Chiberia

El invierno de 2019 en Norteamérica ya está entrando en la historia climática del planeta.

Estos días, los termómetros de Estados Unidos y Canadá están marcando temperaturas de hasta -37 ºC en algunas ciudades, el mayor frío registrado en una generación y la segunda temperatura más fría desde que hay registros. En Chicago, los termómetros cayeron a -30 °C el miércoles 30 de enero, con una sensación térmica de -45 ºC. Sus habitantes han acuñado el término “Chiberia” para denominar a la ciudad más populosa del Midwest. El responsable, el llamado vórtice polar. Veamos qué es.

Como consecuencia del irregular calentamiento y enfriamiento de la atmósfera, la presión barométrica horizontal a nivel del mar no es la misma en todo el planeta. La presión no es uniforme ni en la vertical ni en la horizontal. La irregularidad vertical es particularmente importante para explicar los cambios climáticos altitudinales, pero en lo que a la distribución de los climas mundiales se refiere tienen mayor importancia las diferencias horizontales que se reflejan mediante isobaras en los mapas de presión superficial. Cuando se comprueban los datos de multitud de estaciones se observan presiones superiores a la presión a nivel del mar (PNM) que se denominan altas. Las presiones por debajo de la PNM se denominan bajas.

Los cambios en la presión barométrica son los que hacen que el aire se ponga en movimiento y origine los vientos, cuya dirección es siempre la misma: desde los centros de altas presiones o anticiclónicos a los de bajas presiones o depresiones, algunas veces imprecisamente conocidos como ciclónicos (Figura 1).

Figura 1. Esquema de presión y viento en superficie sin océanos ni continentes. En la zona ecuatorial hay una zona continua de bajas presiones conocida como vaguada ecuatorial o zona de convergencia intertropical (ZCIT). Inmediatamente por encima de esta vaguada, entre los 25 y los 35ºN y S, se encuentran sendos cinturones subtropicales de alta presión. Por encima de ellos, entre los y 45 y los 60º, se encuentran las cinturas de bajas presiones conocidas como zonas de bajas polares de bajas presiones. Los casquetes polares son zonas permanentes de altas presiones conocidas como zonas de máximas polares o vórtices, mucho más desarrolladas en el sur como consecuencia de las mayores acumulaciones de hielo en la Antártida. Elaboración de Luis Monje. 

Como se deduce de la Figura 1, los fenómenos climáticos conocidos como vórtices polares están presentes todo el tiempo en los dos polos de la Tierra. No son nada nuevo y de hecho se conocen desde 1853, cuando el término apareció por primera vez en la revista estadounidense Living Age (1) para referirse a las zonas de baja presión y aire frío que se sitúan en la troposfera  y la estratosfera, las cuales, debido al efecto Coriolis,  rotan a diferentes velocidades en sentido contrario a las agujas del reloj en ambos polos. Gracias a ellas, el aire frío y denso se mantiene sobre los polos girando como un tiovivo.

En definitiva, un vórtice polar es simplemente un sistema semipermanente y masivo de baja presión que se cierne sobre los polos . Como puede verse en la Figura 2, durante el invierno el vórtice polar septentrional se vuelve menos estable y se expande, enviando aire frío del Ártico hacia el sur sobre los Estados Unidos mediante la denominada corriente en chorro (Figuras 2: derecha).

Hay múltiples factores climáticos que provocan que ese aire frío "encerrado" por el vórtice polar se libere repentinamente y descienda hasta las capas inferiores de la atmósfera, provocando los estragos que padecen ahora los norteamericanos. Como está ocurriendo estos días, una de esos factores es la intrusión de masas de aire más cálidas (warm air en la Figura 2) que pueden inestabilizar el vórtice y enviar aire ártico hacia el sur.

Figura 2. Diferencias entre la situación estable (izquierda) e inestable (derecha) del vórtice polar (vortex). El vórtice polar es una gran área de baja presión y aire frío que rodea ambos polos. En los vórtices, el flujo de aire en sentido contrario a las agujas del reloj ayuda a mantener el aire más frío cerca de los polos (globo izquierdo). Durante el invierno en el hemisferio norte y como consecuencia de la denominada “Oscilación Ártica”, el vórtice polar se vuelve menos estable y se expande, enviando aire frío del Ártico (cold air en la Figura 2) hacia el sur sobre los Estados Unidos mediante la denominada “corriente en chorro” (derecha). Fuente NOAA (modificada).

Pero si los vórtices polares están presentes todo el tiempo en los dos polos de la Tierra, ¿qué pasa en 2019 para que produzcan efectos extremos en Estados Unidos? Los meteorólogos atribuyen el vórtice polar de 2019 a un calentamiento repentino del Polo Norte causado por una ráfaga de aire caliente originada en Marruecos en diciembre. Esa gigantesca masa de aire tórrido dividió el vórtice polar y lo desvió hacia el sur, según Judah Cohen, experto en tormentas de invierno de la organización Atmospheric and Environmental Research (AER). Esa opinión es coherente con algunos artículos que han escrito algunas evidencias entre las variaciones en la corriente de chorro polar y las grandes tendencias de calentamiento terrestre.

Hay también que preguntarse por qué las temperaturas más bajas se están produciendo en las llanuras del Midwest y no en las cumbres de las montañas, como cabría esperar. Fíjese en el mapa de la Figura 3 y piense en Estados Unidos como en una enorme bañera, con una gran superficie cóncava y más o menos plana en el centro (el Midwest y las Grandes Llanuras), y dos márgenes montañosos a oeste (las Rocosas) y al este (el sistema de los Apalaches y sus cordilleras asociadas).

Figura 3. Esquema fisiográfico de los Estados Unidos. Fuente (modificada).

Si alguna vez ha estado a pie quieto en la orilla del mar, habrá notado los pies más fríos que el resto del cuerpo. Eso sucede porque el agua fría es más densa y se va al fondo. Piense ahora que el aire es, como el agua, un fluido.  El aire cálido es menos denso y por lo tanto sube. El aire frío es comparativamente más denso y por lo tanto tiende a desplomarse. Conforme desciende su temperatura aumenta por compresión y se vuelve incluso más denso. Ese aire más denso y más frío es el que se extiende estos días por las planicies norteamericanas, produciendo la paradoja de que se está más calentito en las cumbres de la Rocosas que las tierras bajas del centro continental.

De modo que lo que está pasando a escala continental es, básicamente, el fenómeno climatológico conocido a escala regional como inversión térmica, que, como bien saben senderistas y montañeros, se presenta en las cuencas cercanas a las laderas de las montañas en noches frías debido a que la pérdida del calor de la superficie terrestre por la radiación nocturna es tan intensa que el suelo no tarda en enfriarse más que el aire contiguo a él. Eso hace que las capas inferiores de aire cedan su calor al suelo por medio de la conducción, ocasionando que las primeras se enfríen más que las capas superiores, las cuales, además, se han calentado otra vez con la nueva radiación. Así, el aire que se encuentra justo sobre el suelo está más frío que el aire a niveles ligeramente superiores, lo cual constituye una inversión del gradiente vertical de la temperatura.

En definitiva, en cuestiones de clima, nada nuevo bajo el sol. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.