Analisi stratosferica e degli indici teleconnettivi

26/01/2012

Con il presente bollettino si vuole confermare l’impianto dell’Outlook dell’8 gennaio scorso, quindi quanto segue ne è un aggiornamento.

La situazione stratosferica nei piani compresi tra 1 e 5 hPa è stata contraddistinta da una intensa circolazione antizonale derivante dagli episodi di warming già descritti nel precedente outlook.

Gli Heat flux previsti in diminuzione nei prossimi giorni determineranno un parziale ricompattamento del Vortice Polare Stratosferico a quelle quote con una ritrovata zonalità. Dalla fine del mese è attesa una nuova ripresa degli stessi flussi e grazie allo spostamento dell’onda convettiva equatoriale, espressa dalla MJO in spostamento dalla fase 5 verso la fase 6, verrà alimentata la formazione di un anticiclone stratosferico in sede nord atlantica (wave2).

La circolazione stratosferica alla quota isobarica compresa tra 10 e 30 hPa è in mutamento, con un progressivo rallentamento delle correnti zonali, anzi, è attesa per la seconda metà della prima decade di febbraio l’instaurarsi di una circolazione antizonale. Al contempo la precedente fase di rallentamento del VPS sta favorendo una flessione dell’indice AO con una maggiore ondulazione troposferica, ovvero incentivando una meridianizzazione della circolazione. Il prossimo posizionamento della zona convettiva equatoriale in zona 6 favorirà lo sviluppo sia di blocchi atlantici che scandinavi.

A partire dagli ultimi giorni di gennaio si assisterà ad una graduale risalita del geopotenziale nella fascia 65°N-90°N, sia alla quota isobarica di 10 che di 30 hPa, con un conseguente altrettanto graduale rallentamento della circolazione zonale che, come detto, si ritiene possa divenire antizonale attorno alla fine della prima decade di febbraio.

Tale configurazione conferma la prognosi di un cambiamento di pattern circolatorio troposferico già espresso nel precedente outlook, in parte già in atto, che si ritiene si evidenzierà appieno nel mese di febbraio.

La circolazione troposferica favorirà anomalie termiche negative nel Mediterraneo centrale accompagnate inizialmente dall’ingresso di alcuni sistemi nord atlantici attivati dalla ancora moderata circolazione zonale. Dalla metà della prima decade di febbraio il forte rallentamento previsto della corrente a getto favorirà un più consistente blocco zonale alle alte latitudini corroborato da un Scandinavia pattern positivo. Nella seconda decade di febbraio saranno probabili anche retrogressioni incentivate dall’atteso nuovo rinforzo del blocco scandinavo e atlantico.

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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