Vortex polaire
Météorologie
Un vortex polaire est une dépression d'altitude persistante et imposante localisée près d'un des pôles géographiques d'une planète à environ 30 km d'altitude. Sur Terre, ces centres dépressionnaires se constitue dans la haute et moyenne troposphère et dans la stratosphère. Le phénomène des vortex polaires s'observe également sur d'autres planètes de notre système solaire, notamment Mars, Vénus et Saturne.
Localisation et formation des vortex polaires
Les vortex polaires terrestres sont le résultat de deux phénomènes planétaires : la différence de température entre l'équateur et les pôles, et la rotation de la Terre. Actifs toute l'année, ils se renforcent en hiver et s'ammenuisent en été. Le pôle Nord et le pôle Sud possèdent chacun leur vortex qui tourne autour d’eux.
Dans les deux cas, la rotation est généralement cyclonique, dans le sens anti-horaire autour du pôle Nord et dans le sens horaire autour du pôle Sud sous l'effet de la force de Coriolis. Le vortex dépasse rarement un rayon de 1 000 km.
On compte deux centres de vortex arctique : l'un localisé près de l'île de Baffin et l'autre au-dessus du nord-est de la Sibérie, ce qui correspond respectivement au centre de l'anticyclone d'Amérique du Nord et à celui de Sibérie. Quant au vortex antarctique, il se situe la plupart du temps non loin de la plate-forme de Ross, par 160° de longitude ouest, ce qui correspond au centre de l'anticyclone antarctique. Le vortex polaire arctique est moins prononcé et persistant que l'antarctique.
Position typique du vortex polaire dans l'hémisphère nord
Ces forces sont responsables des vents est-ouest, aussi appelés vents zonaux. Dans l’hémisphère Nord, l'air chaud qui se déplace vers le nord dévie vers la droite et donc vers l'est. En même temps, l'air polaire qui se déplace vers le sud dévie aussi vers la droite, ce qui l'entraîne vers l'ouest.
À l'opposé, dans l'hémisphère Sud, l'air chaud qui se déplace vers le sud dévie vers la gauche et prend la direction de l'est, tandis que l'air froid se déplaçant vers le nord dévie vers l'ouest. À haute altitude, le résultat combiné de ces mouvements atmosphériques engendre un vent dominant vers l'est, en sens anti-horaire autour du pôle Nord et en sens horaire autour du pôle Sud. Ce sont ces rotations qui forment les vortex polaires.
Conséquences des vortex polaires sur la météo
Quand le vortex polaire est puissant, les vents se renforcent. Des vents forts ont tendance à déplacer l'air de la surface de l'océan vers les terres et inversement. En hiver, l'air au-dessus de l'océan est plus chaud que l'air au-dessus des terres. C'est pourquoi un vortex polaire vigoureux favorise des hivers doux dans les zones de latitude moyenne. Un vortex polaire puissant contribue aussi à retenir la rotation de l'air polaire autour du pôle au lieu de le diriger vers l'équateur. Comme il stationne près du pôle, cet air devient de plus en plus glacial.
À l'inverse, quand le vortex polaire devient plus faible, cela peut provoquer des températures plus froides loin des pôles. Non seulement il y a moins d'air qui se déplace de l’océan vers les terres, mais l'air polaire peut aussi dévier de sa trajectoire et s'éloigner du pôle. Ceci s'explique du fait qu'il y a moins de rotation pour contraindre l'air polaire à rester stationner dans sa région habituelle.
Réchauffement stratosphérique en arctique
Réchauffement stratosphérique et décrochage du vortex polaire
La baisse brutale d'activité hivernale du vortex polaire est un phénomène connu sous le nom de réchauffement stratosphérique soudain. Elle est associée à une hausse de température importante de la stratosphère (de l'ordre de 30 à 50 °C) en seulement quelques jours.
Une partie du vortex peut alors prendre la direction des latitudes plus basses accompagnée d'un dôme d'air très froid. En hiver, un vortex polaire anormalement faible a ainsi des répercussions sur une bonne partie de l'hémisphère nord. En effet, les températures moyennes sont alors globalement en dessous des normales dans les zones tempérées (Amérique du Nord et Eurasie) tandis qu'elles sont globalement supérieures aux normales au nord du cercle polaire arctique.
Lorsque le vortex polaire se détache de la zone arctique, le jet stream (courant-jet) plonge vers le sud et provoque d'intenses vagues de froid.