Frío extremo en el norte de México

Autor: Ing. David Eduardo Guevara-Polo

Hace unos días se presentaron temperaturas extremas en la costa este de Estados Unidos y en los estados del norte de México. Este clima extremo fue uno de los factores que contribuyeron a que sucedieran apagones en nuestro país y por eso merece la pena hablar de él. Este clima extremo en gran medida puede explicarse a partir de dos fenómenos climáticos: la corriente de chorro polar (polar jet stream) y el vórtice polar (polar vortex).

Una corriente de chorro es una banda que transporta vientos a altas velocidades. Su ocurrencia se ha documentado no sólo en la Tierra, sino también en otros planetas como Júpiter o Saturno (NASA, 2018; NASA, 2012). En el contexto terrestre, se presentan en latitudes polares y tropicales. En este texto, se hará énfasis en la corriente de chorro del polo norte. Esta se presenta en la frontera entre la tropósfera (0-10000 msnm) y la estratósfera (10000-45000 msnm), llamada tropopausa y tiene cientos de kilómetros de ancho y algunos kilómetros de espesor (UIUC, 2010). Los vientos que se transportan en ella pueden alcanzar velocidades desde 129 hasta 225 kilómetros por hora (National Geographic, 2021) y se produce gracias a la diferencia de temperaturas que existe en la atmósfera. En efecto, en la figura 1 se muestra cómo la corriente de chorro aparece en la frontera entre la celda polar y la celda de aire templado. Es importante resaltar que la velocidad de los vientos en la corriente de chorro es proporcional a la diferencia de temperaturas en la frontera entre las celdas. De esta manera, cuando la diferencia es grande, las velocidades son mayores e inversamente, cuando las diferencias son menores, la velocidad disminuye. Por ejemplo, en el invierno boreal las temperaturas en los polos disminuyen, lo que causa que la diferencia entre las temperaturas sea mayor y así, las velocidades de los vientos sean más altas, mientras que, durante el verano, las temperaturas en los polos aumentan, reduciendo la diferencia entre las temperaturas y por consecuencia, la velocidad también.

 

Figura 1. Sección transversal de la corriente de chorro. Recuperada de (NOAA, 2021a)

 

Por otro lado, de acuerdo con la Oficina Nacional de Administración Oceánica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés) de Estados Unidos, el vórtice polar (polar vortex) es una gran superficie de bajas presiones y aire frío que cubre los polos de la Tierra y en particular, el polo norte. Este fenómeno se ilustra en la imagen izquierda de la figura 2. Como se mencionó anteriormente, durante el invierno boreal, se incrementa la fuerza de la corriente de chorro y el vórtice polar se extiende hacia el sur, como se muestra en la imagen derecha de la figura 2. En efecto, en la figura 3 se muestra cómo el vórtice polar cubre una gran parte del este de Estados Unidos lo que causa un clima frío, mientras que, en la costa oeste, ocasiona un clima cálido.

Figura 2.

 

Figura 3. Efecto del vórtice polar en el climate en Estados Unidos. Recuperada de (Lindsey, 2014)

 

Ahora bien, un aspecto de este fenómeno que vale la pena destacar es la aparición de meandros en la corriente de chorro polar, es decir, la trayectoria en zig-zag que sigue la corriente cuando se acerca al Ecuador. Esta se debe fundamentalmente a tres procesos: la fuerza de Coriolis, las ondas de Rossby y la Oscilación del Ártico (AO, por sus siglas en inglés). La primera se refiere a la desviación que sufren las corrientes por la rotación de la Tierra, la cual sucede en sentido horario en el hemisferio norte y en sentido antihorario en el hemisferio sur (figura 4), mientras que las segundas son ondas atmosféricas que buscan reestablecer la distribución de la temperatura en el planeta ya que esta es desigual debido a la curvatura terrestre, la distribución heterogénea de la masa continental y del relieve. Finalmente, de acuerdo con la NOAA, la AO es un modo de variabilidad climática caracterizado por vientos circulando en sentido antihorario alrededor del ártico. En su fase positiva, los vientos de la corriente de chorro se fortalecen y confinan la masa de aire polar, mientras que en la fase negativa los vientos se debilitan, lo que permite que el aire frío se desplace hacia el sur. Este fenómeno se ilustra en la figura 5.

 

Figura 4. Ilustración del efecto Coriolis. Recuperada de (NOAA, 2021b)

 

 

Figura 5. Ilustración de la AO. Recuperada de (NOAA, 2010)

 

Como se puede apreciar, la interacción de muchos elementos fue la que ocasionó las excepcionales temperaturas de la semana pasada, lo cual refleja la naturaleza sistémica del clima. Ahora bien, vale la pena preguntarse ¿la ocurrencia de este evento particular es atribuible al cambio climático? Es importante aclarar que es imposible afirmarlo categóricamente. Dicho de otra forma, no puede decirse que un evento específico fue causado por el cambio climático o no en términos absolutos. En realidad, son cuestiones de probabilidad. En efecto, se ha sugerido que, con el cambio climático y el consecuente derretimiento del polo norte, la temperatura de esta región se incrementará, reduciendo la diferencia de temperaturas con la región tropical y favoreciendo la inestabilidad del vórtice polar (UCDavis, 2021). Así, puede esperarse que se incremente la probabilidad de que ocurran eventos extremos como los de la semana pasada.

Finalmente, vale la pena señalar que estos fenómenos tienen una influencia global ya que desencadenan las condiciones meteorológicas en todo el hemisferio norte, aunque recientemente se prestó atención a este fenómeno en el norte de nuestro país y el sur de Estados Unidos. Como se ilustra en la figura 6, hubo regiones de Texas que sufrieron temperaturas más bajas que regiones de Alaska en el mismo instante. Adicionalmente, el clima extremo afectó los servicios de gas natural, electricidad y agua potable. Esto pone en evidencia la necesidad de desarrollar infraestructura que sea resiliente a este tipo de fenómenos, formular protocolos para estas circunstancias y comunicar efectivamente los riesgos a la población. Gestionar adecuadamente riesgos hidrometeorológicos como este es fundamental para alcanzar la seguridad hídrica en México.

 

Figura 6. Diferencias en las temperaturas de EE. UU. Recuperada de (NASA, 2021)

 

Referencias

Lindsey, R. (16 de septiembre de 2014). U.S. temperature extremes and the polar jet stream. Recuperado el 22 de febrero de 2021, de Climate: https://www.climate.gov/news-features/event-tracker/us-temperature-extremes-and-polar-jet-stream#:~:text=The%20polar%20jet%20is%20a,at%20mid%2D%20and%20polar%20latitudes.&text=The%20places%20where%20the%20jet,to%20the%20south%20to%20stagnate

NASA. (2012). Cassini Shows Why Jet Streams Cross-Cut Saturn. Recuperado el 22 de febrero de 2021, de https://www.nasa.gov/mission_pages/cassini/whycassini/cassini20120625.html

NASA. (2018). NASA Juno Findings – Jupiter’s Jet-Streams Are Unearthly. Recuperado el 22 de febrero de 2021, de Solar System Exploration: https://solarsystem.nasa.gov/news/347/nasa-juno-findings-jupiters-jet-streams-are-unearthly/

NASA. (2021). Extreme Winter Weather Causes U.S. Blackouts. Recuperado el 22 de febrero de 2021, de Earth Observatory: https://earthobservatory.nasa.gov/images/147941/extreme-winter-weather-causes-us-blackouts

National Geographic. (2021). Jet stream. Recuperado el 22 de febrero de 2021, de Resource Library Encyclopedic Entry: https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/jet-stream/#:~:text=Jet%20streams%20travel%20in%20the%20tropopause.&text=Jet%20streams%20are%20some%20of,(275%20miles%20per%20hour)

NOAA. (2010). State of the climate in 2010. Recuperado el 22 de febrero de 2021, de https://www1.ncdc.noaa.gov/pub/data/cmb/bams-sotc/2010/bams-sotc-2010-brochure-hi-rez.pdf

NOAA. (2020). The science behind the polar vortex: You might want to put on a sweater. Recuperado el 22 de febrero de 2021, de National Oceanic and Atmospheric Administration: https://www.noaa.gov/multimedia/infographic/science-behind-polar-vortex-you-might-want-to-put-on-sweater

NOAA. (2021a). NWS JetStream. Recuperado el 22 de febrero de 2021, de National Weather Service: https://www.weather.gov/jetstream/jet

NOAA. (2021b). The Coriolis Effect. Recuperado el 22 de febrero de 2021, de National Ocean Service: https://oceanservice.noaa.gov/education/tutorial_currents/04currents1.html#:~:text=Because%20the%20Earth%20rotates%20on,is%20called%20the%20Coriolis%20effect.&text=But%20because%20the%20Earth%20rotates%2C%20circulating%20air%20is%20deflected

UCDavis. (2021). What Is the Polar Vortex? Recuperado el 22 de febrero de 2021, de https://climatechange.ucdavis.edu/climate-change-definitions/what-is-the-polar-vortex/#:~:text=How%20Is%20the%20Polar%20Vortex%20Affected%20by%20Climate%20Change%3F&text=The%20change%20is%20warming%20higher,bringing%20polar%20air%20farther%20south

UIUC. (2010). Jet Stream. Recuperado el 22 de febrero de 2021, de http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/cyc/upa/jet.rxml

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