Vortex polar
Vortex polar, numit și vortex circumpolar, depresiune polară sau ciclon polar, zonă mare de presiune joasă persistentă situată în general deasupra fiecăreia dintre regiunile polare ale Pământului și care conține o masă de aer extrem de rece. Altitudinea acestui ciclon se întinde de la mijlocul troposferei (cel mai de jos nivel al atmosferei terestre, care cuprinde regiunea de la suprafață până la 10-18 km înălțime) până în stratosferă (stratul atmosferic care se întinde de la 10-18 km până la aproximativ 50 km înălțime). Aerul rece este reținut în interiorul vortexului polar de către curentul jet frontal polar (o centură de vânturi stratosferice puternice care se deplasează spre est și care separă aerul cald tropical de aerul rece polar de la latitudini medii). Forța vortexului polar variază în funcție de anotimp, dar este cel mai puternic în timpul iernii în fiecare emisferă, când contrastul de temperatură dintre pol și ecuator este cel mai mare. El poate slăbi sau dispărea în întregime în timpul lunilor mai calde ale anului.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Despre emisfera nordică, în sezonul de iarnă, curentul jet cu front polar se află deasupra latitudinilor medii (zone situate între 30° și 60° N), cu viteze ale vântului variind între 193 și 402 km (120 și 250 mile) pe oră. În cazul în care circulația acestui jet stream este puternică, vortexul polar își menține o formă aproximativ circulară, cu centrul la Polul Nord sau foarte aproape de acesta. Unduirile în circulația curentului cu jet frontal polar (numite unde Rossby) pot rezulta din incursiunile de energie generate de contrastele de temperatură dintre uscat și ocean și de aerul deviat de lanțurile muntoase mari în calea curentului cu jet în stratosferă. Aceste valuri pot slăbi circulația în jurul vortexului polar și pot face ca acesta să fie mai susceptibil la întreruperi cauzate de masele de aer cald și de sistemele de înaltă presiune care se deplasează spre nord. Perturbările vortexului polar pot împinge o parte din regiunea principală de aer rece arctic spre sud pe mii de kilometri, ceea ce produce „focare de aer rece” sau „valuri reci” de mare amploare, care pot scădea temperaturile aerului la niveluri periculoase deasupra zonelor populate din Eurasia sau America de Nord. De exemplu, un focar de aer rece la începutul lunii ianuarie 2014 a făcut ca temperaturile aerului la suprafață în estul Statelor Unite să scadă cu aproximativ 20 °C (36 °F) sub medie. În plus, un val de frig care a lovit Europa în martie 2013 a făcut ca temperaturile să scadă cu peste 10 °C (18 °F) sub medie în unele părți din Germania, Rusia și Europa de Est. Astfel de valuri de frig se soldează adesea cu pierderi de recolte și de animale și chiar cu pierderi de vieți omenești.
Vortexul polar de deasupra Antarcticii și a mărilor adiacente este izolat de aerul din afara regiunii de curentul jet cu front polar din emisfera sudică, care circulă între aproximativ 50° și 65° S deasupra Oceanului Sudic. Curentul jet polar frontal din Antarctica este mai uniform și mai constant decât omologul său arctic, deoarece Antarctica este înconjurată de ocean și nu de un amestec de uscat și apă. Prin urmare, contrastele de temperatură dintre uscat și ocean sub curentul jet din Antarctica nu sunt la fel de mari ca cele din Arctica. În plus, munții capabili să devieze energia în curentul cu jet sunt mai puțini și mai îndepărtați, astfel încât dezvoltarea unor valuri Rossby mari este mai puțin frecventă decât în emisfera nordică. Ca urmare, vortexul polar antarctic este mai rezistent decât cel polar arctic la incursiunile făcute de masele de aer exterioare și tinde să se rupă doar în timpul începutului de primăvară. Cu toate acestea, în emisfera sudică se produc focare de aer rece, dar acestea sunt mai puțin frecvente și lovesc mai rar zonele puternic populate.
Aerul rece prins în vortexul polar antarctic contribuie la dezvoltarea norilor de nălucă (un tip de nor stratosferic polar alcătuit din apă și acid azotic) în timpul lunilor de iarnă, care durează pe toată durata nopții polare (perioada în care Antarctica cunoaște câteva luni de întuneric total). PSC-urile transformă moleculele mai puțin reactive care conțin clor în forme mai reactive, cum ar fi clorul molecular (Cl2), care contribuie la formarea găurii de ozon. În lunile august și septembrie, acești nori sunt expuși la lumina soarelui, care rupe moleculele de clor în atomi de clor simplu care reacționează cu moleculele de ozon stratosferic (O3) și le distrug. Norii narativi se pot forma în mod natural sau pot fi asociați cu concentrații crescute de metan în atmosferă, unele dintre acestea putând rezulta din activitatea umană.