Polar Vortex : comment le réchauffement stratosphérique soudain prépare les vagues de froid

À mesure que les jours raccourcissent et que la nuit polaire s'installe progressivement au-delà du cercle arctique, l'hiver approche dans l'hémisphère Nord. Si l'hiver météorologique débute le 1er décembre, l'hiver astronomique n'arrivera que le 21 décembre 2025 à 15h03 UTC. Pourtant, les premières offensives hivernales se sont déjà manifestées cette saison, avec des épisodes de gel et de neige en Amérique du Nord et en Europe.

Qu'est-ce que le vortex polaire ?

Le vortex polaire est un vaste anneau de vents d'ouest extrêmement puissants qui encerclent l'air froid autour du pôle.
On distingue deux composantes :

• Le vortex stratosphérique (≈ 15–50 km) : un courant d'ouest quasi circulaire visible sur les cartes à 10 hPa.

• Le vortex troposphérique (≈ 500–200 hPa) : lié au jet-stream, qui sépare l'air froid polaire de l'air tempéré.

Le jet-stream, ruban de vents violents situé vers 8–12 km d'altitude, contrôle en grande partie la dynamique météo hivernale des moyennes latitudes. Lorsqu'il se redresse, le flux d'ouest domine ; lorsqu'il ondule, il permet des descentes d'air arctique très au sud et des remontées d'air doux vers le nord.

Formation du vortex polaire

En hiver, l'absence d'ensoleillement refroidit fortement la stratosphère arctique, créant un contraste thermique marqué avec les latitudes plus basses. Sous l'effet de la rotation terrestre, cet air s'organise en un anneau de vents d'ouest : le vortex polaire stratosphérique.

Sa formation est confirmée lorsque les vents moyens à 60°N et 10 hPa atteignent 10–20 m/s de façon durable.

Vortex fort ou faible : quelles conséquences ?

• Vortex fort : circulation zonale stable, jet-stream tendu vers le nord, peu de vagues de froid.

• Vortex affaibli ou déstructuré : le jet-stream devient très ondulant, permettant des intrusions froides profondes vers l'Europe, l'Amérique du Nord ou l'Asie.

Le vortex peut :

• être déplacé,

• ou se scinder en plusieurs lobes, favorisant des vagues de froid marquées.

Sudden Stratospheric Warming (SSW)

Un réchauffement stratosphérique soudain (SSW) survient lorsque la stratosphère polaire se réchauffe de 20 à 40 °C en quelques jours. Les vents d'ouest s'effondrent ou s'inversent même temporairement.
Dans un SSW majeur, le vortex se décale ou se fragmente.

Effets en surface

Les impacts apparaissent généralement 1 à 3 semaines plus tard :

• jet-stream affaibli et sinueux ;

• blocs anticycloniques aux hautes latitudes ;

• risque accru de vagues de froid dans les moyennes latitudes.

Tous les SSW ne provoquent pas une vague de froid locale, mais ils en augmentent significativement la probabilité.

Quand le vortex se reforme-t-il ?

• Si un SSW se produit en plein hiver, la nuit polaire permet une nouvelle mise en place du vortex peu après.

• S'il survient au printemps, lorsque le Soleil revient en Arctique, le vortex ne se reforme qu'à l'automne suivant : on parle alors de final warming.

 Poolwervel: hoe plotselinge stratosferische opwarming de basis legt voor koude-uitbraken

Terwijl de zonnekracht afneemt en de poolnacht zich dagelijks verder uitbreidt, nadert de winter op het noordelijk halfrond. Hoewel de astronomische winter pas op 21 december 2025 begint, heeft de winter zich deze herfst al laten voelen met vroege koude en sneeuw in Noord-Amerika en Europa.

Wat is de poolwervel?

De poolwervel is een enorme ring van krachtige westenwinden die in de winter het koude poollucht rond de Noordpool vasthouden.
We onderscheiden:

• De stratosferische poolwervel (≈ 15–50 km): zichtbaar als een compacte band van westenwinden rond de pool.

• De troposferische poolwervel (≈ 500–200 hPa): verbonden met de straalstroom.

De straalstroom is een smalle band van zeer sterke westenwinden op 8–12 km hoogte. Zijn positie bepaalt sterk het weer in de gematigde zones. Is hij recht en krachtig, dan overheerst westcirculatie; wordt hij golvend, dan kunnen koude uitbraken ver naar het zuiden doordringen.

Hoe vormt de poolwervel zich?

Tijdens de poolnacht koelt de stratosfeer boven het Noordpoolgebied sterk af. Dit veroorzaakt een groot temperatuurcontrast met lagere breedtegraden. De rotatie van de aarde buigt de stroming af en vormt zo een krachtige ring van westenwinden: de stratosferische poolwervel.

Meteorologen beschouwen de wervel als gevormd wanneer de westenwinden op 60°N en 10 hPa minstens 10–20 m/s bereiken.

Sterke of zwakke wervel: de gevolgen

• Sterke wervel: stabiele westenstroming, straalstroom noordelijk, weinig koude-uitbraken.

• Zwakke of verstoorde wervel: de straalstroom wordt zeer golvend, waardoor koude poollucht naar lagere breedten kan uitstromen.

De wervel kan verschuiven of splitsen in twee (of meer) lobben, vaak met uitgesproken koude-episoden tot gevolg.

Sudden Stratospheric Warming (SSW)

Een plotselinge stratosferische opwarming (SSW) is een evenement waarbij de winterstratosfeer boven de pool in enkele dagen met 20–40 °C opwarmt. De westenwinden verzwakken of draaien zelfs om naar oostenwind.

Bij een majeure SSW wordt de wervel verplaatst of opgesplitst.

Effecten aan het aardoppervlak

De gevolgen zijn meestal merkbaar na 1 tot 3 weken:

• verzwakte, bochtige straalstroom,

• meer blokkades op hoge breedten,

• verhoogde kans op koude-uitbraken in Europa, Noord-Amerika en Azië.

Een SSW garandeert geen kou op een specifieke plek, maar verhoogt de algemene kans op winterse omstandigheden.

Wanneer herstelt de wervel zich?

• Bij een SSW in hartje winter koelt de poolstratosfeer opnieuw af en vormt de poolwervel zich binnen enkele weken.

• Bij een verstoring in het voorjaar, wanneer de zon weer op de pool schijnt, lost de wervel op en keert pas in de herfst terug. Dit heet de final warming.