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corriente en chorro

La corriente en chorro polar puede viajar a velocidades superiores a 180 km/h (110 mph) . Aquí, los vientos más rápidos están representados en rojo; los vientos más lentos, en a...

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La corriente en chorro polar puede viajar a velocidades superiores a 180 km/h (110 mph) . Aquí, los vientos más rápidos están representados en rojo; los vientos más lentos, en azul.  
Nubes a lo largo de una corriente en chorro sobre Canadá .

Las corrientes en chorro son corrientes de aire estrechas y de rápido flujo en la atmósfera . [ 1 ] Es el mecanismo físico de una teleconexión . Las principales corrientes en chorro terrestres se encuentran cerca de la altitud de la tropopausa y son vientos del oeste que fluyen de oeste a este alrededor del globo. El hemisferio norte y el hemisferio sur tienen cada uno una corriente en chorro polar alrededor de su respectivo vórtice polar a unos 30 000 pies (5,7 millas; 9,1 km) sobre el nivel del mar y que normalmente viaja a unos 110 mph (180 km/h), aunque a menudo es considerablemente más rápido. [ 2 ] Más cerca del ecuador, algo más alto y algo más débil, se encuentra una corriente en chorro subtropical . [ 2 ]     

La corriente en chorro polar del hemisferio norte fluye sobre las latitudes medias y septentrionales de América del Norte , Europa y Asia , así como sobre los océanos que las rodean , mientras que la corriente en chorro polar del hemisferio sur rodea principalmente la Antártida . [ 3 ] Las corrientes en chorro pueden comenzar, detenerse, dividirse en dos o más partes, combinarse en una sola corriente o fluir en diversas direcciones, incluso en dirección opuesta a la del resto de la corriente. [ 4 ]

El fenómeno de El Niño-Oscilación del Sur afecta la ubicación de las corrientes en chorro, lo que a su vez afecta el clima sobre el océano Pacífico tropical y el clima de gran parte de las regiones tropicales y subtropicales , pudiendo afectar el clima en latitudes más altas. El término "corriente en chorro" también se aplica a otros vientos en distintos niveles de la atmósfera, algunos globales (como la corriente en chorro polar nocturna de alto nivel) y otros locales (como la corriente en chorro del este africana ). Los meteorólogos utilizan la ubicación de algunas corrientes en chorro como ayuda para la predicción del tiempo . Las aerolíneas las utilizan para reducir los tiempos de vuelo y el consumo de combustible. Los científicos han considerado si las corrientes en chorro podrían aprovecharse para la generación de energía. Durante la Segunda Guerra Mundial , los japoneses utilizaron la corriente en chorro para transportar bombas de globo Fu-Go a través del océano Pacífico y lanzar pequeños ataques contra Norteamérica.

Se han detectado corrientes en chorro en las atmósferas de Venus, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. [ 5 ]

Descubrimiento

Las primeras indicaciones de este fenómeno provinieron del profesor estadounidense Elias Loomis (1811-1889), cuando propuso la hipótesis de una poderosa corriente de aire en la atmósfera superior que soplaba de oeste a este a través de los Estados Unidos como explicación del comportamiento de las grandes tormentas. [ 6 ] Después de la erupción del volcán Krakatoa en 1883 , los observadores meteorológicos rastrearon y cartografiaron los efectos en el cielo durante varios años. Denominaron al fenómeno "corriente de humo ecuatorial". [ 7 ] [ 8 ] En la década de 1920, el meteorólogo japonés Wasaburo Oishi detectó la corriente en chorro desde un sitio cerca del Monte Fuji . [ 9 ] [ 10 ] Rastreó globos piloto ("pibals"), utilizados para medir la velocidad y la dirección del viento, [ 11 ] mientras ascendían en el aire. El trabajo de Oishi pasó en gran medida desapercibido fuera de Japón porque se publicó en esperanto , aunque cronológicamente se le debe reconocer el descubrimiento científico de las corrientes en chorro. Al piloto estadounidense Wiley Post (1898-1935), el primer hombre en dar la vuelta al mundo en solitario en 1933, se le suele atribuir el descubrimiento de las corrientes en chorro. Post inventó un traje presurizado que le permitió volar por encima de los 6200 metros (20 300 pies) . El año anterior a su muerte, Post realizó varios intentos de vuelo transcontinental a gran altitud y observó que, en ocasiones, su velocidad respecto al suelo superaba con creces su velocidad respecto al aire. [ 12 ] 

Se atribuye al meteorólogo alemán Heinrich Seilkopf la creación del término especial Strahlströmung (literalmente " corriente en chorro ") para este fenómeno en 1939. [ 13 ] [ 14 ] Muchas fuentes atribuyen la comprensión real de la naturaleza de las corrientes en chorro a los recorridos regulares y repetidos de rutas de vuelo durante la Segunda Guerra Mundial . Los pilotos notaron consistentemente vientos de cola del oeste superiores a 160 km/h (100 mph) en vuelos, por ejemplo, de Estados Unidos al Reino Unido. [ 15 ] De manera similar, en 1944, un equipo de meteorólogos estadounidenses en Guam , incluido Reid Bryson , tuvo suficientes observaciones para pronosticar vientos del oeste muy fuertes que ralentizarían a los bombarderos que atacaban Japón. [ 16 ]  

Descripción

Configuración general de las corrientes en chorro polares y subtropicales
Sección transversal de las corrientes en chorro subtropicales y polares por latitud.

Las corrientes en chorro polares y subtropicales son producto de dos factores: el calentamiento atmosférico por la radiación solar , que genera las células de circulación polar, de Ferrel y de Hadley a gran escala , y la acción de la fuerza de Coriolis sobre esas masas en movimiento. La fuerza de Coriolis es causada por la rotación del planeta sobre su eje. La corriente en chorro polar se forma cerca de la interfaz de las células de circulación polar y de Ferrel; la corriente en chorro subtropical se forma cerca del límite de las células de circulación de Ferrel y Hadley. [ 17 ]

Las corrientes en chorro polares se ubican típicamente cerca del nivel de presión de 250 hPa (aproximadamente 1/4 de atmósfera), o 30 000 pies (5,7 millas; 9,1 km) sobre el nivel del mar , mientras que las corrientes en chorro subtropicales, más débiles, se encuentran a una altitud algo mayor. [ 18 ] [ 2 ]   

Las corrientes en chorro polares, a menor altitud y que a menudo se adentran en latitudes medias, afectan significativamente el clima y la aviación. [ 19 ] [ 20 ] La corriente en chorro polar se encuentra con mayor frecuencia entre las latitudes 30° y 60° (más cerca de 60°), mientras que las corrientes en chorro subtropicales se ubican cerca de la latitud 30°. Estas dos corrientes se fusionan en algunos lugares y momentos, mientras que en otros se encuentran bien separadas. Se dice que la corriente en chorro polar del norte "sigue al sol" al migrar lentamente hacia el norte a medida que ese hemisferio se calienta, y nuevamente hacia el sur a medida que se enfría. [ 21 ] [ 22 ]

El ancho de una corriente en chorro suele ser de unos pocos cientos de kilómetros o millas y su espesor vertical a menudo es inferior a cinco kilómetros (16.000 pies) . [ 23 ]

Las corrientes en chorro suelen ser continuas a lo largo de grandes distancias, pero también son comunes las discontinuidades. [ 24 ] La trayectoria de la corriente en chorro suele tener una forma sinuosa, y estos meandros se propagan hacia el este a velocidades inferiores a las del viento dentro del flujo. Además, los meandros pueden dividirse o formar remolinos. [ 25 ]

Cada gran meandro u onda dentro de la corriente en chorro se conoce como onda de Rossby (onda planetaria). Las ondas de Rossby son causadas por cambios en el efecto Coriolis con la latitud. [ 26 ] Los valles de onda corta son ondas de menor escala superpuestas a las ondas de Rossby, con una escala de 1000 a 4000 kilómetros (600–2500 mi) de longitud, [ 27 ] que se mueven a lo largo del patrón de flujo alrededor de las "crestas" y "valles" de gran escala, o de onda larga, dentro de las ondas de Rossby. [ 28 ]  

Las velocidades del viento son mayores donde las diferencias de temperatura entre las masas de aire son mayores, y a menudo superan los 92 km/h (50 nudos; 57 mph) . [ 24 ] Se han medido velocidades de 400 km/h (220 nudos; 250 mph) . [ 29 ]      

La corriente en chorro se mueve de oeste a este, provocando cambios en el clima. [ 29 ] La trayectoria de las corrientes en chorro afecta a los sistemas de tormentas ciclónicas en los niveles inferiores de la atmósfera, por lo que el conocimiento de su recorrido se ha convertido en una parte importante de la predicción meteorológica. Por ejemplo, en 2007 y 2012, Gran Bretaña sufrió graves inundaciones como resultado de que la corriente en chorro polar permaneciera al sur durante el verano. [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]

La corriente en chorro actúa como límite atmosférico, separando el aire polar frío del aire subtropical cálido. Su inestabilidad se caracteriza por la formación de ondas de Rossby, que pueden provocar un clima invernal riguroso; por ejemplo, a principios de 2026, una ola de frío extremo azotó Norteamérica, causando que las temperaturas en zonas como Ontario descendieran por debajo de los −30 °C (−22 °F) . [ 33 ] [ 34 ]  

Causa

Representación altamente idealizada de la circulación global. Las corrientes en chorro de niveles superiores tienden a fluir latitudinalmente a lo largo de los límites de las células.

En general, los vientos son más fuertes justo debajo de la tropopausa (excepto localmente, durante tornados , ciclones tropicales u otras situaciones anómalas). Si dos masas de aire con temperaturas o densidades diferentes se encuentran, la diferencia de presión resultante causada por la diferencia de densidad (que en última instancia produce viento) es máxima dentro de la zona de transición. El viento no fluye directamente de la zona cálida a la fría, sino que es desviado por el efecto Coriolis y fluye a lo largo del límite entre las dos masas de aire. [ 35 ]

Todos estos hechos son consecuencia de la relación del viento térmico . El equilibrio de fuerzas que actúan sobre una parcela de aire atmosférico en la dirección vertical se da principalmente entre la fuerza gravitatoria que actúa sobre la masa de la parcela y la fuerza de flotación, o la diferencia de presión entre las superficies superior e inferior de la parcela. Cualquier desequilibrio entre estas fuerzas produce la aceleración de la parcela en la dirección del desequilibrio: hacia arriba si la fuerza de flotación supera el peso, y hacia abajo si el peso supera la fuerza de flotación. El equilibrio en la dirección vertical se denomina hidrostático . Más allá de los trópicos, las fuerzas dominantes actúan en la dirección horizontal, y la lucha principal se da entre la fuerza de Coriolis y la fuerza del gradiente de presión. El equilibrio entre estas dos fuerzas se denomina geostrófico . Dado el equilibrio hidrostático y geostrófico, se puede derivar la relación del viento térmico: el gradiente vertical del viento horizontal es proporcional al gradiente de temperatura horizontal. Si dos masas de aire en el hemisferio norte, una fría y densa al norte y otra cálida y menos densa al sur, están separadas por un límite vertical y dicho límite se elimina, la diferencia de densidades provocará que la masa de aire frío se deslice por debajo de la masa de aire más cálida y menos densa. El efecto Coriolis hará que la masa que se mueve hacia los polos se desvíe hacia el este, mientras que la que se mueve hacia el ecuador se desviará hacia el oeste. La tendencia general en la atmósfera es que las temperaturas disminuyan en dirección a los polos. Como resultado, los vientos desarrollan una componente hacia el este, la cual aumenta con la altitud. Por lo tanto, las fuertes corrientes en chorro que se mueven hacia el este son, en parte, una simple consecuencia del hecho de que el ecuador es más cálido que los polos norte y sur. [ 35 ]

corriente en chorro polar

La relación del viento térmico no explica por qué los vientos se organizan en chorros compactos, en lugar de distribuirse más ampliamente sobre el hemisferio. Un factor que contribuye a la creación de un chorro polar concentrado es la intrusión de masas de aire subtropicales por masas de aire polares más densas en el frente polar . Esto provoca un fuerte gradiente de presión norte-sur ( vorticidad potencial sur-norte ) en el plano horizontal, un efecto que es más significativo durante los eventos de ruptura de doble onda de Rossby . [ 36 ] A grandes altitudes, la falta de fricción permite que el aire responda libremente al fuerte gradiente de presión con baja presión a gran altitud sobre el polo. Esto da como resultado la formación de circulaciones de viento planetarias que experimentan una fuerte desviación de Coriolis y, por lo tanto, pueden considerarse "cuasi-geostróficas". La corriente en chorro del frente polar está estrechamente vinculada al proceso de frontogénesis en latitudes medias, ya que la aceleración/desaceleración del flujo de aire induce áreas de baja/alta presión respectivamente, que se vinculan a la formación de ciclones y anticiclones a lo largo del frente polar en una región relativamente estrecha. [ 24 ]

chorro subtropical

Un segundo factor que contribuye a la formación de un chorro concentrado es más aplicable al chorro subtropical que se forma en el límite polar de la celda de Hadley tropical , y en primera aproximación esta circulación es simétrica con respecto a la longitud. El aire tropical asciende hasta la tropopausa y se mueve hacia el polo antes de descender; esta es la circulación de la celda de Hadley. Al hacerlo, tiende a conservar el momento angular, ya que la fricción con el suelo es leve. Las masas de aire que comienzan a moverse hacia el polo son desviadas hacia el este por la fuerza de Coriolis (válida para ambos hemisferios), lo que para el aire que se mueve hacia el polo implica un aumento del componente oeste de los vientos. [ 37 ]

Efectos

protección contra huracanes

El huracán Flossie sobre Hawái en 2007. Obsérvese la gran banda de humedad que se formó al este de la isla de Hawái , procedente del huracán.

Se cree que la corriente en chorro subtropical que rodea la base de la vaguada superior oceánica [ 38 ] es una de las causas por las que la mayoría de las islas hawaianas han sido resistentes a la larga lista de huracanes que se han aproximado a Hawái. Por ejemplo, cuando el huracán Flossie (2007) se aproximó y se disipó justo antes de tocar tierra, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de EE. UU . (NOAA) citó la cizalladura vertical del viento, como se evidencia en la foto. [ 38 ]

Usos

La corriente en chorro polar norte es la más importante para la aviación y la predicción meteorológica, ya que es mucho más fuerte y se encuentra a una altitud mucho menor que las corrientes en chorro subtropicales y también cubre muchos países del hemisferio norte, [ 39 ] mientras que la corriente en chorro polar sur rodea principalmente la Antártida y, a veces, el extremo sur de Sudamérica . [ 40 ]

Aviación

Vuelos entre Tokio y Los Ángeles utilizando la corriente en chorro en dirección este y una ruta de círculo máximo en dirección oeste.

La ubicación de la corriente en chorro es importante para la aviación. El tiempo de vuelo de las aeronaves puede verse afectado drásticamente tanto si se vuela a favor como en contra de la corriente. A menudo, las aerolíneas trabajan para volar a favor de la corriente en chorro con el fin de obtener importantes ahorros de combustible y tiempo. [ 39 ] [ 41 ]

El uso comercial de la corriente en chorro comenzó el 18 de noviembre de 1952, cuando Pan Am voló de Tokio a Honolulu a una altitud de 7600 metros (24 900 pies) . Redujo el tiempo de viaje en más de un tercio, de 18 a 11,5 horas. [ 42 ] 

En Norteamérica, el tiempo necesario para volar hacia el este a través del continente puede reducirse en unos 30 minutos si un avión puede volar con la corriente en chorro. [ 43 ] Al otro lado del océano Atlántico, el servicio North Atlantic Tracks permite a las aerolíneas y al control de tráfico aéreo adaptarse a la corriente en chorro en beneficio de las aerolíneas y otros usuarios. [ 44 ]

Asociado a las corrientes en chorro se encuentra un fenómeno conocido como turbulencia de aire claro (CAT), causada por la cizalladura vertical y horizontal del viento generada por dichas corrientes. [ 45 ] La CAT es más fuerte en el lado de aire frío del chorro, [ 46 ] junto al eje del mismo y justo debajo de él. [ 47 ] La turbulencia de aire claro puede provocar que las aeronaves se precipiten, lo que representa un peligro para la seguridad de los pasajeros y ha causado accidentes fatales, como la muerte de un pasajero en el vuelo 826 de United Airlines en 1997. [ 48 ] [ 49 ] La inusual velocidad del viento en la corriente en chorro a finales de febrero de 2024 impulsó a los aviones comerciales a superar los 800 mph (1300 km/h; 700 nudos) con respecto al suelo. [ 50 ] [ 51 ]   

Posible generación de energía futura

Scientists are investigating ways to harness the wind energy within the jet stream. According to one estimate of the potential wind energy in the jet stream, only one percent would be needed to meet the world's current energy needs. In the late 2000s it was estimated that the required technology would reportedly take 10–20 years to develop.[52]

There are two major but divergent scientific articles about jet stream power. Archer & Caldeira[53] claim that the Earth's jet streams could generate a total power of 1700 terawatts (TW) and that the climatic impact of harnessing this amount would be negligible. However, Miller, Gans, & Kleidon[54] claim that the jet streams could generate a total power of only 7.5 TW and lacks the potential to make a significant contribution to renewable energy.[54]

Unpowered aerial attack

Near the end of World War II, from late 1944 until early 1945, the Japanese Fu-Go balloon bomb, a type of fire balloon, was designed as a cheap weapon intended to make use of the jet stream over the Pacific Ocean to reach the west coast of Canada and the United States. Relatively ineffective as weapons, they were used in one of the few attacks on North America during World War II, causing six deaths and a small amount of damage.[55] American scientists studying the balloons thought the Japanese might be preparing a biological attack.[56]

Changes due to climate cycles

Effects of ENSO

Impact of El Niño and La Niña on North America

El Niño–Southern Oscillation (ENSO) influences the average location of upper-level jet streams, and leads to cyclical variations in precipitation and temperature across North America, as well as affecting tropical cyclone development across the eastern Pacific and Atlantic basins. Combined with the Pacific Decadal Oscillation, ENSO can also impact cold season rainfall in Europe.[57] Changes in ENSO also change the location of the jet stream over South America, which partially affects precipitation distribution over the continent.[58]

El Niño

Durante los eventos de El Niño , se espera un aumento de las precipitaciones en California debido a una trayectoria de tormentas zonal más meridional. [ 59 ] Durante la porción Niño de ENSO, el aumento de las precipitaciones cae a lo largo de la costa del Golfo y el sureste debido a una corriente en chorro polar más fuerte de lo normal y más meridional. [ 60 ] Las nevadas son mayores que el promedio en las Montañas Rocosas del sur y la cordillera de Sierra Nevada, y están muy por debajo de lo normal en el Alto Medio Oeste y los estados de los Grandes Lagos. [ 61 ] La franja norte de los 48 estados contiguos presenta temperaturas superiores a lo normal durante el otoño y el invierno, mientras que la costa del Golfo experimenta temperaturas inferiores a lo normal durante la temporada de invierno. [ 62 ] [ 63 ] La corriente en chorro subtropical a través de los trópicos profundos del hemisferio norte se ve mejorada debido al aumento de la convección en el Pacífico ecuatorial, lo que disminuye la ciclogénesis tropical dentro de los trópicos del Atlántico por debajo de lo normal y aumenta la actividad de ciclones tropicales en el Pacífico oriental. [ 64 ] En el hemisferio sur, la corriente en chorro subtropical se desplaza hacia el ecuador, o al norte, de su posición normal, lo que desvía los sistemas frontales y los complejos de tormentas eléctricas de llegar a las partes centrales del continente. [ 58 ]

La Niña

En toda Norteamérica durante La Niña , el aumento de las precipitaciones se desvía hacia el noroeste del Pacífico debido a una trayectoria de tormentas y una corriente en chorro más al norte. [ 65 ] La trayectoria de las tormentas se desplaza lo suficiente hacia el norte como para traer condiciones más húmedas de lo normal (en forma de mayor nevada) a los estados del Medio Oeste, así como veranos calurosos y secos. [ 66 ] [ 67 ] Las nevadas son superiores a lo normal en todo el noroeste del Pacífico y la región occidental de los Grandes Lagos. [ 61 ] En todo el Atlántico Norte, la corriente en chorro es más fuerte de lo normal, lo que dirige sistemas más fuertes con mayor precipitación hacia Europa. [ 68 ]

zona polvorienta

La evidencia sugiere que la corriente en chorro fue al menos parcialmente responsable de la sequía generalizada durante el Dust Bowl de la década de 1930 en el Medio Oeste de Estados Unidos. Normalmente, la corriente en chorro fluye hacia el este sobre el Golfo de México y luego gira hacia el norte, arrastrando humedad y descargando lluvia sobre las Grandes Llanuras . Durante el Dust Bowl, la corriente en chorro se debilitó y cambió de rumbo, viajando más al sur de lo normal. Esto provocó una escasez de lluvias en las Grandes Llanuras y otras áreas del Medio Oeste, causando condiciones de sequía extrema. [ 69 ]

Cambios climáticos a largo plazo

Meandros ( ondas de Rossby ) de la corriente en chorro polar del hemisferio norte en desarrollo (a), (b); y finalmente, desprendimiento de una "gota" de aire frío (c). Naranja: masas de aire más cálidas; rosa: corriente en chorro.

Desde principios de la década de 2000, los modelos climáticos han identificado consistentemente que el calentamiento global empujará gradualmente las corrientes en chorro hacia los polos. En 2008, esto fue confirmado por evidencia observacional, que demostró que de 1979 a 2001, la corriente en chorro del norte se movió hacia el norte a una tasa promedio de 2,01 kilómetros (1,25 mi) por año, con una tendencia similar en la corriente en chorro del hemisferio sur. [ 70 ] [ 71 ] Los científicos del clima han planteado la hipótesis de que la corriente en chorro también se debilitará gradualmente como resultado del calentamiento global. Tendencias como la disminución del hielo marino del Ártico , la reducción de la capa de nieve, los patrones de evapotranspiración y otras anomalías climáticas han hecho que el Ártico se caliente más rápido que otras partes del globo, en lo que se conoce como la amplificación ártica . En 2021-2022, se descubrió que desde 1979, el calentamiento dentro del Círculo Polar Ártico ha sido casi cuatro veces más rápido que el promedio global, [ 72 ] [ 73 ] y algunos puntos calientes en el área del Mar de Barents se calentaron hasta siete veces más rápido que el promedio global. [ 74 ] [ 75 ] Si bien el Ártico sigue siendo uno de los lugares más fríos de la Tierra en la actualidad, el gradiente de temperatura entre este y las partes más cálidas del globo continuará disminuyendo con cada década de calentamiento global como resultado de esta amplificación. Si este gradiente tiene una fuerte influencia en la corriente en chorro, entonces eventualmente se volverá más débil y más variable en su curso, lo que permitiría que más aire frío del vórtice polar se filtre a latitudes medias y ralentice la progresión de las ondas de Rossby , lo que lleva a un clima más persistente y más extremo . [ 76 ] 

La hipótesis anterior está estrechamente relacionada con Jennifer Francis , quien la propuso por primera vez en un artículo de 2012 del que fue coautor Stephen J. Vavrus. [ 76 ] Si bien algunas reconstrucciones paleoclimáticas han sugerido que el vórtice polar se vuelve más variable y causa un clima más inestable durante los períodos de calentamiento allá por 1997, [ 77 ] esto fue contradicho por los modelos climáticos, con simulaciones PMIP2 que encontraron en 2010 que la Oscilación Ártica (AO) fue mucho más débil y más negativa durante el Último Máximo Glacial , y sugirieron que los períodos más cálidos tienen una fase positiva de AO más fuerte y, por lo tanto, fugas menos frecuentes del aire del vórtice polar. [ 78 ] Sin embargo, una revisión de 2012 en el Journal of the Atmospheric Sciences señaló que "ha habido un cambio significativo en el estado medio del vórtice durante el siglo XXI, lo que ha resultado en un vórtice más débil y más perturbado", [ 79 ] lo que contradecía los resultados del modelo pero se ajustaba a la hipótesis de Francis-Vavrus. Además, un estudio de 2013 señaló que el CMIP5 vigente en ese momento tendía a subestimar fuertemente las tendencias de bloqueo invernal, [ 80 ] y otra investigación de 2012 había sugerido una conexión entre la disminución del hielo marino del Ártico y las fuertes nevadas durante los inviernos de latitudes medias. [ 81 ]

En 2013, una investigación posterior de Francis relacionó las reducciones del hielo marino ártico con el clima extremo del verano en las latitudes medias del norte, [ 82 ] mientras que otra investigación de ese año identificó posibles vínculos entre las tendencias del hielo marino ártico y las precipitaciones más extremas en el verano europeo. [ 83 ] En ese momento, también se sugirió que esta conexión entre la amplificación ártica y los patrones de la corriente en chorro estuvo involucrada en la formación del huracán Sandy [ 84 ] y jugó un papel en la ola de frío norteamericana de principios de 2014. [ 85 ] [ 86 ] En 2015, el siguiente estudio de Francis concluyó que los patrones de la corriente en chorro altamente amplificados están ocurriendo con mayor frecuencia en las últimas dos décadas. Por lo tanto, las continuas emisiones de atrapamiento de calor favorecen una mayor formación de eventos extremos causados ​​por condiciones climáticas prolongadas. [ 87 ]

Estudios publicados en 2017 y 2018 identificaron patrones de estancamiento de ondas de Rossby en la corriente en chorro del hemisferio norte como el culpable detrás de otros eventos climáticos extremos casi estacionarios, como la ola de calor europea de 2018 , la ola de calor europea de 2003 , la ola de calor rusa de 2010 o las inundaciones de Pakistán de 2010 , y sugirieron que estos patrones estaban todos conectados a la amplificación ártica. [ 88 ] [ 89 ] Trabajo adicional de Francis y Vavrus ese año sugirió que el calentamiento ártico amplificado se observa como más fuerte en áreas atmosféricas bajas porque el proceso de expansión del aire más cálido aumenta los niveles de presión que disminuyen los gradientes de altura geopotencial hacia el polo. Como estos gradientes son la razón que causa vientos de oeste a este a través de la relación del viento térmico, las velocidades decrecientes generalmente se encuentran al sur de las áreas con aumentos geopotenciales. [ 90 ] En 2017, Francis explicó sus hallazgos a Scientific American : «Se está transportando mucho más vapor de agua hacia el norte debido a las grandes oscilaciones de la corriente en chorro. Esto es importante porque el vapor de agua es un gas de efecto invernadero, al igual que el dióxido de carbono y el metano. Atrapa el calor en la atmósfera. Ese vapor también se condensa en forma de gotitas que conocemos como nubes, las cuales, a su vez, atrapan más calor. El vapor es una parte importante del fenómeno de amplificación, una de las principales razones por las que el Ártico se está calentando más rápido que cualquier otro lugar». [ 91 ]

En un estudio de 2017 realizado por el climatólogo Judah Cohen y varios de sus asociados de investigación, Cohen escribió que "[el] cambio en los estados del vórtice polar puede explicar la mayor parte de las tendencias recientes de enfriamiento invernal en las latitudes medias de Eurasia". [ 92 ] Un artículo de 2018 de Vavrus y otros vinculó la amplificación ártica con extremos cálidos y secos más persistentes durante los veranos de latitudes medias, así como el enfriamiento continental invernal de latitudes medias. [ 93 ] Otro artículo de 2017 estimó que cuando el Ártico experimenta un calentamiento anómalo, la producción primaria en América del Norte disminuye entre un 1% y un 4% en promedio, y algunos estados sufren pérdidas de hasta un 20%. [ 94 ] Un estudio de 2021 encontró que una perturbación del vórtice polar estratosférico está vinculada con un clima invernal extremadamente frío en partes de Asia y América del Norte, incluida la ola de frío de América del Norte de febrero de 2021 . [ 95 ] [ 96 ] Otro estudio de 2021 identificó una conexión entre la pérdida de hielo marino del Ártico y el aumento del tamaño de los incendios forestales en el oeste de Estados Unidos . [ 97 ]

Sin embargo, debido a que las observaciones específicas se consideran observaciones a corto plazo, existe una considerable incertidumbre en las conclusiones. Las observaciones climatológicas requieren varias décadas para distinguir definitivamente varias formas de variabilidad natural de las tendencias climáticas. [ 98 ] Este punto fue enfatizado por revisiones en 2013 [ 99 ] y en 2017. [ 100 ] Un estudio en 2014 concluyó que la amplificación ártica disminuyó significativamente la variabilidad de la temperatura de la estación fría en el hemisferio norte en las últimas décadas. El aire frío del Ártico penetra en las latitudes bajas más cálidas con mayor rapidez hoy en día durante el otoño y el invierno, una tendencia que se proyecta que continuará en el futuro excepto durante el verano, lo que pone en duda si los inviernos traerán más extremos fríos. [ 101 ] Un análisis de 2019 de un conjunto de datos recopilados de 35 182 estaciones meteorológicas en todo el mundo, incluidas 9116 cuyos registros superan los 50 años, encontró una fuerte disminución en las olas de frío de latitudes medias del norte desde la década de 1980. [ 102 ]

Además, una serie de datos de observación a largo plazo recopilados durante la década de 2010 y publicados en 2020 sugieren que la intensificación de la amplificación ártica desde principios de la década de 2010 no estuvo vinculada a cambios significativos en los patrones atmosféricos de latitudes medias. [ 103 ] [ 104 ] La investigación de modelado de vanguardia de PAMIP (Polar Amplification Model Intercomparison Project) mejoró los hallazgos de 2010 de PMIP2; encontró que la disminución del hielo marino debilitaría la corriente en chorro y aumentaría la probabilidad de bloqueo atmosférico, pero la conexión fue muy menor y típicamente insignificante en comparación con la variabilidad interanual. [ 105 ] [ 106 ] En 2022, un estudio de seguimiento encontró que, si bien el promedio de PAMIP probablemente había subestimado el debilitamiento causado por la disminución del hielo marino entre 1,2 y 3 veces, incluso la conexión corregida todavía equivale a solo el 10 % de la variabilidad natural de la corriente en chorro. [ 107 ]

Además, un estudio de 2021 encontró que si bien las corrientes en chorro se habían movido lentamente hacia los polos desde 1960 como lo predijeron los modelos, no se debilitaron, a pesar de un pequeño aumento en la ondulación. [ 108 ] Un reanálisis de 2022 de los datos de observación de aeronaves recopilados durante 2002–2020 sugirió que la corriente en chorro del Atlántico Norte en realidad se había fortalecido. [ 109 ] Finalmente, un estudio de 2021 pudo reconstruir los patrones de la corriente en chorro durante los últimos 1250 años basándose en núcleos de hielo de Groenlandia , y encontró que todos los cambios observados recientemente permanecen dentro del rango de variabilidad natural: el momento más probable de divergencia es en 2060, bajo la Trayectoria de Concentración Representativa 8.5 que implica una aceleración continua de las emisiones de gases de efecto invernadero. [ 110 ]

Otros aviones de nivel superior

avión nocturno polar

La corriente en chorro polar nocturna se forma principalmente durante los meses de invierno, cuando las noches son mucho más largas —de ahí su nombre, que hace referencia a las noches polares— en sus respectivos hemisferios, alrededor de los 60° de latitud. La corriente en chorro polar nocturna se mueve a mayor altura (unos 24 000 metros (80 000 pies) ) que durante el verano. [ 111 ] Durante estos meses oscuros, el aire a gran altura sobre los polos se vuelve mucho más frío que el aire sobre el ecuador. Esta diferencia de temperatura da lugar a diferencias extremas de presión atmosférica en la estratosfera que, al combinarse con el efecto Coriolis, crean las corrientes en chorro polares nocturnas, que se desplazan rápidamente hacia el este a una altitud de unos 48 kilómetros (30 millas) . [ 112 ] El vórtice polar está rodeado por la corriente en chorro polar nocturna. El aire más cálido solo puede moverse a lo largo del borde del vórtice polar, pero no entrar en él. Dentro del vórtice, el aire polar frío se vuelve cada vez más frío, debido a la falta de aire más cálido proveniente de latitudes más bajas, así como a la falta de energía del Sol que ingresa durante la noche polar. [ 113 ]  

aviones a baja altitud

En las capas inferiores de la atmósfera se producen vientos máximos que también se conocen como corrientes en chorro.

chorro de barrera

Una barrera de chorro en los niveles bajos se forma justo aguas arriba de las cadenas montañosas, y las montañas obligan a que el chorro se oriente paralelamente a ellas. La barrera montañosa aumenta la fuerza del viento de nivel bajo en un 45 por ciento. [ 114 ] En las Grandes Llanuras de América del Norte , un chorro de nivel bajo del sur ayuda a alimentar la actividad de tormentas eléctricas nocturnas durante la estación cálida, normalmente en forma de sistemas convectivos de mesoescala que se forman durante las horas nocturnas. [ 115 ] Un fenómeno similar se desarrolla en Australia, que arrastra la humedad hacia el polo desde el Mar del Coral hacia bajas aisladas que se forman principalmente en las partes suroccidentales del continente . [ 116 ]

Jet costero

Las corrientes en chorro costeras de bajo nivel están relacionadas con un marcado contraste entre las altas temperaturas sobre tierra y las bajas temperaturas sobre el mar, y desempeñan un papel importante en el clima costero, generando fuertes vientos paralelos a la costa. [ 117 ] La mayoría de las corrientes en chorro costeras están asociadas con los sistemas de alta presión oceánica y las bajas térmicas sobre tierra, y se ubican principalmente a lo largo de las corrientes marinas frías de los límites orientales, en regiones de afloramiento frente a las costas de California, Perú-Chile, Benguela, Portugal, Canarias y Australia Occidental, y frente a las costas de Yemen-Omán. [ 117 ]

chorro de salida del valle

Una corriente de aire ascendente, fuerte y profunda, que desciende por el valle y emerge por encima de la intersección del valle con la llanura adyacente, suele alcanzar velocidades de hasta 20 m/s (72 km/h; 45 mph) a alturas de entre 40 y 200 m (130 y 660 pies) sobre el suelo. Los vientos superficiales por debajo de la corriente de aire ascendente tienden a ser considerablemente más débiles, incluso cuando son lo suficientemente fuertes como para mecer la vegetación.     

Es probable encontrar corrientes de salida de valle en regiones de valle que presentan sistemas de vientos de montaña diurnos , como las de las cordilleras áridas de los Estados Unidos. Los valles profundos que terminan abruptamente en una llanura se ven más afectados por estos factores que aquellos que se vuelven gradualmente menos profundos a medida que aumenta la distancia valle abajo. [ 118 ]

África

En África existen varias corrientes en chorro de bajo nivel importantes. Numerosas corrientes en chorro de bajo nivel se forman en el Sahara y son importantes para la elevación del polvo de la superficie del desierto. Esto incluye una corriente en chorro de bajo nivel en Chad , responsable de la emisión de polvo de la Depresión de Bodélé , [ 119 ] la fuente individual de emisión de polvo más importante del mundo. La corriente en chorro de Somalia , que se forma frente a la costa de África Oriental, es un componente importante de la circulación global de Hadley , [ 120 ] y suministra vapor de agua al monzón asiático . [ 121 ] Las corrientes en chorro de bajo nivel del este que se forman en los valles dentro del Sistema del Rift de África Oriental ayudan a explicar las bajas precipitaciones en África Oriental y sustentan las altas precipitaciones en la selva tropical de la Cuenca del Congo . [ 122 ] La formación de la baja térmica sobre el norte de África conduce a una corriente en chorro del oeste de bajo nivel desde junio hasta octubre, que proporciona el flujo húmedo al monzón de África Occidental . [ 123 ]

Aunque técnicamente no es una corriente en chorro de bajo nivel, la corriente en chorro del este africana de nivel medio (entre 3000 y 4000 m sobre la superficie) también es un fenómeno climático importante en África. Se produce durante el verano del hemisferio norte entre los 10°N y los 20°N sobre la superficie en la región del Sahel de África Occidental. [ 124 ] Se considera que desempeña un papel crucial en el monzón de África Occidental , [ 125 ] y ayuda a formar las ondas tropicales que se desplazan por los océanos Atlántico tropical y Pacífico oriental durante la estación cálida. [ 126 ]

Otros planetas

Las distintivas bandas de nubes de Júpiter

En otros planetas, se cree que el calor interno, en lugar del calentamiento solar, impulsa sus corrientes en chorro. La atmósfera de Júpiter presenta múltiples corrientes en chorro causadas por celdas de convección impulsadas por el calentamiento interno. Estas forman la conocida estructura de bandas de color. [ 29 ]

Véase también

Referencias

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    • Parte IV, Sección III (A). Distribución geográfica general de todos los fenómenos ópticos en el espacio y el tiempo; incluyendo también la velocidad de traslación de la corriente de humo. Por el Honorable Rollo Russell, páginas 312–326 .
    • Parte IV, Sección III (B). La conexión entre la propagación de la bruma atmosférica con sus fenómenos ópticos asociados y la circulación general de la atmósfera. Por el Sr. E. Douglas Archibald, páginas 326-334 ; en la página 333 se reconoce que el reverendo SE Bishop de Honolulu fue el primero en observar una circulación de polvo hacia el oeste proveniente del Krakatoa.
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