Vorrei con questo articolo innanzitutto approfondire alcuni temi aperti da Marco in alcuni dei suoi commenti a seguito del primo outlook dal titolo “Prime riflessioni sulla prossima stagione invernale” pubblicato qui su ClimateMonitor ed usarli sia come spiegazione di alcuni fenomeni anche per aggiornare l’outlook stesso. Nella fattispecie mi riferisco ai suoi ultimi due commenti.
Sulla relazione tra stratosfera e troposfera c’è quello che a ben vedere si può definire un “seminal paper”, “Propagation of the Arctic Oscillation from the stratosphere to the troposphere”, pubblicato nel 1999 dai meteorologi Mark Baldwin e Timothy Dunkerton, riguardante specificatamente l’oscillazione artica e l’interazione tra stratosfera e troposfera.
Molto sinteticamente i due autori constatarono che la variazione di segno dell’AO era preceduta da variazioni di segno nella media stratosfera. I due autori avendo intuito che vi era un gioco di sponda tra troposfera e stratosfera proseguirono la loro ricerca ottenendo i meritati frutti nella successiva, e forse più nota, pubblicazione del 2001 “Stratospheric Harbingers of Anomalous Weather Regimes”. Nella nuova ricerca approfondirono e standardizzarono la relazione tra la troposfera e la stratosfera attraverso il NAM (calcolo compreso tra le latitudini 20N-90N) con le famose soglie di condizionamento positive e negative al fine di definire i meccanismi che portano alla formazione di vortici polari forti o deboli. Questo lavoro ha quindi sintetizzato in due macro categorie, mediando lungo una linea temporale, gli eventi con vortice polare debole e disturbato e quelli con vortice forte e chiuso. Nella figura 1 è mostrata la sintesi grafica espressa in quel lavoro evidenziando le metodiche, lungo una linea temporale dei ritardi, con cui si sono sviluppati e trasmessi questi fenomeni di condizionamento in tutti gli eventi esaminati. Gli eventi estremi sono caratterizzati da forcing troposferici che si propagano in stratosfera a causa della propagazione verticale d’onda. La propagazione d’onda è efficace in determinate condizioni e prende il nome di TST event ovvero di evento troposferico-stratosferico-troposferico.
In un lavoro del 2005 firmato da Reichler, Kushner e Polvani, “The Coupled Stratosphere–Troposphere Response to Impulsive Forcing from the Troposphere”, si spiega come si sviluppa il TST event in 5 fasi principali. Le prime due fasi, che sono di nostro particolare interesse, sono rispettivamente la perturbazione troposferica con una attività d’onda planetaria con caratteristiche tali da produrre blocchi lungo la via della storm track e l’inserimento della stessa subito sotto il veloce flusso zonale della bassa stratosfera, evento indispensabile per la buona propagazione verso l’alto di tale impulso troposferico. Tralascio qui volutamente le altre 3 fasi perché non sono oggetto di approfondimento di questo articolo.
Il lavoro di Baldwin e Dunkerton è stato ampliato e approfondito da Waugh e Polvani, “Upward Wave Activity Flux as a Precursor to Extreme Stratospheric Events and Subsequent Anomalous Surface Weather Regimes” (documento finale datato 12 gennaio 2004), dimostrando che gli eventi estremi stratosferici sono preceduti da propagazioni verticali dei flussi di calore facenti capo all’EP-Flux quindi riconducibili ad impulsi troposferici. Forti flussi di calore alla quota isobarica di 100hPa precedono, quasi sempre, un indebolimento del vortice polare stratosferico e viceversa. Inoltre, ed è la questione più interessante, l’anomalo trasferimento dei flussi di calore a 100hPa rilevati nel corso dei 40 giorni precedenti l’ESE, presenta un’elevata correlazione inversa con il successivo NAM a 10hPa. La figura 2, tratta dal lavoro di Waugh e Polvani, ben rappresenta questo meccanismo.
Questo fenomeno introduce un nuovo aspetto non considerato nel lavoro di Baldwin e Dunkerton circa una dinamica di precodizionamento stratosferico per cui gli eventi successivi ad un vortice polare stratosferico debole/forte sono preceduti da periodi in cui lo stesso vortice risulta più forte/debole del normale. Quindi la dinamica del precondizionamento prevede un percorso, dalla sua attivazione, di circa 40 giorni, che precede un condizionamento di segno opposto (il vero e proprio ESE). Nella stessa figura sono stati cerchiati i due impulsi troposferici che rappresentano i fenomeni precursori allo sviluppo del successivo ESE. La dinamica alla base dello sviluppo degli impulsi troposferici è in risposta all’equazione di Ertel che definisce la vorticità potenziale su superfici isoentropiche. Ad una contrazione dello spessore di una colonna d’aria corrisponde un aumento della stabilità statica e una diminuzione della vorticità assoluta. Nel caso di approfondimento dall’alto del vortice polare stratosferico, a cui corrisponde un allungamento dello spessore della colonna d’aria, si determina una diminuzione della stabilità statica ed un aumento della vorticità assoluta con conseguente contrazione della colonna sottostante ottenendo lì un progressivo aumento della stabilità statica e una diminuzione della vorticità assoluta verso il basso (primo caso della figura 2). Questa condizione determina un progressivo incremento dei flussi di calore verso la tropopausa. I valori elevati dei flussi verso l’alto che si verificano sotto il bordo della linea di flusso del basso vortice stratosferico implica una forte propagazione verticale delle onde stesse. Le superfici isoentropiche da tenere maggiormente sotto osservazione in riferimento a quanto appena descritto sono la 380K e la 475K (approssimativamente corrispondenti a 200 e 100hPa) alla latitudine di 50N. Viceversa una contrazione della colonna nei piani stratosferici indotta da riscaldamenti improvvisi impone l’instaurarsi di una circolazione anticiclonica verso l’alto cui consegue un allungamento della colonna sottostante nella quale, sempre per l’equazione di Ertel, si otterrà una progressiva diminuzione della stabilità statica con aumento della vorticità assoluta verso il basso, motivo dell’incremento di vorticità a carico del vortice troposferico (secondo caso della figura 2), determinando una brusca interruzione del trasferimento dei flussi di calore e seguendo uno schema ad impulsi via via più intensi che dalle quote superiori si trasferisce verso le quote inferiori.
A differenza del primo caso in figura 2 (ESE warm) ad un primo calo dei geopotenziali sull’intera colonna (primo impulso) seguono successivi impulsi dall’alto verso il basso che determinano, sempre secondo l’equazione di Ertel, una iniziale e temporanea risposta troposferica con un aumento della stabilità statica. Sempre nel primo caso si nota perfettamente che per quanto risulti forte il vortice polare stratosferico in regime di precondizionamento, questo non supera mai notevolmente il valore del NAM a 10hPa di +1,5 e non presenta le tipiche caratteristiche ad impulso di approfondimento dall’alto verso il basso.
Quanto sin qui teoricamente espresso vediamolo ora in una corrispondenza pratica esaminando gli avvenimenti tropo-stratosferici dell’autunno 2011, quale puro esempio per fine didattico, che hanno preceduto lo stratwarming nel successivo mese di gennaio.
La figura 3 ci mostra l’anomalia del geopotenziale lungo l’intera colonna atmosferica da 1000hPa a 0,4hPa tra le latitudini di 65N e 90N lungo l’intero anno 2011. Fissiamo la nostra attenzione al periodo che va da metà settembre a metà ottobre (riquadro rosso).
Si evidenzia una anomalia positiva del geopotenziale, seppur modesta, che interessa inizialmente la medio alta troposfera fino ai piani più bassi stratosferici a cui segue una risposta con un anomalo incremento del geopotenziale sui piani medio alti stratosferici. Per l’equazione di Ertel la suddetta dinamica comporta una risposta nei piani sottostanti dove si riscontra una diminuzione del geopotenziale con una diminuzione della stabilità statica e aumento della vorticità assoluta determinando un rafforzamento del vortice polare troposferico. Tale condizione nel periodo autunnale costituisce un disturbo al normale sviluppo e approfondimento del vortice generando un blocco dei flussi di calore verticali e causando una accelerazione del processo di approfondimento radiativo del vortice stesso causandone un progressivo rafforzamento. Tale evento non deve però essere confuso con un evento ESE cold. Questa dinamica trova conferma pratica nel riquadro viola dove si evidenzia l’approfondimento del vortice troposferico tra la fine di novembre e i primi di dicembre e un rafforzamento del vortice stratosferico che trova la sua massima intensità nella prima decade di dicembre fino ai limiti della tropopausa. Tale manovra finisce per causare una risposta troposferica, sempre secondo l’equazione di Ertel, che genera un impulso costituito da un aumento del geopotenziale associato ad un improvviso incremento dei flussi di calore meridionali e verticali come visibile dalla figura 4 dalla quale si può intuire l’ottima propagazione d’onda verticale dello stesso impulso troposferico. Tale evento sfociò poi in uno strawarming che prendendo avvio dalle quote più alte alla fine di dicembre si trasferì progressivamente verso il basso nelle successive settimane. Per scendere maggiormente nel dettaglio i flussi meridionali si attivano secondo una precisa disposizione del vortice polare stratosferico.
La MJO (Madden Julian Oscillation, onda convettiva equatoriale) gioca anch’essa un ruolo anche se potrebbe considerarsi più una conseguenza che un evento scatenante. Sovente i passaggi in zona 4 e 5, dopo una prolungata fase di debolezza o stazionarietà in zona oceano indiano (2 e 3), testimoniano la presa di convezione in zona indonesiana in risposta alla rotazione e disposizione dell’asse del vortice polare alla superficie isoentropica di 380K che, portando una disposizione più rettilinea del flusso zonale verso la Cina, determina un aumento del gradiente di velocità in direzione perpendicolare al moto determinando una circolazione anticiclonica sulla destra del flusso stesso ed una diminuzione della pressione al suolo e del geopotenziale dalle medie quote verso il basso, tipico delle dinamiche dei cicloni caldi di tipo equatoriale (zone 4 e 5 della MJO). Quindi nel corso della prossima seconda decade di dicembre mi aspetterei questa evoluzione del vortice polare alla superficie isoentropica di 380K tali da condizionare la MJO con passaggio prima in zona 4 poi in zona 5 e successivamente in evoluzione verso la zona 6.
Ora guardiamo a quanto è avvenuto nel recente autunno evidenziato dalla figura 5, che esprime l’anomalia del geopotenziale lungo l’intera colonna atmosferica da 1000hPa a 0,4hPa tra le latitudini di 65N e 90N lungo l’anno 2015 fino agli ultimi giorni di novembre; a seguire, è stato abbozzata graficamente la possibile linea di tendenza in funzione di quanto appena descritto e, secondo, come vedremo, quanto espresso dal segnale di attività d’onda su base IZE. Ovviamente l’aggiunta grafica è da considerarsi a grandi linee come esempio: non abbiamo sfere di cristallo nascoste…
Ci tengo a sottolineare che l’IZE non è un modello su base statistica ma un modello di previsione i cui dati di inizializzazione corrispondono ai dati di analisi delle componenti U e V del vento a livello emisferico a quote e latitudini specifiche lungo l’intero mese di ottobre. Quindi dopo un proseguo in prima decade di dicembre di un vortice ancora piuttosto compatto seguirà una fase agli inizi della seconda decade con un ridimensionamento dell’AO su valori attorno alla neutralità, seguita da una ripresa zonale. Poi tra l’inizio e la metà della terza decade è atteso l’innesco dell’impulso troposferico che darà avvio a partire dalle quote più alte all’ipotizzato SSW che dovrebbe conclamarsi alla quota di 10hPa nel corso della prima decade di gennaio.
In verità questa dinamica, già indicata nel precedente outlook, comincia a trovare delle ipotesi di conferma visto che le code delle uscite del modello GFS a partire dalla quota isobarica di 1hPa, con un certo coinvolgimento anche delle quote inferiori fino a 10hPa, segnalano un vistoso riscaldamento proprio sul lato asiatico così come indicato nel precedente outlook (vedi mappe gfs in figura 5a, 5b e 5c). Ovviamente si tratta di valutazioni puramente indicative che necessitano di molte conferme, ma comunque registriamo che quanto ipotizzato nell’outlook rientra ad oggi nelle possibilità anche secondo il modello GFS.
Questa dinamica favorirà nelle prossime settimane delle successive rotazioni del vortice stratosferico destabilizzandolo e preparando lo stratwarming.
In figura 6 riporto l’andamento del NAM a 10hPa di Martineau (purtroppo al momento non è disponibile il NAM calcolato dal LAMMA tra le latitudini 20N e 90N come da originale lavoro di Baldwin e Dunkerton, ma il calcolo di Martineau finisce per ottenere dati molto simili al LAMMA). E’ stato segnato il limite di soglia di +1,5. Come si può notare fino al momento in cui scrivo questo articolo non c’è stato alcun ESE cold e verosimilmente non ci sarà. Le cause le abbiamo in parte già discusse precedentemente.
Specificatamente considerando la linea dell’andamento del NAM dal 1° novembre (figura ingrandita accanto) si nota facilmente come l’approfondimento del vortice abbia seguito una pendenza di crescita piuttosto costante e poco marcata fino all’avvicinamento alla soglia di +1,5 avvenuta il 23 novembre scorso. Da quel momento si sono avvicendate delle lievi oscillazioni causate dalla ripresa di modesti flussi di calore divergenti. Non mi aspetto nel prossimo futuro grossi cambiamenti dell’andamento del NAM a 10hPa, quanto piuttosto la sua continua oscillazione lungo la linea di soglia che forse potrà anche essere occasionalmente superata causa il raggiungimento del massimo approfondimento del vortice figlio delle dinamiche sopra descritte e già espresse nel precedente out look, con proprio il periodo compreso tra la fine di novembre e i primi di dicembre quale fase di massimo approfondimento.
In ogni modo la dinamica di sviluppo e di approfondimento non è compatibile con l’avvento di un ESE cold secondo lo schema facente capo alle ricerche sia di Baldwin e Dunkerton ma ancora di più di Waugh e Polvani; esso dovrebbe essere contraddistinto da una maggiore pendenza della crescita del NAM e da sue diverse pulsazioni, anche marcate in ampiezza, che portino a superare anche consistentemente la soglia fatidica di +1,5 per un tempo di alcune settimane (condizionamento ESE vero e proprio). Si continua quindi a ritenere che il periodo in corso sia frutto delle anomalie con bassi valori di ep-flux autunnali che hanno determinato un precodizionamento che come da letteratura potrà portare ad un’evoluzione successiva di segno opposto ovvero verso un ESE di tipo warm.
Torniamo alla previsione dell’attività d’onda espressa dall’IZE e apprezzabile in figura 7.
Le uscite dell’IZE hanno una risoluzione temporale massima di 3 giorni quindi la previsione dell’attività d’onda lungo la linea trimestrale invernale rappresenta per ogni punto l’andamento medio di tre giorni e l’errore temporale del singolo dato può essere stimato al minimo di ±3 giorni.
Al momento esaminiamo il primo terzo del grafico quello evidenziato dal riquadro verde. Si nota la prevista attività d’onda della fine di novembre evidenziata dal primo quadro in arancio a sinistra che effettivamente è in atto e riscontrabile in figura 7a nel riquadro viola. Anzi possiamo anche apprezzare la corretta dinamica prevista ovvero una graduale ripresa dei flussi seguita tra la fine del mese e i primi di dicembre da un brusco arresto.
Dall’IZE il prossimo appuntamento con una ripresa dell’attività d’onda e dei flussi, sia pur debole, è atteso tra la fine della prima decade di dicembre e l’inizio della seconda. A seguire, guardando la figura 5 sulla parte del tracciato grafico previsto, tra la metà del mese e la fine della seconda decade una decisa interruzione dell’attività d’onda è a sua volta seguita da una impennata che a mio avviso si traduce con l’impulso troposferico che darà il via allo stratwarming che prenderà le mosse dall’alta stratosfera e si propagherà verso il basso. Il seguito lo commenteremo se quanto fin qui espresso troverà conferme e soprattutto se l’ottima performance della previsione dell’attività d’onda dimostrata in queste primissime battute del calcolo IZE sarà confermata anche nelle prossime settimane.
Dalla figura 8 possiamo notare la posizione dell’asse maggiore del vortice a 10hPa che nel mese di novembre conferma quanto già registrato nel mese di ottobre mantenendo pressoché inalterate posizione ed eccentricità (eccentricità ottobre e=0,58 eccentricità novembre e=0,56).
L’elemento di novità che ben si nota dalla lunghezza dell’asse disegnato in riferimento ai valori medi del periodo di altezza dell’isoipsa 10hPa, è la sua contrazione e quindi l’approfondimento anomalo del vortice avuto nel mese di novembre. Già nel corso della prima decade di dicembre l’oscillazione dell’asse del vortice subirà più ampie alterazioni legate all’azione della prima onda pacifica che nel suo movimento obbligherà il vortice a compiere delle rotazioni successive.
Possiamo quindi riassumere il tutto:
- La dinamica tropo-stratosferica in atto non sembra compatibile con un evento ESE cold secondo gli schemi in letteratura con condizionamento atmosferico per circa 60 giorni (eventualmente iniziati il 23 novembre scorso).
- L’attuale dinamica sembra bensì più aderente al principio di precodizionamento, caratteristico del periodo autunnale, dalla durata media di 40 giorni che precede un evento di segno opposto.
- Considerata la data del 23 novembre scorso quale periodo di primo raggiungimento del valore di soglia del vortice a 10hPa ne deriva che tra la fine di dicembre e i primi di gennaio (circa 40 giorni) è verosimile attendersi un evento opposto ovvero un SSW.
- Quanto appena indicato è riscontrabile dalla previsione dell’attività d’onda facente capo al modello di previsione IZE (Indice di Zonalità Emisferico).
- Solitamente le condizioni per lo sviluppo di un ESE cold sono compatibili a circolazioni sinottiche a 10hPa di wave1-pattern mentre l’attuale situazione è caratterizzata da una presenza di entrambe le onde planetarie, anche se non particolarmente attive, come evidenziato nel precedente out look indicando, per il mese di ottobre, sia la disposizione dell’asse maggiore del vortice che il discreto valore di eccentricità raggiunto pari a e=0,58. Nel mese di novembre l’eccentricità e la posizione dell’asse medio mensile si confermano ai livelli di ottobre con e=0,56.
- La posizione dell’asse del vortice a 10hPa è favorevole ad azioni di disturbo facenti capo alle due onde planetarie principali e i dati confermano l’attività delle due onde planetarie 1 e 2 seppur al momento non troppo invadenti in area polare.
- Le attuali code (scadenze più lontane) del modello deterministico GFS mostrano l’avvio di un importante riscaldamento dalle quote isobariche comprese tra 1hPa e 5hPa in zona asiatica in propagazione verso il basso. L’onda planetaria 1 alla quota isobarica di 10hPa nel corso di dicembre andrà assumendo ampiezza tale da innescare i primi seri disturbi al VPS e viste le condizioni iniziali discusse si attende anche successivamente la partenza di un nuovo impulso stratosferico facente capo alla seconda onda.
Tutto ciò permette di confermare quindi l’evoluzione già descritta nel precedente outlook, ovvero, di una prossima stagione che per alcuni, i più appassionati, sarà tutt’altro che deludente.
Il NAM é dal 2 dicembre sopra 1.5 e dal 6 dicembre stabile a 2.3.
Aveva affermato ciò “Non mi aspetto nel prossimo futuro grossi cambiamenti dell’andamento del NAM a 10hPa, quanto piuttosto la sua continua oscillazione lungo la linea di soglia che forse potrà anche essere occasionalmente superata causa il raggiungimento del massimo approfondimento del vortice figlio delle dinamiche sopra descritte e già espresse nel precedente out look, con proprio il periodo compreso tra la fine di novembre e i primi di dicembre quale fase di massimo approfondimento.
In ogni modo la dinamica di sviluppo e di approfondimento non è compatibile con l’avvento di un ESE cold secondo lo schema facente capo alle ricerche sia di Baldwin e Dunkerton ma ancora di più di Waugh e Polvani; esso dovrebbe essere contraddistinto da una maggiore pendenza della crescita del NAM e da sue diverse pulsazioni, anche marcate in ampiezza, che portino a superare anche consistentemente la soglia fatidica di +1,5 per un tempo di alcune settimane (condizionamento ESE vero e proprio).”
Nelle code delle carte stratosferiche siamo già a fine dicembre/inizio gennaio. Non si vede nessun MMW in vista come previsto.
“Considerata la data del 23 novembre scorso quale periodo di primo raggiungimento del valore di soglia del vortice a 10hPa ne deriva che tra la fine di dicembre e i primi di gennaio (circa 40 giorni) è verosimile attendersi un evento opposto ovvero un SSW.”
anche nel caso in cui a livello troposferico dovesse esserci un calo termico per fine dicembre, le previsioni non potrebbero dirsi azzeccate perchè la dinamica con cui questo calo termico avverrebbe non sarebbe quella prevista da lei. Ancora una volta ha negato erroneamente il condizionamento a 60 giorni del NAM a 1.5, vedendo qualcosa di diverso. Mi sono letto le previsioni del passato, é bene che le abbia tenute e non cancellate a differenza di quello che fanno alcuni perchè é segno di trasparenza. In 3 occasioni su 4 ha previsto un inverno più freddo di quello che poi é stato. Credo debba porsi alcune domande, le conoscenze teoriche non sembrano mancare, solo che le usa in modo sbagliato. In inglese si direbbe che le sue previsioni hanno un systematic bias verso il freddo che andrebbe corretto.
[…] è un inverno dominato da El Niño e, da come si stanno mettendo le dinamiche stratosferiche, potrebbe esserci un SSW tra la fine del mese e l’inizio del nuovo […]
Intanto possiamo annunciare l’ormai prossimo, e più che probabile, Minor Warming previsto alla quota isobarica di 10hPa in zona asiatica con massimo sulla Siberia orientale con un aumento di temperatura superiore ai 25°C in meno di una settimana.
Vedremo quanto sarà incisivo e soprattutto quali conseguenze, in termini di disturbo, porterà al vortice polare. Continuiamo a monitorare.
CarloCT
Dr. Carlo, le cose stanno andando come lei si aspettava una settimana fa? È confermato che saranno le vacanze di Natale lo spartiacque tra i due pattern, quello attuale e quello da lei pronosticato? Grazie per la eventuale risposta.
A mio avviso le cose non sono sostanzialmente cambiate. Tuttavia secondo quanto emergerebbe dall’attività di calibrazione dell’uscita della previsione AO su base IZE con i dati reali, così come indicato nel primo outlook, potrebbe esserci uno slittamento di tutta la linea temporale di circa una settimana. Ma qui temendo di essere smentito mi fermo perché il lavoro non è ultimato. Tornando alle corse deterministiche (nella fattispecie GFS che arriva fino alla t+384hr) queste ci forniscono indicazioni interessanti proprio nelle code. Le ECMWF stratosferiche della Libera Università di Berlino indicano una probabile partenza della seconda onda così come auspicato. Anche l’andamento previsto dei flussi di calore, anche se inizialmente divergenti, sembrano dai vettori poter divenire successivamente maggiormente convergenti. Non vado oltre con il commento perché la palla passando interamente ai deterministici, che tradotto significa monitorare la situazione giorno per giorno, al momento è suscettibile a cambiamenti, anche importanti. Comunque il fatto che parliamo di uscite deterministiche significa che gradualmente si passa dalle ipotesi alla verifica dei fatti.
CarloCT
Grazie Dr. Carlo. Da eri sera Gfs vede un cambiamento a livello emisferico proprio dopo Natale. Addirittura stamani vede un quasi split del VPT, seppur noi saremmo sulla parte ascendente dell’onda. Che dire, se questo disegno fosse confermato, ci avrebbe visto davver lungo.
Ciao Carlo, complimenti per la bella ed esaustiva analisi.
Volevo solamente riportarle il dato che a quanto pare dal 6 dicembre si è superata diciamo abbondantemente la soglia di 1.5 arrivando quasi a 2.5. Tale evento abbastanza improbabile ma ormai occorso pensa che possa cambiare le carte in tavola sulla precedente previsione che state portando avanti da mesi oppure anche in questo caso il precondizionamento è dovuto soprattutto alla poca incisività delle due onde planetarie principali? Ed ancora, come giudica questa tendenza ad avere sempre di più record negativi di temperatura nella medio-alta stratosfera? Quale può essere l’effetto radiativo che implica una così incisiva decrescita delle temperature? (A 30 hPa si sono quasi toccati i -90°C)? Grazie per l’eventuale risposta.
Ciao Fabio,
il fatto che abbia superato la soglia di +1,5, e recentemente raggiunto i +2, come ho spiegato nell’articolo non sono convinto che di per sè sia un fatto che possa dichiarare l’ESE cold. Anzi nonostante che per i prossimi 10 giorni circa possa ulteriormente aumentare, il concetto non cambia ancora. Dall’elaborazioni delle previste del NAM sembrerebbe che dalla terza decade inizi un processo inverso. Vedremo. Rimane inalterato il concetto che possono esserci circostanze nelle quali il NAM può superare le soglie ma non rientrare nelle casistiche degli ESE o comunque non rientranti nelle classificazioni di cui in letteratura, dipende molto dalla dinamica e il periodo in cui si genera. Continuo a pensare che questo sia una di quelli. Come già scritto posso sbagliarmi ma coerentemente con il mio pensiero non cambierò idea fino a quando saranno i fatti a stabilire le cose. Come giustamente hai osservato le due onde poco incisive, ma soprattutto con disturbi brevi e temporanei e pure divergenti, hanno comportato una conseguente dinamica di approfondimento del vortice stratosferico che a sua volta però potrà aprire la strada a dinamiche che possono portare ad un progressivo aumento del geopotenziale verso le alte latitudini alle quote troposferiche con conseguenze sul vortice polare stratosferico.
Sulle dinamiche del raffreddamento stratosferico non c’è certezza. I convinti assertori del Global Warming Antropico lo imputano proprio a questo, a mio avviso potrebbe invece essere causato dall’attività solare che intervenendo nella modulazione sia della tropopausa equatoriale che del segno della QBO, incrementandone le fasi positive, finisce per incidere negativamente tra gli scambi stratosferici tra zona polare ed equatoriale incrementando il gradiente di temperatura e geopotenziale avendo come effetto un raffreddamento della stratosfera polare. Ma queste sono solo ipotesi che necessitano di studi approfonditi.
CarloCT
Buongiorno dott. Tosti
davvero esauriente e didattica la sua analisi, Le premetto che sono un appassionato con circa 20 anni di interessamento alle dinamiche meteo. Statisticamente parlando il condizionamento NAM non è sempre vincolante ad una situazione di VP compatto, spesso in passato ci sono stati repentini sbalzi dell’indice AO in condizioni NAM ampiamente positiva. Come spesso è accaduto lo stesso discorso vale per gli effetti dell’ENSO che hanno in passato visto inverni crudi nonostante il fenomeni fosse a livelli strong, ecco un mio articolo in materia: http://www.meteoland.org/focus/593-inverno-20152016-terribile-o-forse-no Le pongo una domanda, Lei non ha citato nella sua analisi la QBO che da tempo è in terreno positivo alle due quote di riferimento, che accoppiato alla bassa attività solare da tempo perdurante fa un po da inibente alle colate del VP. Anche in questo caso però non tutti gli inverni sono segnati dalla positività o meno di quest’indice che gioca comunque un ruolo moto importante, come pensa si evolverà nell’immediato futuro questo indice? Cordiali saluti.
Fulvio Valagussa
Ciao Fulvio,
per quanto riguarda la QBO ne ho parlato nel primo outlook e non ne ho parlato nel secondo perché le cose ovviamente non sono cambiate.
Il problema non sono né gli indici nè gli oceani e neppure l’attività solare il problema è il sistema che non è lineare e quindi piccolissime variazioni iniziali ad una o più variabili conosciute o sconosciute possono portare a enormi variazioni finali. Infatti puoi trovare un mucchio di regole ma per ognuna di esse troverai altrettante eccezioni. Il tuo articolo interessante evidenzia proprio questi fatti. Nel particolare per la QBO ho trovato stimolante lavorare con i dati a 70hPa trattando i dati con la somma progressiva ed elaborando una funzione accoppiata ai dati del SSN trattati secondo una gaussiana sui dati superiori alla soglia delle 52 macchie. E’ utilizzabile mese per mese nel quadrimestre da novembre a febbraio ma sempre con cautela. Per i dati della QBO uso quelli della Libera Università di Berlino e del SSN quelli del SIDC ma in downgrade dalla ver2 alla ver1. Mediamente si ottiene questo risultato:
QBO70+ SSNalto = VP forte
QBO70+ o neutro SSNbasso = VP medio/debole (situazione con più ampia possibilità di errore)
QBO70- o neutro SSNalto = VPmedio/forte (situazione con più ampia possibilità di errore)
QBO70- SSNbasso = VPdebole
Comunque, ripeto, sono tutte classificazioni che possono aiutare ma non forniscono certezze assolute.
CarloCT
Salve Carlo, io credo che Mario abbia fatto presente solo un dato di fatto e che poi credo personalmente non sarà una toccata e via della Nam massima a ben oltre la soglia, io voglio raccogliere il tutto in questo mio grafico, in realtà, un po’ impasticciato, fatto con il cellulare, ma che vuole cogliere il presente e il futuro dei prossimi 10/15gg…..http://i.imgur.com/BUmCd7v.jpg
Dove credo che avremo una Nan che punterà a valori molto inconsueti! Ma faccio presente che è un mio punto di vista, saluti di nuovo e una buona giornata, Marco.
Nam a 1,8 dovrebbe essere indicativamente quello registrato il 6 dic. scorso, come presumo dal grafico di Martinau, ma che sarà destinato a crescere ancora di più, a valori di svariati decimali superiore alle 2 unità, nei prossimi 10gg
Ciao Marco,
infatti è come scrivi e in parte le conferme puoi leggerle nelle risposte ai commenti di Fulvio e di Fabio.
La partita, e lo ripeto, non si gioca solo sul valore assoluto del NAM. Non tutti gli “ESE” si comportano nel modo classico da letteratura (Waugh e Polvani non a caso hanno introdotto i casi di precondizionamento che andrebbero meglio approfonditi). Infatti mentre l’ESE cold classico, per comodità del periodo attuale faccio l’esempio del cold ma è valido anche per il warm, impone un NAM che come ho scritto cresce in ampiezza ad impulsi anche consistenti e supera la soglia per intere settimane, anche ben oltre il mese. Ci sono altri che raggiungono la soglia molto più lentamente, forse come in questo caso, dove l’indice può superare anche di molto la soglia ma il tutto si chiude in un tempo più breve e non sembrano evidenziarsi effetti di condizionamento troposferici post ESE di lunghissima durata come da letteratura (i famosi 60gg) ma piuttosto li hanno preceduti. La dinamica complessiva, in questi casi, si esaurisce in circa una quarantina di giorni (valore medio). L’esempio che ho indicato dell’autunno e prima parte invernale del 2011 fa scuola. Anzi l’effetto dinamico prodotto è l’esatto opposto con una ripartenza dei flussi di calore e avvio del fenomeno opposto, SSW. Ciò che differisce sono nelle dinamiche di genesi di questi fenomeni. Il caso attuale sembra rientrare in questa casistica. Una cosa è certa come ho indicato nell’outlook; la terza decade di dicembre e per conseguenza la prima di gennaio sono a mio avviso lo spartiacque naturale, se quanto ipotizzato non corrisponderà alla realtà allora saremo di fronte ad un ESE cold e fino alla fine di gennaio o i primi di febbraio (la soglia secondo il LAMMA è stata raggiunta il 27 novembre ma superata il 2 dicembre) con buona pace di tutti non ci saranno particolari novità rispetto al regime attuale.
CarloCT
Dottor Testi lei dice che la soglia NAM non verrà superata,ma siamo quasi a +2…come la mettiamo?un saluto
Ciao Mario, forse non sono stato sufficientemente bravo e ti ringrazio per avermi concesso la possibilità di spiegarmi ancora meglio. Se provi a rileggere tutto quel periodo troverai scritto: “Non mi aspetto nel prossimo futuro grossi cambiamenti dell’andamento del NAM a 10hPa, quanto piuttosto la sua continua oscillazione lungo la linea di soglia che forse potrà anche essere occasionalmente superata causa il raggiungimento del massimo approfondimento del vortice figlio delle dinamiche sopra descritte e già espresse nel precedente out look, con proprio il periodo compreso tra la fine di novembre e i primi di dicembre quale fase di massimo approfondimento.”
Per meglio definire quanto ho scritto a mio avviso esiste una terza via a quelle in letteratura, in parte già tracciata nei lavori di Baldwin e Dunkerton e di Waugh e Polvani che ho ampiamente citato. Ovvero il raggiungimento e anche il superamento delle soglie di +1,5 o -3 non è di per sé una condizione di non ritorno che produce senz’altro gli effetti ormai noti, piuttosto va calato nella dinamica atmosferica complessiva dei mesi precedenti e soprattutto della risposta dell’intera colonna atmosferica nel presente e nell’immediato futuro. Esempio pratico: i termini di coupling o decoupling tra toposfera e stratosfera sono a mio modesto parere concettualmente errati perché non spiegano di per sé alcun processo fisico alla loro base, sembra quasi fosse una comunicazione telefonica a due (nella fattispecie tra troposfera e stratosfera) che uno degli interlocutori arbitrariamente decide di interrompere. Tra un po’ di tempo a mio avviso si parlerà di decoupling; ma questo termine fisicamente quale significato possiede? In realtà basta sapere applicare l’equazione di Ertel che definisce appunto la vorticità potenziale su superfici isoentropiche. Se per qualche ragione (che è per me tema di ricerca e forse in parte sta nel gradiente verticale di temperatura) l’anomalia di approfondimento del vortice stratosferico si ferma ai limiti della bassa stratosfera (che ricordo si attesta già attorno ai 200hPa dalle latitudini medie verso le regioni polari) ecco che la risposta troposferica, sempre per Ertel, è una compressione degli strati sottostanti con una aumento del geopotenziale (concetto spiegato nell’articolo). E’ questo, a mio modesto parere, che attendo possa avvenire. Se ciò avverrà da quel momento in poi il vortice stratosferico sarà in balia della risposta troposferica. Per qualche ragione quando i flussi verticali di calore subiscono un’anomala partenza positiva con una brusca anomala interruzione nella prima parte autunnale si ottiene un successivo anomalo raffreddamento e rafforzamento del vortice stratosferico che rientra nella casistica del precondizionamento spiegato da Waugh e Polvani ma seguendo una caratteristica simile al processo naturale di raffreddamento radiativo soltanto qualche step più in basso. Tanto è vero che la soglia di +1,5 si può anche superare con dei picchi temporanei (qualche giorno o forse una settimana) ma non produce gli effetti di un ESE cold che invece è ben riconoscibile perché porta a superare il valore di soglia ampiamente e per settimane se non oltre un mese (vedi gli arcinoti effetti per 60gg ecc. ecc.). Quindi per definire un evento estremo, ESE, non è a mio avviso sufficiente toccare o meglio superare la fatidica soglia. Nella condizione di cui parlo nell’articolo, infatti, nel massimo raggiungimento dell’anomalia stratosferica questa difficilmente supererà la tropopausa e non sfonderà come ampiezza e durata in troposfera. Per fare un altro esempio banale, ma forse più facilmente comprensibile, sembra come una macchina la cui condizione iniziale è quella di essere ferma il cui motore viene portato ad accelerare fino ad un numero di giri elevato rimanendo però in prima marcia. Inizialmente l’aumento dei giri coincide con il progressivo aumento della velocità ma poi la progressione della velocità stessa si arresta mentre i giri motore continuano a crescere, il risultato finale lo conosci.
Ovviamente sono temi ancora a mio avviso poco chiari dove la ricerca deve ancora compiere importanti passa in avanti e per questo motivo che riconoscendo i miei limiti nella conoscenza (sono appena 26 anni che studio in maniera approfondita l’atmosfera) dichiaro che le mie valutazioni posso essere anche sbagliate. Per saperlo basterà aspettare che il tempo cronologico faccia il suo corso. Per me gli errori sono stati sempre più importanti dei successi perché da quelli sono ripartito per meglio approfondire e meglio comprendere.
CarloCT
Grazie Dottor Tosti…esaustiva la sua risposta…in pratica se avverrà ciò che lei ritiene possibile,la troposfera detterà legge e a quel punto può anche scapparci un episodio notevole sulle lande Europee da Gennaio in poi…
Che dire!…un inchino, Carlo, alla tua ottima e completa analisi che abbina nozioni fondamentali e quindi prettamente didattiche allo stato attuale dei fatti e alle probabili evoluzioni configurative del futuro ormai prossimo. Complimenti di nuovo, anche se nel mio modesto punto di vista, vedo soprattutto nella tempistica la diversità, ossia in uno shift, di qualche settimana i movimenti strato che ci porterà ad un SSW (ma forse più di uno) per forte displacement del sempre più destrutturato VPS in un pattern tipico da Dipolo Artico Negativo. Saluti Marco.
Commento? Tante parolone piu fumo che arrosto, non si spiega il perchè dovrebbe cambiare il pattern, col NAM sfondato a livelli record e gli inverni condizionati dal NINO STRONG simili al 2015,sono sempre stati fallimentari
Per ora prosegue il non inverno, e peggiore anche del 2013-14 e 2006/7, ove almeno pioveva…
Grazie dr Colarieti per questa splendida analisi, altamente didattica.
Oggi ho appreso molte cose che ignoravo circa la differenza tra pre-condizionamento e condizionamento stratosferico.
Quanto all’outlook, mi sembra che, giorno più giorno meno (±3), confermi una decisa virata verso condizioni invernali proprio nel cuore delle festività natalizie a causa della rinnovata e più intensa attività d’onda.
Buona serata.
😉