Representación de serie temporal de las temperaturas al nivel de 30 hPa sobre el Polo Norte
La línea negra muestra las temperaturas diarias observadas y la línea gris indica la normal (es decir, el promedio de 1981 a 2010).

La JMA (Agencia Meteorológica de Japón) monitorea la circulación estratosférica, enfocándose especialmente en los calentamientos estratosféricos repentinos (SSW).

Sobre los datos

Los datos de circulación atmosférica son un reanálisis japonés de 55 años (JRA-55) (Kobayashi et al. 2015). El período base para lo normal es 1981 - 2010.

Aviso estratosférico

El calentamiento repentino estratosférico (SSW) es un fenómeno caracterizado por un rápido aumento de las temperaturas polares en la estratosfera. La temperatura aumenta más de unas pocas docenas de grados en unos pocos días en el invierno boreal. En algunos casos, el chorro nocturno polar occidental desaparece y los vientos del este aparecen durante el calentamiento. La JMA está monitoreando los SSW como uno de los Centros Regionales de Calentamiento. El calentamiento se denomina "calentamiento menor", cuando la temperatura polar aumenta más de 25 grados en un período de una semana o menos en cualquier nivel estratosférico. Si la temperatura media zonal aumenta hacia los polos desde 60 grados de latitud y los vientos zonales netos medios zonales se vuelven del este a 60 grados de latitud a 10 hPa (32 km) o menos, se clasifica como un "calentamiento mayor".
El SSW fue descubierto en 1952 por Scherhag (1952), pero pasó algún tiempo antes de que el mecanismo fuera identificado teóricamente por Matsuno (1971). El SSW es ​​causado por una rápida amplificación de ondas planetarias que se propagan hacia arriba desde la troposfera. Las ondas planetarias aportan un impulso hacia el oeste y crean una fuerte circulación meridional que produce un gran calentamiento en la estratosfera polar debido al calentamiento adiabático (por ejemplo, McIntyre 1982).

Interacción entre la estratosfera y la troposfera

La relación entre la estratosfera y la troposfera ha sido ampliamente reconocida. Durante el invierno, las ondas planetarias troposféricas se propagan hacia la estratosfera a lo largo del chorro del oeste (por ejemplo, Charney y Drazin 1961). Más recientemente, también se observa la relación inversa de que las anomalías del viento zonal medio zonal se propagan lentamente desde la estratosfera superior subtropical a la región polar de la estratosfera inferior y la troposfera durante el invierno boreal (Kodera et al. 1990). Se ha demostrado que los SSW ocurren en asociación con anomalías del viento zonal medio zonal de propagación lenta, y los cambios relacionados en la troposfera exhiben la estructura similar al Modo Anular (AO) (Thompson y Wallace 1998) (Kodera et al. 2000). Baldwin y Dunkerton (1999) también mostraron que la propagación descendente del AO desde la estratosfera a la troposfera ocurre en asociación con SSW.

Análisis de flujo E-P

Como se mencionó anteriormente, la circulación estratosférica y troposférica están conectadas entre sí a través de interacciones de flujo medio de ondas. El flujo Eliassen-Palm (E-P) (Eliassen y Palm 1961) se utiliza ampliamente para caracterizar la actividad de las olas. La dirección del flujo E-P es proporcional a la velocidad del grupo e indica la dirección de propagación de las ondas. Aproximadamente, los componentes vertical y horizontal del flujo E-P son proporcionales al flujo de calor y al impulso, respectivamente. La divergencia del flujo E-P es proporcional al flujo hacia el norte de la vorticidad potencial cuasi geostrófica, por lo que es una medida directa del forzamiento total del flujo medio zonal por remolinos. Por lo tanto, el flujo E-P y su divergencia son importantes y útiles para diagnosticar la propagación de ondas planetarias, así como la fuerza zonal media efectiva inducida por las ondas. Algunas figuras de la página web de la fuente citada al final de este artículo muestran los flujos E-P en diferentes formas, como secciones transversales meridionales y series de tiempo, para monitorear la circulación estratosférica.

Referencias

• Baldwin, M. P., T. J. Dunkerton, 1999: Propagation of the Arctic Oscillation from the stratosphere to the troposphere, J. Geophys. Res., 104, 30937-30946.
• Charney, J. and P. Drazin, 1961: Propagation of planetary scale disturbances from the lower into the upper atmosphere. J. Geophys. Res., 66, 83-109.
• Scherhag, R., 1952:Die explosionsartige Stratospharenerwarmung des Spatwinters 1951/52, Ber. Deut. Wetterdienst 38, 51-63.
• Eliassen, A. and E. Palm, 1961: On the transfer of energy in stationary mountain waves. Geofys. Publ., 22, No. 3, 1-23.
• Kobayashi, S., Y. Ota, Y. Harada, A. Ebita, M. Moriya, H. Onoda, K. Onogi, H. Kamahori, C. Kobayashi, H. Endo, K. Miyaoka, and K. Takahashi, 2015: The JRA-55 Reanalysis: General Specifications and Basic Characteristics. J. Meteorol. Soc. Japan, 93, 5-48.
• Kodera, K., and K. Yamazaki, M.Chiba, and K.Shibata, 1990: Downward propagation of upper stratospheric mean zonal wind perturbation to the troposphere, Geophys. Res. Lett., 17, 1263-1266.
• Kodera, K., and Y. Kuroda, S. Pawson, 2000: Stratospheric sudden warming and slowly propagating zonal-mean zonal wind anomalies, J. Geophys. Res., 105, 12351-12359.
• Matsuno, T., 1971: A dynamical model of the stratospheric sudden warming. J. Atmos. Sci., 28, 1479-1494.
• McIntyre, M. E., 1982: How well do we understand the dynamics of stratospheric warming? J. Meteor. Soc. Japan, 60, 37-65.
• Thompson, D.W.J., J. M. Wallace, 1998: The Arctic Oscillation signature in the winter geopotential height and temperature fields, Geophys. Res. Lett., 25, 1297-1300. 

Fuente:

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