Attribution of storm track activity to instantaneous upper-level jets yields new insights into the North Pacific midwinter minimum

A atmosfera acima das latitudes médias nunca está parada. É um rio de ar inquieto, transportando sistemas meteorológicos de oeste para leste. Dentro deste fluxo, duas características distintas ditam o tempo que experimentamos: a corrente de jato e a trilha de tempestades. A corrente de jato é uma fita estreita e poderosa de vento de movimento rápido no alto do céu, agindo como um volante para os sistemas meteorológicos. A trilha de tempestades é o caminho que esses sistemas percorrem, um corredor onde sistemas de baixa pressão, ou ciclones, nascem, crescem e viajam. Essas tempestades trazem a chuva, a neve e o vento que moldam nossas estações. Cientistas há muito sabem que a força dessas tempestades geralmente depende de quanto a temperatura muda entre o ar polar frio e o ar tropical quente. Quanto maior a diferença de temperatura, mais energia está disponível para alimentar as tempestades.

No entanto, a natureza às vezes desafia a lógica simples. No Pacífico Norte, uma região conhecida por suas ferozes tempestades de inverno, algo estranho acontece. À medida que o inverno se intensifica e a diferença de temperatura entre o norte e o sul atinge seu pico, a corrente de jato torna-se sua mais forte. Pelas regras padrão, este deveria ser o momento de atividade máxima de tempestades. Contudo, ocorre o oposto. Durante o coração do inverno, a trilha de tempestades na verdade enfraquece, atingindo um mínimo silencioso justamente quando o motor atmosférico está operando em sua capacidade total. Esse mergulho contraintuitivo intrigou pesquisadores por décadas, levando a muitas teorias sobre por que a atmosfera parece desligar seu próprio motor mais energético.

Um novo estudo de Satoru Okajima e Thomas Spengler oferece uma nova perspectiva sobre esse mistério ao mudar a forma como olhamos para a própria corrente de jato. Em vez de tratar o jato como uma única e constante média que existe durante todo o inverno, os pesquisadores examinaram o jato momento a momento. Eles descobriram que o que vemos como uma única corrente de jato fundida é, na verdade, uma média estatística de dois tipos muito diferentes de fitas de vento que aparecem em momentos distintos. Um tipo é o jato subtropical, que fica mais próximo do equador e é impulsionado pela borda da circulação de ar tropical. O outro é o jato da frente polar, que se situa mais ao norte e é impulsionado diretamente pelo choque das massas de ar frio e quente.

Os pesquisadores usaram análise computacional avançada para vasculhar décadas de dados meteorológicos, identificando exatamente quando e onde cada um desses dois tipos de jato estava presente. Eles descobriram que, no Pacífico Norte durante meados do inverno, o jato subtropical é o jogador dominante, aparecendo com muito mais frequência do que seu correspondente polar. Essa presença frequente do jato subtropical cria a aparência de uma única e forte corrente de jato fundida quando vista como uma média de longo prazo. Entretanto, o jato subtropical comporta-se de forma diferente do jato polar. Embora seja incrivelmente veloz e esteja situado sobre uma região com fortes contrastes de temperatura, ele é surpreendentemente ineficiente na geração de tempestades. O estudo mostra que, embora o jato subtropical crie um vento de fundo poderoso, ele não traduz essa potência em sistemas de tempestade grandes e energéticos.

Em contraste, quando o jato da frente polar aparece, ele é muito melhor em alimentar tempestades, mas é muito menos comum no Pacífico Norte durante a parte mais profunda do inverno. Os pesquisadores também observaram que, quando o jato da frente polar surge em meados do inverno, tende a ser mais estreito e mais firmemente enrolado do que em outras épocas do ano. Este aperto realmente suprime ainda mais o crescimento das tempestades. A combinação destes fatores explica o mínimo de meio de inverno. O período de calmaria não é causado por falta de energia ou uma falha da atmosfera em reagir às diferenças de temperatura. Em vez disso, é o resultado de a atmosfera passar a maior parte do tempo num estado — a dominância do jato subtropical — que é simplesmente ruim em converter a energia disponível em atividade de tempestades.

Esta descoberta desafia a visão mantida há muito tempo de que a corrente de jato é uma entidade uniforme que simplesmente fica mais forte ou mais fraca. O estudo sugere que o "mínimo de meio de inverno" é um reflexo de uma mudança sazonal no tipo de corrente de jato que domina a região. No Atlântico Norte, a história é diferente; lá, o jato da frente polar permanece como a força dominante durante todo o inverno, razão pela qual a atividade de tempestades ali atinge o ápice quando a estação está mais fria. O Pacífico Norte, porém, é governado por um ritmo diferente. Os pesquisadores concluem que, para compreender verdadeiramente por que as tempestades se comportam como fazem, os cientistas devem olhar além das condições médias e prestar atenção cuidadosa aos estados específicos e instantâneos do vento. Ao reconhecer que a corrente de jato é um mosaico mutável de diferentes tipos, em vez de uma característica fixa e única, obtemos uma imagem mais clara de por que as tempestades do Pacífico Norte tiram um descanso bem no meio do inverno.