Outlook inverno 2012 – 2013

Aggiornamento del 1 febbraio 2013

di Carlo Colarieti Tosti

Cominciamo la nostra trattazione con l’attività solare la quale continua a mostrarsi piuttosto “debole”. L’indice geomagnetico aa index del mese di dicembre, in figura 1, continua il trend di discesa iniziato lo scorso ottobre attestandosi sul valore di 14,18 nel mese di dicembre. Dall’immagine in figura 2 si conferma quanto appena scritto con il numero di macchie solari mensili (SSN) in discesa con un valore di circa 41 macchie.

Benché i dati solari del mese di gennaio non siano ancora totalmente disponibili possiamo però indicare come vi sia stato un aumento dell’attività tanto da riportare l’aa index intorno quota 17 che comunque si trova ancora nella fascia di bassa attività. La QBO (Quasi Biennial Oscillation) sia alla quota isobarica di 30 che di 50 hPa, come da figure 3 e 4, permane in fase negativa. Alla quota isobarica di 30hPa è ben chiara la tendenza a risalire mentre alla quota isobarica di 50hPa si è registrato un nuovo minimo dopo quello raggiunto lo scorso settembre.

Il forcing troposferico facente capo alla circolazione ENSO ha presentato una modifica nel mese di dicembre rispetto a quanto riscontrato da settembre a novembre. Infatti da un Niño in fase 4 si è passato, nel mese di dicembre, ad una complessiva neutralità con una chiara tendenza ad avvio di una fase Niña così come visibile nel grafico in figura 5. Alla quota isobarica di riferimento di 850hPa si è riscontrato il consolidamento della flessione degli alisei in zona 1+2 avviata nel precedente mese e un ulteriore lieve incremento nella zona 4 (vedi figura 6).

Quanto detto è riscontrabile nelle figure 7 e 8 che rappresentano rispettivamente le anomalie della velocità potenziale alla quota isobarica di 200hPa e il suo valore medio per le date indicate.

La MJO (Madden Julian Oscillation) dopo essere stata poco o scarsamente significativa nei mesi scorsi a partire dal 4 gennaio scorso ha improvvisamente aumentato la magnitudo transitando poi nelle fasi 6 e 7 ove attualmente staziona ma in procinto di entrare in fase 8 (vedi figure 9 e 10). Tale spostamento finirà per alimentare la wave2.

Concludiamo la nostra analisi con l’indice PDO (Pacific Decadal Oscillation) che si conferma in fase negativa come da figura 11 favorendo l’instaurarsi di forcing a carico della wave1.

La situazione stratosferica ha visto l’instaurarsi di un poderoso warming avviato nella terza decade di dicembre, di cui si è data ampia descrizione nel precedente outlook, portando l’indice NAM a raggiungere la soglia del valore di -3 lo scorso 6 gennaio. Lo stratwarming ha prodotto lo split del vortice polare stratosferico andando a posizionare due lobi attorno al 60°N di cui il primo in area canadese e il secondo in area siberiana. Le anomalie stratosferiche si sono ottimamente propagate verso le quote inferiori fino in troposfera secondo letteratura impegnando a più riprese e massicciamente molte aree delle medie latitudini.

Tali effetti in troposfera dovrebbero permanere almeno fino alla fine di febbraio. Alle quote isobariche tra 1 e 5 hPa il VPS ha ormai assunto una posizione classica riattivando il normale flusso occidentale. Alla quota isobarica di 10hPa si vanno ripristinando condizioni di zonalità mentre alle quote inferiori permangono deboli condizioni di antizonalità in un contesto ancora disturbato. Per tutti i livelli sia le temperature che i geopotenziali sono comunque in discesa per la inevitabile cessazione sia dei flussi meridionali di calore che dalla conseguente graduale ricomposizione dei livelli isoentropici.

La prognosi per il prossimo mese di febbraio appare piuttosto articolata. Infatti in una prima fase, approssimativamente fino alla fine della prima decade, dovrebbe prevalere una circolazione mediamente meridiana con flussi artico marittimi senza escludere qualche contributo continentale favorito da una ripresa della wave2 a sua volta facilitata dalle basse zonalità che coinvolgono sia la troposfera che la medio-bassa stratosfera e dal transito della MJO in fase 8.

Successivamente appare probabile la riapertura di un medio-basso flusso atlantico con anomalie positive di pressione alle alte latitudini come visibile in figura 12.

In tale contesto è lecito attendersi fino alla prima decade temperature nel complesso inferiori alla norma, sia pure non in modo marcato, mentre nella seconda e terza decade dovrebbero attestarsi nella norma sulle regioni centrali e settentrionali mentre nelle regioni meridionali dovrebbero mantenersi lievemente superiori. Le precipitazioni dovrebbero mantenersi complessivamente superiori alla norma al centro-nord e attorno alla norma del periodo al meridione.

Si segnala che la ricomposizione graduale del VPS anche nei piani medio-bassi e un suo nuovo spostamento verso l’area siberiana congiuntamente al passaggio della madden in fase 3 attorno alla metà del mese, si ritiene possa produrre una nuova partenza dei flussi meridionali a carico della prima onda che potrebbero attivare un nuovo warming e, vista la stagione ormai avanzata, potrebbe innescare un evento di tipo final warming. Le conseguenze troposferiche andranno in tal caso valutate successivamente.
Crediti

Un sentito ringraziamento a Carlo Colarieti Tosti che, come i lettori più affezionati di CM ormai sanno, è la fonte principale di queste analisi, oltre ad essere l’anima del CIMAT, il Centro Informazioni Meteo di Alta Montagna.

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Di seguito una LEGENDA dei termini e degli acronimi utilizzati in questo come nei precedenti bollettini, nonché alcune considerazioni in ordine alla teleconnessione stratosfera-troposfera.

• ATTIVITA’ SOLARE: l’influenza energetica e magnetica del sole rispetto alla Terra varia nel tempo attraverso varie tipologie di cicli. I più conosciuti sono i cosiddetti cicli “undecennali” dove si osservano variazioni importanti nel numero di macchie solari (durante i “massimi” le macchie raggiungono il picco, mentre durante i “minimi” arrivano quasi a scomparire). Tra il massimo ed il minimo si osservano discrete variazioni sia nel campo radiativo, sia in quello magnetico.
  • Gli effetti principali durante le fasi di “quiete”:
    • la radiazione solare in arrivo sulla Terra diminuisce di alcuni decimi di Watt
    • cambia l’impatto dei raggi UV sulla medio-alta stratosfera (variazioni nella quantità di ozono)
    • il campo magnetico terrestre risulta più esposto all’influenza dei raggi cosmici
  • Oltre ai cicli undecennali ne esistono altri a scala temporale ben più ampia, tra questi citiamo: Hale Cycle (22 anni), Gleissberg Cycle (70-100 anni), Suess Cycle (210 anni) e l’Halstatt Cycle (2300 anni). Fasi solari caratterizzate da cicli deboli (gran minimum) e cicli intensi (gran maximum) possono durare oltre 100 anni.
• ITCZ: acronimo di Inter Tropical Convergence Zone (Zona di Convergenza Intertropicale) indica l’area dove convergono gli Alisei provenienti dai due tropici. Lungo la linea di “contatto” tra le due correnti si origina una cintura di nubi a sviluppo verticale a cui va aggiunta la convezione presente lungo la fascia equatoriale. La posizione dell’ITCZ varia in base alla stagione, all’intensità degli Alisei e all’intensità dei monsoni. Anomalie di ITCZ possono produrre importanti cambiamenti influenzando intensità e movimenti degli anticicloni subtropicali.
• MJO: acronimo di Madden-Julian Oscilation. Indica la propagazione verso Est di aree caratterizzate da alta convezione vicino alle quali sono presenti aree dove prevale forte compressione. Questa “onda” si sposta verso est intorno ai 6m/s ed attraversa Oceano Indiano e Pacifico in 30-60 giorni (solo saltuariamente si riscontra nell’Atlantico). I punti dove compressione/convezione insistono si definiscono “fasi”. Le fasi della MJO sono in totale 8 ed influenzano sia la circolazione tropicale che quella temperata.
• WAM: acronimo per West African Monsoon. Si tratta del monsone che interessa l’Africa occidentale, la fase di avanzamento va da Maggio ad Agosto, mentre tra settembre e ottobre comincia ad indietreggiare. Nella fase più intensa il fronte delle piogge riesce a spingersi fin quasi al 20°N. Variazioni di WAM possono indurre importanti variazioni nella posizione della ITCZ e conseguentemente dell’anticiclone subtropicale.
• Monsone Indiano: è il monsone più vasto e conosciuto del mondo. Lo si può definire come un’enorme brezza causata, in estate, dal differenziale termico tra Oceano indiano (Mar Arabico-Golfo del Bengala) e l’Asia meridionale. Sull’intensità del Monsone Indiano influiscono: MJO, SST pacifiche e fasi ENSO (NINA-NINO). Il monsone indiano può influenzare in maniera importante la circolazione atmosferica del comparto euro-asiatico centro occidentale.
• AMO: acronimo per Atlantic Multidecadal Oscillation. E’ espressione dell’anomalia termica superficiale delle acque dell’oceano Atlantico a partire dall’area equatoriale fino alle coste meridionali della Groenlandia. E’ collegata all’andamento della corrente termoalina del Golfo e presenta cicli positivi e negativi della durata di circa 30-40 anni ciascuno. Le differenti fasi della AMO impattano considerevolmente sulla genesi degli uragani atlantici e sull’intensità dell’anticiclone afro-atlantico.
• EA: acronimo per East Atlantic. Indice che esprime il differenziale di pressione tra Nord Atlantico e Atlantico tropicale. Tale indice è strutturalmente simile alla NAO (North Atlantic Oscillation) ma l’area che copre è decisamente più vasta, specie longitudinalmente.
• ENSO: acronimo per “El Nino Southern Oscillation”. Si tratta di uno degli eventi climatici periodici più importanti del pianeta e si manifesta in maniera marcata ogni 4-5 anni circa. Consiste in una forte variazione delle temperature superficiali del Pacifico Equatoriale a seguito dell’anomalo indebolimento/rafforzamento degli Alisei. Questi ultimi, infatti, modificano l’equilibro termico superficiale tra Pacifico Equatoriale occidentale ed orientale e causando anche importanti mutamenti nel termoclino (corrente di Humbolt in primis). La concentrazione delle acque calde in un determinato punto cambia la fase della convezione equatoriale pacifica, concentrando piogge e sistemi temporaleschi o vicino alle coste del centro America (NINO) o tra Indonesia e Australia orientale (NINA). Fasi ENSO marcate si alternano ogni 4-5 anni e possono, oltre alle conseguenze classiche, avere importanti impatti su fasi MJO, blocchi troposferici e stratosfera.

Recenti studi hanno mostrato una relazione tra stratosfera e troposfera nella fascia extratropicale dell´emisfero nord.

Il legame appare particolarmente evidente nella stagione invernale (ma è presente anche nel resto dell´anno) con anomalie stratosferiche che precedono di un tempo variabile (in media 7-10 giorni) le anomalie troposferiche, che poi si possono protrarre per un massimo di 60 giorni anche in dipendenza dell´entità dell’anomalia stratosferica.

Semplificando è stato mostrato come riscaldamenti stratosferici, associati ad attenuazione del ciclone polare, determinino un blocco delle correnti zonali, e favoriscano la discesa di aria fredda su Europa e America.

• Major Warming: alla quota isobarica di 10 hPa si registra un aumento della temperatura media dal 60° parallelo verso nord. Inoltre deve essere presente una circolazione contraria (orientale).
• Minor Warming: se in un qualsiasi (almeno uno) livello stratosferico (70-10 hPa) e in una qualsiasi area dell’emisfero si registra un significativo aumento della temperatura (almeno 25°C) in una settimana o meno.
• Canadian Warming: si verifica (spesso nella fase iniziale dell’inverno) in seguito ad un´intensificazione dell’Alta pressione stratosferica delle Aleutine che tende a spostarsi verso il polo. Questo tipo di Warming può invertire il gradiente meridionale della temperatura e qualche volta cambiare per brevi periodi la direzione del vento zonale sulla calotta polare, ma tuttavia non porta mai al collasso del Vortice Polare Stratosferico.
• Stratalert: allerta in presenza di un riscaldamento di almeno 25°C su un qualsiasi livello stratosferico in una settimana.
• Geoalert/Stratwarming: se si registra un incremento di 30°C settimanale al livello della 10 hPa.
• NAM (North Annular Mode): rappresenta un pattern di variabilità climatica emisferica non associata al ciclo stagionale. È in grado di spiegare il 20-30% della varianza totale del geopotenziale e del vento. Il NAM descrive il profilo verticale dell’atmosfera, dalla troposfera alla stratosfera, cercando di caratterizzare gli scambi tra questi strati. Alla 1000hPa il NAM coincide con l’AO. Soglie interessanti per questo indice sono considerate -3.0 e +1.5, definite in letteratura. È calcolato come proiezione delle anomalie giornaliere di geopotenziale sulla prima componente principale (Fonte: CPC/NOAA) dell’anomalia di geopotenziale invernale.
• QBO (Quasi-Biennal Oscillation): rappresenta un’oscillazione quasi periodica del vento zonale equatoriale nella stratosfera. Il periodo medio osservato tra il cambiamento di regime è di circa 28 mesi (da cui “quasi-biennal”). Valori negativi della QBO indicano che i venti soffiano da est verso ovest (easterlies), valori positivi indicano venti da ovest verso est (westerlies).