suo interno, che pende in alto sopra il palo, quasi come un alone [fonte: Herwick ]. Se lo guardavi di lato, inizia all'incirca intorno al confine della troposfera , il livello più basso dell'atmosfera terrestre e la regione in cui si svolge il nostro tempo - e la stratosfera, il successivo strato atmosferico che inizia a circa 12 miglia (20 chilometri) di altitudine e contiene l'ozono che protegge la Terra da un'eccessiva radiazione solare.

Il vortice raggiunge tutta la stratosfera fino alla mesosfera , lo strato successivo, dove l'aria inizia a diventare sottile e super fredda [fonte: NASA ]. Da un punto panoramico in alto sopra il Polo Nord, ad esempio, il vortice polare in realtà assomiglierebbe a un'ellisse, che spesso ruota attorno a due centri: l'isola canadese di Baffin e un punto nel nord-est della Siberia, e racchiude i bordi ghiacciati del Nord America, la Groenlandia , Europa e Asia [fonti: AMS , NSIDC , O'Hanlon ].

Il vortice polare è più debole durante i mesi più caldi dell'anno, quando c'è meno contrasto tra le temperature polari e quelle nelle regioni più calde, e tende a diventare il più forte nei mesi invernali [fonte: Rafferty ]. Di solito, quella barriera dei venti mantiene l'aria fredda nell'Artico, il che impedisce al resto dell'emisfero settentrionale di diventare troppo freddo. Ma alcuni anni non funziona altrettanto bene in questo. Entreremo nei dettagli nella prossima sezione.

Il vortice polare potrebbe suonare come un sistema naturale abbastanza affidabile per regolare il clima di ogni emisfero . Ma in pratica, non funziona così bene. Per prima cosa, la sua forma è tipicamente un po 'irregolare nei suoi confini, con aree note come depressioni dove l'aria fredda si estende lontano dal palo, e altre aree chiamate creste , dove l'aria calda colpisce verso di esso [fonte: Serreze ].

Inoltre, i venti ad alta velocità che formano la barriera del vortice polare possono cambiare di intensità di volta in volta. Se i venti si indeboliscono troppo, ciò può distorcere il vortice e rendere i suoi confini ancora più irregolari, in modo che molta aria fredda si diriga verso sud in luoghi che normalmente non la ottengono [fonte: Duke ].

Mentre il vortice polare potrebbe sembrare un nuovo fenomeno scioccante, gli schiocchi di freddo causati da distorsioni nel vortice si sono effettivamente verificati in altri momenti nella storia recente. Nel gennaio 1985, ad esempio, il vortice polare settentrionale era davvero distorto e l'aria polare si spingeva verso sud negli Stati Uniti orientali. Nella Florida normalmente mite, le temperature vertiginose hanno distrutto il 90 per cento del raccolto di agrumi dello stato. A Washington, DC, la parata e la cerimonia all'aperto per la seconda inaugurazione del presidente Ronald Reagan sono state annullate. Peggio ancora, almeno 126 persone sono morte per gli effetti del freddo [fonte: NOAA ].

Not New News

Sulla scia della tempesta del gennaio 2014, il commentatore radiofonico Rush Limbaugh ha affermato, forse scherzosamente, che il vortice polare era un termine appena inventato dai media per spaventare le persone a preoccuparsi del cambiamento climatico. "L'hanno appena creato per questa settimana", ha detto agli ascoltatori [fonte: RushLimbaugh.com ]. In verità, il termine è apparso in articoli scientifici risalenti almeno al 1850 e ha iniziato a comparire su giornali come il Washington Post e il New York Times alla fine degli anni '80 [fonti: Living Age , Herwick ]. Ma grazie a Twitter, al Weather Channel e ai siti Web di notizie, più persone sono consapevoli del vortice polare che mai.

Potresti aver sentito uno scettico sui cambiamenti climatici indicare una ondata di freddo come prova che il pianeta non si sta effettivamente riscaldando. I fautori, tuttavia, notano che il cambiamento climatico potrebbe effettivamente contribuire alle distorsioni dei vortici polari e agli improvvisi cali di temperatura causati da tali distorsioni.

Ecco la possibile spiegazione. Gli scienziati hanno osservato che sempre più ghiaccio marino artico si sta sciogliendo durante i mesi estivi. Quando il ghiaccio si scioglie, l'Oceano Artico si riscalda e in inverno irradia il calore in eccesso nell'atmosfera. Poiché quel calore riduce in qualche modo il contrasto tra l'aria artica e l'atmosfera nelle regioni più a sud, riduce l'intensità dei venti che formano la barriera tra le due aree. Questo, a sua volta, indebolisce e interrompe il vortice polare. Questa ipotesi è supportata dai dati rilevati nell'ultimo decennio, che mostrano che negli anni in cui scompare gran parte del ghiaccio marino artico, il vortice ha una maggiore tendenza ad indebolirsi [fonte: Fischetti ].

Non tutti, va ricordato, abbracciano l'idea che i cambiamenti del ghiaccio marino artico influenzino i modelli meteorologici altrove [fonte: Samenow ]. Ma se è vero, la parte particolarmente spaventosa di quel modello è che mentre la quantità di ghiaccio marino artico varia di anno in anno, nel complesso è diminuita negli ultimi anni e le previsioni degli scienziati del clima richiedono che svanisca ancora di più. Ciò potrebbe significare che potremmo sperimentare più distorsioni del vortice polare, e il clima estremo che le accompagna, negli anni a venire [fonte: Fischetti ].

Nota dell'autore: cos'è un vortice polare?

Non sono un meteorologo o uno scienziato del clima, ma in virtù di aver vissuto negli Stati Uniti orientali per la maggior parte della mia vita, conosco abbastanza bene il clima molto freddo. La più estrema ondata di freddo che penso di aver mai visto, tuttavia, è stata un'improvvisa tempesta di ghiaccio a New York City nel gennaio 1994, che ha trasformato la maggior parte dell'Upper West Side nell'equivalente di una pista di hockey e ha bloccato il traffico. . Dato che era impossibile fare qualcosa di produttivo, ho passato il pomeriggio in un caffè con alcuni amici che normalmente si sarebbero precipitati da un incontro o da un progetto all'altro. Quindi è andato tutto bene.

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