Jauh di atas kutub, sirkulasi udara dingin berskala besar berputar melalui stratosfer dan troposfer atas pada musim dingin. Sirkulasi tersebut adalah pusaran kutub (polar vortex). Ini adalah fitur normal musim dingin, bukan fenomena sementara.

Ketika pusaran udara kuat dan stabil, udara dingin tetap terperangkap di dekat kutub. Ketika melemah atau terdistorsi, gumpalan udara dingin dapat menyebar ke selatan menuju lintang tengah, menghasilkan gelombang dingin yang parah. Pemanasan mendadak di stratosfer merupakan salah satu mekanisme yang mengganggu pusaran udara tersebut.

Liputan media terkadang menganggap pusaran kutub sebagai peristiwa langka, padahal fenomena itu sendiri hadir setiap musim dingin. Yang bervariasi adalah kekuatannya dan sejauh mana pengaruhnya terhadap cuaca permukaan. Para peneliti mempelajari hubungan antara pusaran stratosfer dan pola cuaca troposfer untuk meningkatkan prakiraan jangka panjang.

Data satelit dan balon melacak pusaran tersebut sepanjang musim dingin.