(METEOGIORNALE.IT) Il vortice polare. Se ne parla sempre, spesso a sproposito. Diciamolo: c’è parecchia confusione su cosa sia davvero e come funzioni. Eppure, capirne le dinamiche significa comprendere perché certi inverni sono gelidi e altri no, perché il Nord America può finire sotto una coltre di neve mentre l’Europa resta mite, o viceversa.
Partiamo da un punto fermo: di vortici polari ne abbiamo due, distinti per quota e modalità d’azione. Il primo, quello che ci interessa di più nel quotidiano, vive nella troposfera, cioè dove nascono e si sviluppano i fenomeni atmosferici che vediamo dal suolo. È lui, rimodellato dal flusso del Jet Stream, a comandare le danze del tempo che fa. In questi giorni, ad esempio, sta scaraventando un’ondata di freddo impressionante sul Nord America.
E quando dico impressionante, non esagero. Le temperature sono scese così tanto che persino la Florida settentrionale ha registrato valori sotto lo zero, cosa già accaduta più volte quest’inverno. Anche le coste del Golfo del Messico e alcune città messicane del nord-est hanno assaggiato il gelo. L’aria fredda viaggia su terre emerse che si raffreddano progressivamente, molte delle quali già innevate, in un processo che si autoalimenta. Le regioni più settentrionali, paradossalmente, non hanno temperature così tanto più basse. Prendiamo il Minnesota, uno degli stati più a nord: le sue temperature notturne sfiorano i -30°C, valori simili o addirittura inferiori a quelli di ampie zone del Canada. Eppure, stiamo parlando di una latitudine paragonabile a quella del Nord Italia o della Svizzera.
C’è una differenza sostanziale, però. Quel freddo non è dovuto all’inversione termica tipica delle nostre pianure, come la Pianura Padana o le pianure toscane che in passato hanno toccato picchi di -23°C. Da quelle parti, il gelo arriva con aria secca e vento forte, tanto che negli Stati Uniti si usa molto il Wind Chill, l’indice che calcola la temperatura percepita considerando il vento. Da noi questo parametro viene utilizzato raramente e, quando lo è, spesso frainteso, così come succede con l’indice di calore che molti media spacciano per temperatura reale.
Ma torniamo al vortice polare troposferico. La sua influenza non si limita al Nord America. È stato lui a causare l’ondata di freddo in Europa ai primi di Gennaio, ed è sempre lui che ora sta gelando l’Europa orientale. In Bielorussia e Ucraina si prevedono temperature sotto i -20°C. In Ucraina, dove è stato chiesto un cessate il fuoco per evitare bombardamenti sulle grandi città durante questa guerra che non finisce più, fa un freddo tremendo. Più a nord, in Lettonia ed Estonia, di giorno si registrano -15, -17 gradi. In Finlandia, nel nord del paese, vicino a Rovaniemi, la temperatura massima si aggira intorno ai -30°C, anche se parlare di “giorno” da quelle parti è generoso, visto che è ancora notte polare.
Nella Russia europea, nella regione di Mosca, le temperature diurne oscillano attorno ai -17°C e di notte scendono fino a -24°C. Il freddo, insomma, non risparmia nessuno: Ucraina, Norvegia interna (mentre le coste vedono temperature in aumento), ampie zone della Russia. In Siberia fa freddo per un motivo diverso: lì agisce l’anticiclone russo-siberiano, un’alta pressione quasi stazionaria che ristagna nei bassi strati dell’atmosfera, generando un raffreddamento delle terre emerse con quasi totale assenza di vento, foschia e nebbie congelanti. Le temperature possono scendere anche sotto i -60°C. Tutto questo, comunque, è garantito dal vortice polare troposferico.
Poi c’è l’altro vortice polare, quello stratosferico, che vive a circa 30 chilometri di altezza. Questo influenza il tempo atmosferico alle quote inferiori solo occasionalmente, quando si verifica un fortissimo riscaldamento in quota. Attraverso una serie di processi chimici e fisici, questo riscaldamento si trasferisce alle quote inferiori, deviando le correnti della troposfera. In alcune aree, le correnti che normalmente spirano da ovest o nord-ovest verso est cominciano a soffiare da oriente.
E qui sta la grande differenza tra Europa e Stati Uniti. Se sulla costa orientale americana il vento dovesse soffiare da est, arriverebbe aria mite dall’Oceano Atlantico settentrionale, non certo quella gelida del Canada. In Europa, invece, le correnti prevalenti sono quelle occidentali, che ci portano masse d’aria miti dall’oceano. Con l’inversione dei venti, però, ecco che arriva il grande freddo dalla Siberia occidentale o dal Mar Glaciale Artico. Le terre emerse innevate raffreddano ulteriormente l’aria e si concretizza un’ondata di gelo.
Questi fenomeni, in effetti, sono abbastanza rari. In passato erano decisamente più frequenti, poi è intervenuto il cambiamento climatico e anche una serie di situazioni cicliche meno favorevoli. Lo studio del forte riscaldamento della stratosfera, lo Stratwarming, è relativamente giovane, ha alcune decine di anni. In Italia, ne parlò in TV Andrea Baroni, precedendo il grande evento di gelo proveniente dalla Siberia del 1985. Prima di allora nessuno aveva avuto modo di discuterne. Successivamente a quell’evento meteorologico storico, a Berlino venne creato un centro meteo con una sezione dedicata allo studio del riscaldamento stratosferico. Dopodiché, questi studi sono stati in parte abbandonati, mentre negli Stati Uniti d’America varie entità se ne occupano intensamente.
La meteorologia americana, nonostante i tagli governativi per il risparmio, ha finanziamenti rilevantissimi, non solo statali ma anche privati. Ci sono società meteorologiche estremamente potenti, favorite dal fatto che gli Stati Uniti sono un’entità dove si parla più o meno la stessa lingua e formano un unico Stato (anche se confederazione di 50 Stati). In Europa, invece, abbiamo la Comunità Europea con entità abbastanza giovani come Copernicus, che studia il clima europeo e non solo, e il Centro Meteo Europeo (ECMWF), che si occupa di previsioni con la predisposizione di un modello matematico estremamente efficace.
Abbiamo visto, insomma, che cosa sono questi due spazi e altezze del vortice polare. Ora un approfondimento più tecnico e meno discorsivo.
Il vortice polare troposferico
Il vortice polare troposferico è una circolazione ciclonica semi-permanente che si sviluppa nella troposfera, la porzione dell’atmosfera compresa tra il suolo e circa 10-12 chilometri di altitudine. Questa struttura atmosferica è caratterizzata da un nucleo di aria fredda centrato sulle regioni polari (Polo Nord e Polo Sud) e si intensifica durante i mesi invernali, quando il contrasto termico tra le alte e le basse latitudini raggiunge il suo massimo.
Il vortice troposferico è strettamente legato alla corrente a getto (Jet Stream), un nastro di venti molto veloci che scorre a circa 8-12 chilometri di quota, separando le masse d’aria fredde polari da quelle più temperate delle medie latitudini. La forza e la posizione del Jet Stream determinano la stabilità del vortice polare: quando il flusso è zonale (cioè scorre da ovest verso est senza grandi ondulazioni), il vortice rimane compatto e l’aria fredda resta confinata alle alte latitudini. Quando invece il Jet Stream diventa più ondulato (configurazione meridiana), il vortice può estendersi verso sud, permettendo alle masse d’aria artica di raggiungere latitudini più basse e causando ondate di freddo intense.
Questo vortice influenza direttamente i fenomeni meteorologici quotidiani: temperature, precipitazioni, intensità del vento e traiettorie delle perturbazioni sono tutti elementi condizionati dalla sua configurazione. La sua variabilità è influenzata da numerosi fattori, tra cui il riscaldamento differenziale tra oceani e continenti, le anomalie della temperatura superficiale del mare, la copertura nevosa e, in misura crescente, il cambiamento climatico.
Il vortice polare stratosferico
Il vortice polare stratosferico è una circolazione ciclonica che si forma nella stratosfera, la fascia atmosferica compresa tra circa 15 e 50 chilometri di altitudine. A differenza del vortice troposferico, quello stratosferico si sviluppa principalmente durante l’inverno polare, quando l’assenza di radiazione solare causa un raffreddamento estremo delle masse d’aria sopra il polo. Questo raffreddamento intensifica la circolazione ciclonica attorno a un nucleo di aria estremamente fredda, con temperature che possono scendere sotto i -80°C.
Il vortice stratosferico è normalmente stabile e isolato, ma può subire perturbazioni note come Sudden Stratospheric Warming (SSW) o Stratwarming. Durante un evento di SSW, la temperatura della stratosfera polare può aumentare di 40-50°C in pochi giorni, indebolendo drasticamente il vortice o addirittura dividendolo in due o più lobi. Questo riscaldamento è causato dalla propagazione verso l’alto di onde planetarie dalla troposfera, che interagiscono con il flusso stratosferico interrompendo la circolazione ciclonica.
Gli effetti di uno Stratwarming possono propagarsi verso il basso e influenzare la troposfera nelle settimane successive. Quando il vortice stratosferico si indebolisce o si divide, la corrente a getto troposferica tende a rallentare e ad assumere configurazioni più ondulate, favorendo l’inversione delle correnti dominanti in alcune aree. In Europa, questo può significare l’arrivo di venti orientali che trasportano aria gelida dalla Siberia o dal Mar Glaciale Artico, causando ondate di freddo intense e prolungate. Tuttavia, non tutti gli eventi di SSW producono effetti significativi al suolo, e la previsione del loro impatto troposferico rimane una delle sfide più complesse della meteorologia moderna.
Credit
- NOAA Climate Prediction Center – Cold & Warm Episodes by Season
- ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) – Stratospheric diagnostics
- WMO (World Meteorological Organization) – Polar Vortex and Climate
- NASA Earth Observatory – Understanding the Polar Vortex
- American Meteorological Society – Sudden Stratospheric Warming research
