oscilación ártica

La oscilación ártica ( AO ) o modo anular del norte / modo anular del hemisferio norte ( NAM ) es un fenómeno meteorológico que se produce en el polo ártico al norte de los 55 grados de latitud. Es un modo importante de variabilidad climática para el hemisferio norte. Su análogo en el hemisferio sur se denomina oscilación antártica o modo anular del sur (SAM). El índice varía con el tiempo sin periodicidad definida y se caracteriza por anomalías de presión a nivel del mar no estacionales de un signo en el Ártico, compensadas por anomalías de signo opuesto centradas aproximadamente entre los 37° y los 45°  N. ^{[ 1 ]}

La oscilación del Atlántico Norte (NAO) es muy similar a la oscilación ártica. Existe un debate sobre cuál de las dos representa mejor la dinámica atmosférica. La NAO puede identificarse de una manera físicamente más significativa, lo que podría tener un mayor impacto en los efectos medibles de los cambios en la atmósfera. ^{[ 2 ]}

La oscilación ártica se manifiesta como un patrón anular de anomalías en la presión atmosférica a nivel del mar, centrado en los polos. La presencia de continentes y grandes masas terrestres interrumpe esta estructura anular en el polo ártico, mientras que las anomalías que rodean el polo antártico son prácticamente circulares.

Los climatólogos creen que la oscilación ártica está causalmente relacionada con (y, por lo tanto, predice parcialmente) los patrones climáticos globales . El climatólogo de la NASA, James E. Hansen, explicó el mecanismo por el cual la oscilación ártica afecta el clima en puntos tan distantes del Ártico, de la siguiente manera:

El grado de penetración del aire ártico en latitudes medias está relacionado con el índice AO, que se define por los patrones de presión atmosférica superficial. Cuando el índice AO es positivo, la presión superficial es alta en la región polar. Esto ayuda a que la corriente en chorro de latitudes medias sople con fuerza y ​​constancia de oeste a este, manteniendo así el aire frío del Ártico confinado en la región polar. Cuando el índice AO es negativo, suele haber baja presión en la región polar, vientos zonales más débiles y mayor movimiento de aire polar gélido hacia latitudes medias. ^{[ 4 ]}

El índice de oscilación ártica se define utilizando las anomalías diarias o mensuales de la altura geopotencial de  1000 hPa desde las latitudes 20° N hasta 90°  N. Las anomalías se proyectan sobre el patrón de carga de la oscilación ártica, ^{[ 5 ]} que se define como la primera función ortogonal empírica (EOF) de la altura geopotencial media mensual de 1000 hPa durante el período 1979-2000. La serie temporal se normaliza luego con la desviación estándar  del índice medio mensual .

Durante la mayor parte del siglo pasado, la oscilación ártica alternó entre fases positivas y negativas. Los datos, utilizando una media móvil de 60 días, sugieren que la oscilación ha tendido hacia una fase más positiva desde la década de 1970, aunque en la última década ha tendido hacia un estado más neutral. La oscilación aún fluctúa estocásticamente entre valores negativos y positivos en escalas temporales diarias, mensuales, estacionales y anuales, si bien los meteorólogos han alcanzado altos niveles de precisión predictiva para pronósticos a corto plazo. La correlación entre las observaciones reales y los pronósticos del conjunto AO del Sistema de Pronóstico Global (GPS ) con una media de 7 días es de aproximadamente 0,9. ^{[ 6 ]}

Este vaivén zonalmente simétrico entre las presiones del nivel del mar en latitudes polares y templadas fue identificado por primera vez por Edward Lorenz ^{[ 7 ]} y nombrado en 1998 por David WJ Thompson y John Michael Wallace . ^{[ 8 ]}

AO Patrón de temperatura de diciembre a marzo.

AO Patrón de precipitación de diciembre a marzo.

El Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo describe con cierto detalle los efectos de la oscilación ártica. En la fase positiva, la mayor presión en latitudes medias impulsa las tormentas oceánicas más al norte, y los cambios en el patrón de circulación traen un clima más húmedo a Alaska , Escocia y Escandinavia , así como condiciones más secas al oeste de Estados Unidos y el Mediterráneo . En la fase positiva, el aire invernal gélido no se extiende tanto hacia el centro de Norteamérica como lo haría durante la fase negativa de la oscilación. Esto mantiene gran parte de Estados Unidos al este de las Montañas Rocosas más cálido de lo normal, pero deja Groenlandia y Terranova más frías de lo habitual. Los patrones climáticos en la fase negativa son, en general, opuestos a los de la fase positiva.

Los climatólogos ahora invocan de forma rutinaria la oscilación ártica en sus explicaciones públicas oficiales sobre los fenómenos meteorológicos extremos. La siguiente declaración del Centro Nacional de Datos Climáticos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) : Estado del Clima, diciembre de 2010, que utiliza la frase "oscilación ártica negativa" cuatro veces, es muy representativa de esta tendencia creciente:

"El aire frío del Ártico azotó Europa occidental durante las tres primeras semanas de diciembre. Dos grandes tormentas de nieve, condiciones gélidas y temperaturas bajo cero causaron estragos en gran parte de la región... El crudo invierno se atribuyó a una Oscilación Ártica negativa, un patrón climático que influye en el tiempo del hemisferio norte. Una cresta de alta presión muy persistente y fuerte, o 'sistema de bloqueo', cerca de Groenlandia permitió que el aire frío del Ártico se deslizara hacia el sur, adentrándose en Europa. Europa no fue la única región del hemisferio norte afectada por la Oscilación Ártica. Una gran tormenta de nieve y temperaturas gélidas afectaron gran parte del medio oeste de Estados Unidos entre el 10 y el 13 de diciembre..." ^{[ 9 ]}

Otro ejemplo bastante gráfico de los efectos de la fase negativa de la oscilación ocurrió en febrero de 2010. En ese mes, la oscilación ártica alcanzó su valor medio mensual más negativo en aproximadamente −4,266, en toda la era posterior a 1950 (el período de registro preciso). ^{[ 10 ]} Ese mes se caracterizó por tres tormentas de nieve históricas separadas en la región del Atlántico medio de los Estados Unidos. La primera tormenta precipitó 25 pulgadas (640 mm) en Baltimore, Maryland , del 5 al 6 de febrero, y una segunda tormenta precipitó 19,5 pulgadas (500 mm) del 9 al 10 de febrero. En la ciudad de Nueva York, una tormenta separada depositó 20,9 pulgadas (530 mm) del 25 al 26 de febrero. Otra tormenta de nieve barrió Cataluña , así como los departamentos franceses vecinos ( Languedoc-Rosellón , Midi-Pyrénées ) el 8 de marzo, depositando 60 cm de nieve en Girona . ^{[ 11 ]} Este tipo de actividad de tormenta de nieve se considera altamente anómala y tan extrema como el valor negativo de la oscilación ártica en sí. Estos valores negativos de la AO durante 2010 y el invierno siguiente permitieron que el aire más frío penetrara mucho más al sur de lo habitual en el sur subtropical de Florida, lo que trajo temperaturas y meses mínimos récord registrados en muchos lugares ^{[ 12 ]} y las temperaturas mínimas mensuales promedio más frías para febrero, marzo y diciembre de ese año en el destino tropical de playa de Cancún , hasta más de 4 °C por debajo de los promedios del período climático. ^{[ 13 ]}    

El mayor valor negativo para la oscilación ártica desde 1950 en enero fue de −3,767 en 1977, que coincidió con la temperatura media de enero más fría en la ciudad de Nueva York, Washington, DC, Baltimore y muchas otras localidades del Atlántico medio en ese período de tiempo, aunque la oscilación ártica de enero ha sido negativa solo el 60,6% del tiempo entre 1950 y 2010, nueve de los diez eneros más fríos en la ciudad de Nueva York desde 1950 han coincidido con oscilaciones árticas negativas. ^{[ 14 ]}