Vórtice polar

Compreender o vórtice polar e os seus colapsos

O vórtice polar não é uma caraterística única e estática, mas um sistema dinâmico e complexo de circulação de ar que interage tanto com a estratosfera como com a troposfera. Influencia a força e a trajetória da corrente de jato polar, que por sua vez afecta os padrões meteorológicos nas regiões de latitude média. 

O seu comportamento muda com as estações: tende a ser mais forte no inverno, quando o contraste de temperatura entre os pólos e as latitudes mais baixas é maior, e mais fraco no verão. O vórtice também desempenha um papel fundamental na contenção do ar extremamente frio perto dos pólos, enquanto as suas flutuações podem desencadear surtos de ar frio quando enfraquece ou se desloca.

Em condições normais, um forte vórtice polar mantém o ar do Ártico ou do Antártico confinado aos pólos. A corrente de jato polar, que flui mais abaixo na troposfera, actua como uma barreira entre o ar polar e o ar de latitude média. Um vórtice forte estabiliza a corrente de jato, resultando em condições de inverno mais amenas em grande parte do Hemisfério Norte.

Quando o vórtice enfraquece, a corrente de jato torna-se mais ondulada e forma grandes depressões que se estendem muito para sul. Estes desvios permitem que o ar polar gelado se desloque para as regiões de latitude média, produzindo vagas de frio extremo, queda de neve intensa e condições de inverno prolongadas.

Outros impactos de um vórtice enfraquecido incluem:

• Alteração do trajeto das tempestades: Aumenta a frequência de tempestades de neve ou de gelo em algumas regiões.
• Alterações persistentes da temperatura: Podem durar semanas, afectando a agricultura, a procura de energia e os transportes.
• Interações com outros fenómenos atmosféricos: O bloqueio de máximos e outros padrões podem amplificar fenómenos meteorológicos extremos.

O que acontece se um vórtice polar entrar em colapso?

Um colapso, frequentemente associado a um aquecimento estratosférico súbito (SSW), não significa que o vórtice desapareça. Em vez disso, fica perturbado, enfraquecido ou deslocado, criando efeitos em cascata na corrente de jato e no clima à superfície.

Os principais resultados incluem:

• Enfraquecimento ou inversão do vento: Os ventos estratosféricos de oeste abrandam ou deslocam-se para leste, reduzindo a contenção do ar polar pelo vórtice.
• Deslocação ou divisão do vórtice: O vórtice pode deslocar-se do pólo ou fragmentar-se em centros de circulação mais pequenos e mais fracos.
• Perturbação da corrente de jato: Uma corrente de jato mais fraca permite que o ar do Ártico surja nas latitudes médias, aumentando o risco de condições meteorológicas extremas no inverno.
• Impactos à superfície: Os surtos de frio, as tempestades de neve e as condições de gelo prolongadas podem afetar grandes regiões durante semanas ou meses, provocando por vezes problemas energéticos e de infra-estruturas.

O mecanismo do aquecimento súbito da estratosfera

O aquecimento súbito da estratosfera é o principal mecanismo subjacente aos colapsos dos vórtices polares. Ocorre quando ondas atmosféricas à escala planetária provenientes da baixa atmosfera se propagam para a estratosfera. Estas ondas são frequentemente geradas por grandes caraterísticas geográficas, como as Montanhas Rochosas, os Himalaias ou sistemas meteorológicos fortes.

À medida que estas ondas sobem, quebram-se, tal como as ondas do mar numa praia, libertando uma energia e um impulso significativos na estratosfera. Esta injeção de energia perturba o vórtice, fazendo com que os seus ventos enfraqueçam e a sua temperatura aumente drasticamente.

Este processo explica porque é que os eventos SSW e os colapsos do vórtice polar são muito mais frequentes no Hemisfério Norte, onde diversas massas de terra e cadeias montanhosas geram fortes ondas atmosféricas, em comparação com o Hemisfério Sul, onde o continente Antártico, rodeado pelo oceano, oferece muito menos perturbações.

Com que frequência é que os vórtices polares entram em colapso?

A frequência varia entre os hemisférios devido à geografia e às condições atmosféricas:

• Hemisfério Norte: Os colapsos ocorrem aproximadamente uma vez a cada dois invernos, quando as montanhas e os continentes geram ondas atmosféricas que perturbam a estratosfera.

• Hemisfério Sul: Os colapsos são raros. O vórtice antártico é invulgarmente estável devido ao isolamento do continente e ao oceano circundante, que minimiza as perturbações.

É importante distinguir entre as perturbações estratosféricas e as erupções de ar frio à superfície, uma vez que nem todos os fenómenos de frio à superfície são causados por um colapso total do vórtice.

Quanto tempo duram os colapsos do vórtice polar?

Embora o vórtice polar exista durante todo o ano, um colapso desenvolve-se ao longo de vários dias na estratosfera. Os seus efeitos à superfície, no entanto, podem persistir durante muito mais tempo.

Os padrões típicos incluem:

• O aquecimento da estratosfera ocorre em poucos dias, perturbando o vórtice.
• As alterações da corrente de jato e o movimento do ar ártico para as latitudes médias podem continuar durante semanas.
• Podem ocorrer períodos de frio de várias semanas ou picos repetidos de ar frio, dependendo da forma como o vórtice deslocado interage com outros sistemas atmosféricos.

Um exemplo notável é o frio extremo de janeiro de 2019, que trouxe temperaturas perigosamente baixas ao centro e leste dos Estados Unidos. Este evento esteve diretamente ligado a uma perturbação do vórtice polar e causou desafios sociais e de infra-estruturas generalizados, incluindo escassez de energia e riscos nos transportes.

Sinais e impactos dos colapsos do vórtice polar

Os meteorologistas monitorizam vários indicadores-chave para antecipar um colapso:

• Aquecimento estratosférico rápido: As temperaturas podem subir até 50°C em dias, o que indica uma injeção significativa de energia.
• Inversão do vento: Os ventos estratosféricos normalmente de oeste abrandam ou mudam para leste, enfraquecendo a contenção do ar polar.
• Deslocação ou divisão do vórtice: Os modelos de previsão podem mostrar o vórtice a deslocar-se do pólo ou a fragmentar-se.
• Anomalias da corrente de jato: Os primeiros desvios na corrente de jato indicam que o ar do Ártico poderá em breve deslocar-se para sul.

Estes sinais aparecem normalmente uma a duas semanas antes dos impactos à superfície, permitindo aos meteorologistas fornecer avisos e previsões antecipadas.

Compreender as implicações mais vastas dos vórtices polares

O vórtice polar é uma caraterística atmosférica permanente, mas a sua estabilidade afecta profundamente o clima de inverno. Um vórtice forte confina o ar frio perto dos pólos, enquanto um vórtice enfraquecido ou em colapso permite que o ar do Ártico se espalhe para as latitudes médias, produzindo frio extremo, neve e gelo.

• Os colapsos ocorrem com relativa frequência no hemisfério norte, mas são raros no hemisfério sul.
• O aquecimento súbito da estratosfera é o principal fator desencadeante, marcado pelo rápido aquecimento da estratosfera e pela inversão do vento.
• Enquanto a perturbação ocorre rapidamente na estratosfera, os efeitos à superfície podem durar semanas ou meses.

Compreender o vórtice polar, os seus colapsos e os seus indicadores ajuda a explicar porque é que os Invernos podem mudar abruptamente de amenos para rigorosos e porque é que algumas regiões sofrem de frio prolongado enquanto outras permanecem relativamente inalteradas.