Categoria: Comitato Tecnico Scientifico

Nel percorso contrassegnato dal riscaldamento globale, si è andata progressivamente evidenziando una sproporzione nell'aumento delle temperature tra le varie fasce dell'emisfero nord.

L'incremento nelle regioni artiche e subartiche, in particolare nel trimestre invernale, sono state le più ragguardevoli.

Il motivo di ciò sta nel concorso di alcune componenti ovvero il maggiore calore latente e la percentuale più alta di umidità relativa durante la stagione autunnale con conseguente incremento della nuvolosità e delle precipitazioni nella fase di progressivo raffreddamento radiativo .

Tutto questo ha influito nel rallentare la perdita di calore verso lo spazio.

Confrontando infatti il trend è visibile il maggior incremento termico della fascia inclusa nella cd. “cella polare” (90-70N) rispetto le altre zone climatiche.

Negli ultimi 10 anni poi la sproporzione si è ulteriormente amplificata non solo nei valori di anomalìa delle temperature al suolo ma anche in quota comportando progressivamente una diminuzione dello “scalino” termico tra le Celle polari e di Ferrel.

Ci si potrebbe domandare se questa variazione in qualche modo possa influenzare anche la circolazione generale nel N.H. e in che modo.

La correlazione lineare tra zonal wind a 300 hpa che va ad individuare grossomodo il percorso del jet stream polare e l'Arctic Oscillation ha valori piuttosto significativi soprattutto nel comparto atlantico (salvo la Groenlandia terra montuosa ove la corrispondenza dei valori al suolo identificano la presenza costante o quasi di un'alta pressione termica) proprio tra i 60° ed i 70°N .

Se il rapporto tuttavia si fosse mantenuto tale nel tempo dovremmo assistere, in caso di AO + ad un grafico dei venti zonali più elevato rispetto la linea climatologica cosa che invece non è da ultimo dato di riscontrare come possiamo riscontrare nel grafico degli zonal winds in bassa stratosfera (150 hpa) influenzati dalle dinamiche troposferiche e appena al di sopra dell'altezza del percorso della corrente a getto .

Premetto che è assolutamente prematuro tentare di dimostrare ad oggi l'esistenza di un cambiamento nel comportamento della circolazione cercando di discernerne aspetti peculiari ed indipendenti dal normale regime di variabilità, tuttavia è abbastanza intuitivo ritenere che ad un ulteriore incremento delle temperature polari non possa che discendere, come diretta conseguenza, quella di un assottigliamento del gradiente termico e barico fra polo e medie latitudini.

Un percorso da parte delle westerlies, più frammentato ed ondulato ne potrebbe risultare l'immediato effetto.

Sono tutti aspetti che ormai da alcuni anni sono ricompresi in numerosi studi riguardanti il problema della cd. “amplificazione artica”.

Un ulteriore forte riscaldamento dovuto all'evento strong El Nino del 2015/2016, può senza dubbio aver avuto importanza nel tracciare le condizioni dell'inverno successivo e non si può ad oggi escludere che questo possa ancora, negli anni a venire, influenzare la circolazione atmosferica del nord emisfero.

Se infatti durante la fase attiva di El Nino vi è un incremento di gradiente a ragione del maggior riscaldamento delle fasce tropico-equatoriali, il successivo rilascio in atmosfera e trasporto verso latitudini più elevate può, al contrario, diminuirlo.

Come già visto le anomalìe termiche più di rilievo si registrano, nel trimestre invernale, nelle regioni artiche e subartiche e così anche nel campo del geopotenziale.

Infatti nella reanalisys delle anomalìe del geopotenziale (500 hpa) autunnali si può notare come l'incremento differenziale dell'altezza delle isoipse, nel periodo compreso dall' inizio del XXI secolo ad oggi, si concentri nelle regioni artiche e subartiche mentre le medie latitudini registrino valori anche inferiori rispetto la campionatura del ventennio 1979/1999 (fig. 8).

Difficile pensare anche che le maggiori condizioni di instabilità presenti sul polo non stiano influenzando lo sviluppo del vortice polare.

Tali anomalie vanno poi a concentrarsi nel successivo trimestre invernale all'interno del polo con particolare riguardo all'artico russo-siberiano, nella zona del Mar di Kara.

Ne può discendere anche un'ulteriore conseguenza la cui evidenza sta proprio nel diretto rapporto tra la forza del vortice polare e la corrente a getto polare la quale, come detto, scorre tra i 60 ed i 70°N e delimita la circolazione polare da quella delle medie latitudini.

Ebbene, guardando il grafico, si può notare come la stessa abbia registrato proprio nei mesi invernali (ovvero quelli nei quali essa raggiunge la massima tensione) il più evidente calo di velocità (fig. 10).

Se dovessimo poi considerare l'inverno appena trascorso, dovremmo prendere inevitabilmente in considerazione gli effetti del pregresso Nino strong senza tuttavia poterci spingere per ora a poter desumere, quale fatto appurato, il superamento di un nuovo “scalino climatico” da attribuire al GW.

Tuttavia se il trend dei venti zonali dovesse continuare la propria discesa nel corso dei prossimi anni occorrerebbe prendere in considerazione, come detto sopra, aspetti ulteriori rispetto ai cambiamenti ascrivibili al normale regime di variabilità in quanto la maggiore ondulazione delle westerlies (controbilanciato da minori scambi verticali in seno alle onde lunghe di Rossby), derivante da un minor tensione zonale, potrebbe condurre sempre più alla persistenza di pattern durevoli e ripetitivi ovvero ad una diminuzione complessiva del regime generale di variabilità.

Su quelle che ad oggi paiono solo ipotesi basate sugli elementi analizzati e suffragate solo da pochi dati significativamente univoci, occorrerà effettuare un attento monitoraggio negli anni a venire.

Introduzione

Con questo studio si vogliono andare a ricercare i rapporti di causa-effetto associati ad un determinato evento, individuato da numerosi altri lavori elaborati da studiosi di calibro internazionale, cioè l’ipotetico condizionamento della troposfera da parte della stratosfera a seguito del superamento della soglia NAM di 1,5 a 10 hPa. Lo scopo finale è la differenziazione di questi eventi e la possibilità di prevederne i modi di realizzazione e le successive conseguenze troposferiche e stratosferiche. Nella ricerca dei dati è presa in considerazione la fase di attività del Vortice Polare Stratosferico (ottobre-aprile) con range temporale che va dal 1978 al 2012 e in caso di più superamenti nella stessa stagione si conterà solamente il primo evento.

Fase 1: individuare eventi di superamento soglia e relativo ipotetico condizionamento troposferico

Dei 34 anni analizzati sono ben 26 quelli in cui la soglia è stata superata almeno una volta

Anno       Data superamento
78/79     08/01/1979
79/80     14/01/1980
80/81     13/12/1980
81/82     16/03/1982
82/83     03/01/1983
83/84     06/01/1984
85/86     22/02/1986
87/88     15/01/1988
88/89     27/12/1988
89/90     24/12/1989
90/91     03/12/1990
92/93     13/01/1993
93/94     25/02/1994
94/95     13/12/1994
95/95     14/12/1995
96/97     01/02/1997
98/99     29/01/1999
99/00     30/12/1999
03/04     14/03/2004
04/05     14/12/2004
06/07     30/11/2006
07/08     31/12/2007
08/09     30/12/2008
09/10     06/01/2010
10/11     21/01/2011
11/12     22/11/2011

Una prima considerazione che sicuramente emerge è la facilità e la costanza di realizzazione di questo fenomeno nel corso degli anni, solamente in 8 stagioni su 34 non si è verificato.

Individuati gli anni da analizzare proseguiamo nel ricercare un metodo numerico, che vada al di là della semplice osservazione di grafici, per verificare se la troposfera ha risentito del processo stratosferico. Andiamo quindi a prendere le velocità zonali in medio-alta stratosfera (10 hPa), le stesse in bassa stratosfera (150 hPa) e l’indice AO che viene misurato al livello del suolo, riportando di questi 3 parametri la media dei 30 giorni successivi al giorno di superamento della soglia e per le velocità zonali, tra parentesi, la media 78/16 del periodo:

 Anno        U10                U150                      AO
78/79    36,53(34)        12,37(13,5)            -2,019
79/80    47,72(28)        11,69(13)               -2,344
80/81    57,31(39)        18,09(14,5)            -0,052
81/82    10,08(6)          13,83(10,5)             0,724
82/83    47,70(34)        19,75(13,5)             1,112
83/84    53,41(34)        17,31(14)                0,531
85/86    20,72(17)        15,08(12)                0,553
87/88    53,38(28)        12,51(13)               -0,276
88/89    62,89(38)        22,69(14)                2,719
89/90    48,86(38)        17,27(14)                1,101
90/91    42,62(37)        19,32(14,5)             1,204
92/93    47,09(28)        21,52(13)                2,290
93/94    28,25(17)        17,34(11,5)             1,155
94/95    46,55(39)        17,31(14,5)             0,390
95/96    46,59(39)        13,68(14,5)           -2,037
96/97    49,34(24)        18,84(12)                1,915
98/99    29,66(26)        14,16(12)                0,269
99/00    52,60(38)        18,14(13,5)             1,039
03/04    24,41(6)          10,98(11)              -0,099
04/05    48,58(39)        20,06(14,5)             2,299
06/07    40,79(37)        16,14(14,5)             2,063
07/08    42,07(37)        16,16(13,5)             0,679
08/09    40,42(37)        14,33(13,5)             0,740
09/10    18,31(34)         7,68(13,5)            -2,089
10/11    41,61(27)       15,78(12,5)              0,801
11/12    43,73(36)       18,60(14)                 2,101

Si nota come a fronte di velocità zonali a 10 hPa oltre la media del periodo in tutti gli anni (a parte l’estremo 09/10), quelle a quote più basse siano soggette a variazioni maggiori rispetto alla norma. Per ovviare, quindi, alla necessità di descrivere numericamente il grado di condizionamento (c) possiamo operare una semplice somma che abbia come addendi la differenza tra valore assoluto e media di velocità zonali a 150 hPa e il valore dell’Artic Oscillation:

c=ΔU150+AO

 Anno          c
78/79      -3,149
79/80      -3,654
80/81      3,538
81/82      4,054
82/83      7,362
83/84      3,841
85/86      3,633
87/88      -0,766
88/89      11,409
89/90      4,371
90/91      6,024
92/93      10,81
93/94      6,995
94/95      3,200
95/96      -2,857
96/97      8,755
98/99      2,429
99/00      5,679
03/04      -0,119
04/05      7,859
06/07      3,703
07/08      3,339
08/09      1,570
09/10      -7,909
10/11      4,081
11/12      6,701

 Con una semplice operazione aritmetica possiamo verificare efficacemente quanto la troposfera è influenzata dalle vicende stratosferiche in questione, più il valore della tabella in alto è elevato più è incidente il condizionamento, viceversa più il valore è negativo più il disaccoppiamento tropo-strato è forte. I valori positivi spaziano tra gli 11,409 dell’88/89 e l’1,570 del 08/09, evidenziando quindi vari gradi di influenza mentre i valori negativi sono solamente 6 (dal -0,119 del 03/04 al -7,909 del 09/10). Palese quindi l’elevata probabilità di coupling tra i 2 livelli atmosferici di seguito ad un superamento della soglia a fronte di una certa rarità del fenomeno contrario.

Fase 2: verificare il differente comportamento della troposfera nei casi di c>0 e c<0

Applicata la formula per dare valenza numerica oggettiva a processi che analizzati graficamente avrebbero potuto cadere nella soggettività, andiamo ad analizzare il secondo punto, il comportamento della troposfera in entrambi i casi in oggetto e più nello specifico dell’indice AO, partendo da 10 giorni prima del superamento della soglia fino a 50 giorni dopo esso. 

Esplicative e chiarissime le differenze negli effetti troposferici delle due situazioni opposte di c (positica e negativa). Nel primo caso abbiamo un’Artic Oscillation neutra nei giorni precedenti al superamento della soglia con rapido incremento a seguito di esso, tendenziale calo verso valori nuovamente neutri dopo il quarantesimo giorno, il che coinciderebbe con i precedenti studi che individuano in un periodo medio di 45-60 giorni il condizionamento troposferico a seguito di NAM>1,5; il secondo grafico mostra un indice AO ben negativo per tutto il periodo analizzato con tendenza alla neutralità verso il cinquantesimo giorno.
Per evidenziare le differenti modalità di reazione della troposfera nelle varie fasi di attività del Vortice Polare Stratosferico, dividiamo i dati in 3 periodi temporali: il primo in cui il VPS è in fase di sviluppo, il secondo dove abbiamo un VPS alla massima intensità ed infine il terzo in cui il VPS è in fase calante.

Vediamo tre differenti comportamenti dell’indice troposferico, i valori più alti li troviamo nel primo caso con valori in aumento già nei giorni precedenti al giorno 0, uniti però ad una breve fase neutra a metà del periodo di condizionamento, nel secondo caso abbiamo valori decisamente più stabili anche nei giorni antecedenti con modesto calo solo tra trentacinquesimo e quarantacinquesimo giorno, infine abbiamo il caso numero 3 che mostra un leggero lag nella trasmissione delle anomalie dalla stratosfera alla troposfera e una durata minore del condizionamento che porta a valori di AO negativi alla fine del periodo in analisi.

Fase 3: possibilità di prevedere in anticipo i casi di c<0

Analizzati i comportamenti dello strato di atmosfera a noi più prossimo proseguiamo con la ricerca di una causa scatenante che differenzia i casi di c>0 da quelli <0. Appurato che la stragrande maggioranza di eventi ricade nel primo caso, vanno analizzate le motivazioni che portano saltuariamente a differenti conseguenze partendo da uno stesso punto (NAM>1,5). Studiando uno ad uno gli indici teleconnettivi (ciclici, atmosferici, oceanici, solari, ecc.) non emerge nessuna connessione capace di portare ad una conclusione plausibile che potrebbe condurre ad una previsione di un caso rispetto all’altro, il che farebbe pensare a fattori di variabilità interna ed intrinseca al sistema e quindi impossibile da prevedere. L’unico fattore saliente è che dei 3 esempi con superamento soglia avvenuto successivamente ad un riscaldamento stratosferico di tipo major (87/88 – 98/99 – 03/04), 2 di questi hanno avuto c<0 e uno c=2,429, valore tra i più bassi di quelli positivi, il che potrebbe far intuire che una sorta di imprinting venga dato ad inizio stagione  con annate più incini a situazioni di turbolenza atmosferica che poi sfocia nel disaccoppiamento tropo-strato. Andando ad analizzare più nel dettaglio, emergono configurazioni nette e contrapposte nei periodi che anticipano stagioni con condizionamento rispetto a stagioni con decoupling. Nelle figure sotto, che mostrano le anomalie gpt a 30 hPa, possiamo vedere rispettivamente i mesi di novembre che anticipano stagioni con c>5, 0

Evidenti le differenze, nelle prime due immagini abbiamo anomalie negative ai poli e positive tra i 2 tropici (con particolare riferimento per la prima), sintomo di una B&D Circulation debole mentre le anomalie sono praticamente opposte nell’ultima immagine, quella che mostra gli anni in cui il condizionamento troposferico non è avvenuto, in cui la BDC risulta decisamente più intensa.

Fase 4: individuare possibili conseguenze comuni in casi di c<0

Veniamo al punto finale di questo studio, la ricerca di possibili conseguenze prevedibili a seguito di un disaccoppiamento post superamento soglia NAM. Ovviamente, data l’elevata cadenza e quindi le più disparate conseguenze, non è possibile effettuare lo stesso lavoro per i casi opposti. Da un’attenta analisi delle anomalie sulla colonna atmosferica, si nota che il periodo di decoupling in 5 casi su 6 è sfociato in un T-S-T event con innesco proprio dai disturbi troposferici dovuti al disaccoppiamento.

Conclusioni

Siamo riusciti, in questo lavoro, a descrivere numericamente il grado di condizionamento della troposfera a seguito di un superamento della soglia critica NAM di 1,5. Successivamente abbiamo mostrato graficamente il comportamento dell’AO in caso di decoupling e di coupling nei vari periodi stagionali ma i punti cruciali erano sicuramente gli ultimi 2 e cioè la possibilità di prevedere un evento di decoupling e conoscere in anteprima le conseguenze di questo evento raro. Ribadiamo le incertezze di questo studio che arrivano innanzitutto da una campionatura scarna per gli esempi più rilevanti e cioè quelli con c<0 e di conseguenza da possibili errori che potranno emergere solo nel corso dei prossimi anni. Un altro elemento di incertezza è la scarsa valenza statistica teleconnettiva del periodo che stiamo vivendo, abbiamo sotto gli occhi ogni anno ultimamente le difficoltà predittive derivanti da indici o da particolari pattern inevitabilmente mutati con il profondo cambiamento in atto (riscaldamento globale, maggior vapore acqueo in atmosfera, scioglimento dei ghiacci artici, ecc.). Tenendo ben presenti questi limiti credo che questa ricerca andrà comunque verificata e migliorata nei prossimi anni, con la speranza e non l’arroganza di poter comprendere maggiormente alcuni movimenti ancora parzialmente incompresi.

A) TROPOSFERA
Siamo ormai alla conclusione della debole fase de La Nina west based che ha contribuito (unitamente a Wqbo) a mantenere generalmente basso il livello di convezione tropico-equatoriale influendo in modo contenuto sulla limitata trasmissione dinamica delle onde di Rossby sviluppate dall'Oceano Pacifico, ove fino in sede subpolare hanno insistito anomalìe positive di geopotenziale (Figura 1). 

Figura 1. Anomalia GPT a 500 hPa nel settore aleutinico / stretto di Bering nella prima parte della stagione.

La situazione di blocco alle correnti occidentali che si reitera a ridosso del vecchio continente ormai dalla fine della passata stagione estiva, riceve un importante contributo da una gelida circolazione di aria artico continentale che si è insediata dalla fine dello scorso autunno nelle pianure siberiane e che ha esteso la propria influenza verso la Russia occidentale e buona parte dell'Europa centro-orientale.
La modifica di questa circolazione sarà legata al mutamento degli assetti della circolazione tropico-equatoriale che, a partire dal mese di febbraio, non dovrebbe venir ulteriormente condizionata dal fattore Enso il quale, come dicevamo, sta rapidamente rientrando verso una fase di neutralità con progressiva estensione delle anomalie oceaniche positive che gradualmente si stanno estendendo verso il meridiano centrale del Pacifico (Figura 2) rendendo possibile,compatibilmente ad una decisa riattivazione dei flussi verticali di calore (vedi anche STRATOSFERA), una progressione della Madden Julian Oscillation verso fasi maggiormente propizie ad una modifica generale degli assetti circolatori (Figura 3).

Figura 2. Anomalie delle temperature globali della superficie degli oceani.

Figura 3. Progressione verso est delle SSTA+.

B) STRATOSFERA
Dopo una fase che ad oggi ha contraddistinto un vortice polare stratosferico strong con alternate fasi di risonanza nell'attività d'onda anche in troposfera ove tuttavia non si sono palesate le condizioni caratteristiche di condizionamento stratosferico, siamo agli albori di un deciso Sudden Stratospheric Warming che si tradurrà in un progressivo aumento di geopotenziali a carico della wave 1 e in un conseguente marcato disturbo all'attività del vps (Figura 4).

Figura 4. La decisa spinta della wave 1 sul vortice polare stratosferico che si abbassa in ovest Europa.

La dinamica appare particolarmente efficace in quanto la cresta della wave 1 comporterà un rapido decadimento delle velocità zonali in alta stratosfera ed una progressiva diminuzione delle stesse anche in media stratosfera.
Su tali fattori esplica un ruolo fondamentale l'avanzamento della stagione e quindi il maggior irraggiamento solare in concorso con una forte concentrazione di molecole di Ozono tra i 40 ed i 50 hpa anomalmente presenti nonostante la fase occidentale della Quasi Biennial Oscillation .
Tale anomalìa è verosimilmente da far risalire al blocco evolutivo della stessa Qbo causato dal pregresso Nino strong che ha mantenuto bloccata dal basso una fase orientale nel periodo estivo/autunnale fino ai 40 hpa favorevole quindi al trasporto dell'Ozono in sede stratosferico polare.

PROSPETTIVE FINO ALLA CONCLUSIONE DELL'INVERNO 2016/2017

Su tali basi, tenuto conto di questa prima fase contraddistinta da una forte compressione della massa del vps a causa del SSW sulla wave 1 e stante la caratteristica recessiva benché non assente della seconda cresta d'onda (wave 2), è lecito aspettarsi una decisa risonanza in troposfera di tale dinamica con traslazione della massa del vortice polare in direzione del continente euroasiatico.

Questo movimento traslativo dovrebbe portare un abbassamento del fronte polare in Atlantico attivando una circolazione a prevalente componente occidentale dai meridiani centrali dell'atlantico fino all'artico euroasiatico ponendo quindi fine, entro il termine della settimana in corso, al blocco Europeo che ha consentito il mantenimento di correnti orientali retrogressive fino all'Europa centrale (Figura 5).

Figura 5. Smantellamento del blocco stagionale su Europa ma contestualmente suo conseguente spostamento ad est.

Tuttavia, i tentativi da parte della corrente a getto polare di forzare il blocco ad est costituito da aria molto fredda pellicolare preesistente, dovrebbero riuscire con notevole sforzo verso fine mese portando verso il Mediterraneo aria progressivamente più umida a stemperare l'aria fredda preesistente e ancora in parte intrappolata nei bassistrati delle pianure del nord.
In questa fase di transizione e quindi fino almeno a fine mese di gennaio ma con possibile sconfinamento temporale alla prima decade del mese di febbraio, non si può escludere, dato l'abbassamento del fronte polare, che il transito di qualche sistema di matrice atlantica possa ad andare ad influenzare parte della ns. penisola (specie nord e forse marginalmente centro Italia) mentre la restante parte del territorio dovrebbe usufruire di un generale contesto mediamente più mite e stabile.
Questo tipo di circolazione nel comparto euratlantico (NAO oscillante su valori leggermente positivi) dovrebbe evolvere modificandosi nel prosieguo del mese di febbraio grazie ad una decisa evoluzione dell'attività convettiva tropico-equatoriale in grado di riattivare una risposta dinamica ove si dovrebbe registrare un calo delle velocità zonali su tutta la colonna fino in troposfera.
Un'eventuale insorgenza di un riscaldamento maggiore di tipo split (ipotesi da contemplare oggi a nostro avviso nella percentuale del 25/30%) porterebbe progressivamente alla propagazione di un disturbo con maggiore evidenza e persistenza. Tuttavia anche la semplice diminuzione delle velocità zonali dovrebbe tradursi in una negativizzazione dell'indice AO/NAO in grado di modificare gli assetti circolatori anche in Atlantico e nel continente Europeo, contestualmente alla permanenza di un indice EA (East Atlantic pattern) moderatamente negativo.
Si prospetta, come scenario evolutivo quindi nel corso del mese di febbraio, una fase progressivamente più umida interessare l'Europa meridionale e il Mediterraneo e grazie alla quale potrebbe aversi un parziale recupero del deficit pluvio-nivometrico che ha contraddistinto buona parte dell'inverno delle regioni settentrionali e tirreniche.
Con queste prospettive le temperature complessivamente dovrebbero, in una prima prossima fase, aumentare assestandosi su valori non lontani dalle medie del periodo o leggermente superiori ad esso per poi attestarsi su valori anche leggermente inferiori nella seconda parte del mese stesso.

Un nuovo impulso artico marittimo coinvolgerà nelle prossime 48-72 ore il Mediterraneo che segue a stretto giro quello di fine anno. La maggiore elevazione dell’onda atlantica e il convogliamento di maggiore gelo siberiano porterà l’affondo ad avere una direttrice più occidentale che coinvolgerà tutta la penisola ma in termini precipitativi (generalmente nevosi) solo le adriatiche ed il sud Italia. In particolare il basso adriatico sarà colpito da intense nevicate che imbiancheranno indifferentemente l’entroterra e le coste. Di questo evento si interessa in modo completo e capillare l’articolo di Luca Angelini.

A livello configurativo generale, questo inverno si presenta con una situazione invertita sullo scacchiere europeo. L’area atlantica vicina all’Europa ha subito una forte attività di blocco al flusso perturbato che non ha consentito ai fronti atlantici di raggiungere l’Europa occidentale, mentre la parte orientale e continentale ha subito ripetuti affondi da nord ovest. Adesso la maggiore elevazione del blocco ad ovest ha portato questa azione più orientata in senso meridiano. Di seguito è mostrata l’attività d’onda attuale (rosso) che è comparabile con quella di metà novembre (nero) mentre a destra ecco che compare nell’immediato forecast (arancio) un’altra pulsazione che esce nuovamente dalla deviazione standard.

Sarà quest’ultima da seguire per vedere se siamo di fronte ad una prolungata fase invernale che possa coinvolgere a varie riprese un po’ tutta l’Italia. La situazione che si troverà di fronte è la seguente: 1) goccia gelida in fase di termicizzazione sulla Penisola Balcanica, dopo esser transitata tra sud Italia e Grecia; 2) ponte di alte pressioni tra Oceano Atlantico e ovest Siberia; 3) profilo del vortice polare con ondulazioni ben formate sul nostro settore.

I modelli deterministico-matematici sono concordi con l’ultima immagine mostrata di ECMWF per il 9 gennaio, con la differenza che il modello americano (GFS) non osserva il punto 1), la termicizzazione della goccia, perché punta allo sviluppo di forti vorticità nei pressi della Turchia che andrebbero a consumare il serbatoio freddo in quota. La conseguenza è che l’ondulazione in ingresso, contrassegnata in figura come Rossby, dopo essersi aperta il varco nell’esile ponte russo-atlantico potrebbe usufruire o meno del suddetto serbatoio. Nel primo caso avremo una prolungata fase gelida sul Mediterraneo, mentre nel secondo caso ritorniamo indietro al percorso da nord ovest degli afflussi artico marittimi con target Grecia-Egeo-Turchia.

L'alternativa qui prospettata poggia le proprie base sulla diversa situazione evolutiva delle velocità zonali in sede polare le quali, se come osservato in figura, dovessero diminuire di intensità data la prevista intensificazione dei flussi di calore, andrebbero ad accentuare le ondulazioni del getto rendendo quindi probabile una modifica dell'attuale target balcanico. In questa ipotesi si farebbero assai concrete le prospettive di un diretto coinvolgimento dell'Europa centrale e di tutto il bacino del Mediterraneo in una fase perturbata di stampo invernale vista l'interazione di masse umide di matrice oceanica con un'estesa stratificazione di aria gelida presente al suolo in aree ad est limitrofe alla nostra penisola.

INTRODUZIONE
La stagione invernale 2016/17 è accompagnata da parecchie peculiarità a livello teleconnettivo, e questo ha reso particolarmente complesso il lavoro che ci accingiamo ad illustrare.
L'intenso episodio di El Niño verificatosi lo scorso inverno fa ancora sentire i suoi effetti, con un'atmosfera ancora impostata in “modalità Niño-like” (PNA, GLAAM e assetto PDO/NPGO ancora tipici da evento ENSO positivo) a fronte di anomalie oceaniche che mostrano l'oramai conclamata insorgenza di un episodio di Niña (episodio previsto comunque di debole magnitudo). Uno degli effetti residui del Niño è l'elevata mole di calore latente accumulato in atmosfera che, venuto meno il gradiente orizzontale che ha caratterizzato lo scorso inverno, ha potuto propagarsi a più elevate latitudini.
Questo eccesso di calore, abbinato ad una disposizione delle onde tale da favorire una buona attività dei flussi verticali di calore (vedi Figura 1), ha sancito un importante punto di rottura rispetto alle ultime stagioni autunnali, che ci avevano abituato ad un accoppiamento VPS-VPT in netto ritardo, flussi di calore praticamente azzerati o in forte ritardo rispetto alla maturazione avanzata del vortice stratosferico, e di conseguenza vortice polare libero di raffreddarsi ed approfondirsi fino allo stratcooling, sfociato sovente in ESE di tipo cold con superamento della soglia di precondizionamento del NAM.

Figura 1 – Forti flussi di calore in bassa stratosfera (150 hPa) a carico delle onde troposferiche (da http://acd-ext.gsfc.nasa.gov/Data_services/met/ann_data.html)

Le ampie onde troposferiche, specialmente quelle inizialmente determinate da un profondo vortice semipermanente delle Aleutine e di conseguenza da una prolungata fase con PNA positivo, hanno determinato un netto dislocamento del VPT sul continente Euroasiatico, causando un elevatissimo snowcover autunnale, un'anomalia negativa del ghiaccio artico senza precedenti, contestualmente all'attivazione di potenti flussi di calore che, propagatisi in stratosfera a carico di una sola onda di Rossby, stanno sfociando in un evento classificabile come Canadian Warming. In questo contesto si sono registrate in stratosfera velocità zonali molto basse.
Un'anomalia rilevante da evidenziare rispetto ad un indice periodico caratterizzato da un'elevata precidibilità è sicuramente quello a carico della QBO, che dopo una breve e molto precoce fase orientale alle medie quote di riferimento è tornata ampiamente occidentale sia a 30 che a 50 hPa, impedendo quindi ai venti stratosferici equatoriali che la connotano di invertire la loro direzione di moto da occidentali ad orientali. Pertanto, la QBO occidentale ci accompagnerà per tutta la stagione invernale.
Il ciclo solare prosegue la sua fase calante, che ci porterà verso un nuovo minimo nei prossimi anni. L'attività solare è rimasta molto bassa nelle ultime settimane, mentre l'indice geomagnetico ha fatto registrare picchi da nuovo massimo nei mesi di settembre ed ottobre; la correlazione media tra Ap index e solar flux con lag di 18/24 mesi porta ad ipotizzare un lieve calo di tale indice durante la stagione invernale. Inoltre, l'elevata correlazione diretta di tale indice con la NAO farebbe propendere per una North Atlantic Oscillation debolmente positiva come media invernale.
Detto della probabile Nina CP e del pattern NPGO nel Nord Pacifico, per quanto riguarda le SSTA è sicuramente da segnalare il rapido riassorbimento e graduale spostamento verso est del blob freddo atlantico, con zona RM che attualmente vede anomalie ampiamente positive, situazione che generalmente precede stagioni con NAO media positiva.

EVOLUZIONE PREVISTA

Figura 2 – Anomalie di altezza del geopotenziale previste a 500 hPa per la stagione invernale

Il mese di dicembre partirà con un tentativo di riaccorpamento del Vortice Polare in seguito al termine degli effetti prodotti in troposfera dal CW a causa della temporanea diminuzione dei flussi di calore. Si prevede quindi una partenza della stagione invernale sotto condizioni di AO e NAO non lontani dalla neutralità ( o leggermente positivi) con pattern EA/WR+. Si ritiene comunque che questo riaccorpamento del Vortice Polare avrà un carattere temporaneo, in quanto si prevede una riattivazione dei flussi di calore ad opera delle due onde principali stratosferiche in grado di contrastare un eccessivo raffreddamento del Vortice Polare e l'insorgenza di un E-S-E di tipo cold. Infatti in questa fase, caratterizzata dalla rotazione dell'asse del vortice stratosferico verso il continente euroasiatico, verrà verosimilmente richiamata in troposfera una forte onda dinamica pacifica che potrebbe sfociare in un blocco alla circolazione zonale con successivo riflesso nel comparto Atlantico.
Tali disturbi incentivati dalle onde troposferiche potrebbero essere in grado di produrre un nuovo riscaldamento stratosferico, questa volta a carico di entrambe le onde planetarie.

Sul nostro comparto ci attendiamo una prima parte del mese di dicembre caratterizzata da un tipo di tempo piuttosto stabile ma che, a causa di possibili afflussi di aria più fredda di estrazione continentale in seno ad una debole circolazione secondaria da E/NE, potrebbe risultare termicamente inferiore alle medie del periodo a causa di temporanee avvezioni che, data la direzione delle correnti, dovrebbero interessare maggiormente le aree orientali del paese.
Durante la seconda parte del mese è ipotizzabile l'affermazione di un'ondulazione del getto più marcata nel comparto atlantico, con riflessi per la nostra penisola riconducibili ad una fase più perturbata capace di portare nevicate anche a quote basse o di pianura nelle zone investite da tale discesa fredda.

Il mese di gennaio nella sua prima parte manifesterà una vivace attività d'onda planetaria. Stante i pregressi indici EA/WR e NAO dicembrini tendenzialmente positivi, essa si focalizzerà probabilmente con un blocking barico tra est Atlantico ed ovest Europa, a cui dovrebbe seguire un'irruzione artica sulla Russia e in parte in est Europa che, nella sua evoluzione, potrebbe interessare in modo indiretto la nostra penisola. In ovest Europa il tempo si dovrebbe mantenere più freddo e stabile rispetto alle medie fino a metà mese per correnti mediamente orientate dai quadranti settentrionali in quota.
Per la seconda metà dell'inverno l'ampiezza d'onda troposferica dovrebbe mantenersi sufficientemente forte da sostenere una discreta dinamicità tra fasi stabili e fasi instabili. Il probabile mutamento di alcune condizioni iniziali (ad esempio il graduale spostamento verso EP della Nina) ci fa propendere per una seconda parte con indici leggermente diversi in area europea; nel dettaglio ci aspettiamo un lieve calo della NAO ed uno SCAND che potrebbe tendere alla neutralità/debole positività.

La difficoltà nell'inquadrare tali mutamenti ci impone una certa prudenza; quindi, come di norma per i nostri outlook, ci riserviamo una migliore accuratezza previsionale in seguito.

La prima parte dell’estate 2016 conferma la presenza tutti e 4 i centri d’azione previsti, 3 positivi e uno negativo: HP azzorriana, africana e groenlandese, LP sulle Isole Britanniche. La posizione del tripolo azzorriana+/ britannica-/ africana+ è stata prevista più a sud di quanto è avvenuto, incidendo su una minore intensità della SNAO negativa (Summer NAO) e cioè su un flusso atlantico più alto di quanto previsto.

La seconda parte dell’estate conferma il dipolo in basso a sinistra, su ovest Europa, mentre in alto a destra, in posizione meno centrata per l’Italia, è stato decisamente sovradimensionata l’anomalia negativa. Nella seconda parte dell’estate il centro motore azzorriano è salito di latitudine in direzione delle Isole Britanniche ma in modo minore di quanto da noi atteso. Di fatto non si è verificato in modo corposo lo scambio meridiano atteso tra l’area est atlantica e la parte continentale, tale da determinare le anomalie previste. Invece considerando la sola Italia, la performance è stata centrata.

In generale, come possiamo vedere confrontando la colonna sinistra con quella di destra, un pattern opposto in EA (Est Atlantico) tra la prima e la seconda parte dell’estate non c’è stato, ma invece c’è stato in modo netto poco più a nord, sulle Isole Britanniche. In conclusione, l’attesa salita di latitudine con associato rafforzamento dell’alta delle Azzorre si è verificata, tuttavia l'inclinazione è stata diversa da quanto previsto (sud ovest/nord est invece di sud est/nord ovest).

Per quanto riguarda l’Italia, la previsione complessiva è invece centrata sul lato occidentale e meridionale; limitatamente alla seconda parte, sul resto della penisola.

Introduzione

Analisi primavera

La primavera appena trascorsa ha visto un'area di anomalia negativa di geopotenziali alla quota di 500hPa sull'Europa occidentale e fino a sfiorare il Nord-Ovest italiano, al contrario anomalie positive si sono avute nella parte est del continente e sul Nord Europa, con anomalie crescente salendo verso Nord. La stagione ha risentito degli effetti delle due principali forzanti che si sono avute negli ultimi mesi: il forte evento di El Niño con massimo avuto durante la stagione invernale e rapido declino proprio durante questo trimestre e il Major Warming in stratosfera avvenuto nel mese di marzo. Soprattutto a questo secondo possiamo imputare gli effetti sui 2 principali indici climatici in zona europea, AO e NAO sono risultate mediamente negative proprio nella seconda parte della stagione, quando gli effetti del riscaldamento si sono propagati in troposfera. Ancora sulla scia del Niño invece, il PNA è risultato mediamente positivo. Permane l'interminabile fase positiva dell'EA con qualche breve puntata su valori negativi nella seconda parte.
Le SSTA non hanno subito sostanziali modifiche rispetto al trimestre invernale, PDO positiva, mentre permane l'anomalia negativa centrata alle medie latitudini del Nord Atlantico.
Si scriveva del Major Warming che abbiano avuto nel primo mese primaverile, permangono alcune incertezze sul fatto che sia stato un Major Final Warming o semplicemente un Major Warming seguito da un Final Warming early. La dinamica rimane comunque inusuale, l'unico evento simile (split) nel mese di marzo degli ultimi 50 anni è del 1988 ed in entrambi i casi le conseguenze sul VP si sono protratte per tutto il restante trimestre.

Periodo recente (maggio)

L'ultimo mese è stato contraddistinto dall'anomalia positiva di geopotenziale sul Centro-Nord Europa con core centrato su Finlandia e penisola di Kara e collegata all'anomalia delle stesso segno posizionata sulle regioni polari. Di contro abbiamo avuto geopotenziali più bassi della media in area balcanica fino a coinvolgere l'Italia peninsulare. Le anomalie termiche e pluviometriche hanno seguito la stessa configurazione ovviamente, clima più fresco e piovoso a sud e più mite e secco della media nel centro-nord del Vecchio Continente.
In questa prima parte del periodo di analisi abbiamo avuto un ITCZsostanzialmente in media sia nella parte ovest che in quella est, coadiuvato da anomalie leggermente positive delle SSTA sia nel Golfo di Guinea sia nel Mar Arabico. Rimanendo in tema SSTArimangono positive in area atlantica l'AMO, il TNA e il TSA, seppur in calo, soprattutto a ridosso di tutta la costa africana; permane positivo da molto tempo anche il WHWP, mentre si nota un ulteriore approfondimento del pozzo freddo centro atlantico. Spostandoci nell'Oceano Indiano registriamo forti anomalie positive nelle SSTpraticamente su tutta la superficie con IOD che infatti viaggia su territori neutrali. Probabilmente tutte le acque superficiali delle zone tropicali, che risultano per interità superiori alla norma di riferimento, risentono ancora degli strascichi dell'intensa fase ENSO positiva avutasi in inverno.

Outlook stagionale #1: proiezione per il mese di giugno e prospettive per la prima parte del mese di luglio

Risultanze di natura statistica che presentano analogie con annate contraddistinte dai principali elementi considerati, ovvero rapido calo di El Niño ed effetti del Major Warming stratosferico nonché lo stato attuale e a medio termine prevedibile in seno alle anomalie superficiali oceaniche atlantiche, hanno indotto a ritenere prevalenti pattern scarsamente stabilizzanti dell'area mediterranea e in particolar modo del settore centro-occidentale con prevalenza di anomalìe negative di geopotenziale. Pattern maggiormente assimilabile a questa media configurativa è il blocco scandinavo/sull'Europa centro-settentrionale (WR4) dal momento che i maggiori centri di vorticità negativa dovrebbero rinvenirsi proprio a latitudini settentrionali ed oscillanti tra il nord Europa e le latitudini settentrionali del Nordatlantico (UK, Islanda e Groenlandia), con indici che potranno identificare una situazione di blocco nordatlantico e con tendenza quindi, rispetto al classico WR4, a traslazione dei centri motori a latitudini più elevate.

In questo contesto si può attribuire ad eventuali heat waves in direzione del Mediterraneo occidentale carattere transitorio e principalmente ascrivibili a fasi prefrontali le quali possono essere in parte enfatizzate dal regime dei venti stratosferici tropico-equatoriali previsti orientali alla quota di 50 hpa fino in bassa stratosfera. Ci teniamo anche a far notare, in questo senso, l'attuale comportamento piuttosto anomalo della QBO, segnatamente alla quota più importante per le dinamiche di circolazione extra-tropicale, pur avendo meno influenza in estate rispetto alla stagione invernale.
Il consolidamento del quadro teleconnettivo sopra descritto troverebbe attuazione con heat waves che interesserebbero dapprima il nord atlantico tropicale e l'est Europa per poi progredire verso le alte latitudini europee.
Ne conseguirebbe l'instaurarsi di una prevalenza di correnti da E-NE sull'Europa meridionale con il contestuale contenimento dell'alta pressione sub tropicale continentale a mezzo di un vivace jet stream sul nord Africa. Non si esclude che, segnatamente dal mese di luglio, l'est Europa possa divenire meta preferita di lunghe fasi stabili e calde.
In tali condizioni la meta preferita dei regimi altopressori è l'Europa settentrionale e la Scandinavia grazie ad apporti subtropicali attribuibili o a forcing oceanici (SCAND+) oppure ad una Cella di Hadley che potrebbe risultare sbilanciata verso nord attraverso l'Europa orientale.
A questo consolidamento dovrebbe contribuire l'intensificazione del monsone indiano dovuta agli effetti transitivi dello stato dell'ENSO e che potrebbe quindi sbilanciare maggiormente verso nord l'E-ITF.

Elemento di rottura importante rispetto la continuità del recente passato che sovente ha portato a pattern connotati da blocco groenlandese, bassa pressione sul nordovest europeo ed alta sull'Europa sudorientale (WR3), è l'instaurazione di sinottiche prevalentemente EA negative le quali potrebbero trovare la loro base di affermazione, oltre che in base agli elementi già citati, anche da un tendenziale contenimento delle SSTA+ nel Nordatlantico tropicale e di converso di anomalìe negative diffuse nel Nordatlantico ma non nell'area maggiormente deputata ad identificare il gradiente favorevole all'EA+ ovvero le SSTA- ad ovest rispetto al Regno Unito.
Questo elemento di rottura sembrerebbe essere rafforzato da una situazione primaverile dei ghiacci artici molto particolare: a fronte di uno stato generale piuttosto catastrofico, le uniche zone in condizioni meno peggiori e con un leggero surplus sono proprio quelle che dovrebbero avere la maggior influenza nel condizionare la termodinamica della libera troposfera, vale a dire quelle a latitudine più bassa, al di sotto del circolo polare artico: i mari di Labrador e la baia di Hudson (oltre al mare di Okhotsk, mentre molto deficitario appare quello di Barents). In condizioni di ghiaccio artico molto deficitario, la risposta termodinamica nella libera troposfera è in grado di shiftare più a sud il jetstream favorendo condizioni di SNAO- ed EA+ e facendo emergere con più frequenza il summenzionato WR3. Al contrario, in caso di situazione meno deficitaria, come sembrerebbe essere il caso quest'anno.
Tuttavia, riteniamo che questa probabile fase di EA- venga ben presto riassorbita e ci attendiamo una maggior distensione zonalenella seconda parte di giugno.

Viste le premesse nelle quali si fa riferimento alle prevalenti anomalie di geopotenziale per il periodo considerato, ne può discendere una situazione in media termica al nord (+/-0.5 sulla 1981-2010) con debole surplus pluviometrico e al sud un'anomalia termica sopra alla media (+0.5 / +1.5 sulla 1981-2010) e pluviometrica sotto alla media, ad eccezione di aree molto localizzate.

Un previsto rafforzamento del monsone dell'Africa occidentale con associato surplus di precipitazioni nella regione del Sahel (previsione non priva di incertezze, prima fra tutte lo stato delle SSTA degli oceani tropicali fra atlantico e indiano), unito ad un monsone indiano previsto più intenso della media man mano che decorre la stagione, lascerebbero intravvedere la possibilità di una più netta fase positivadell'indice EA nella seconda parte dell'estate. Se questo si dovesse tradurre in una ripresa della frequenza del WR3, il regime del tempo che più di ogni altro ha connotato gran parte delle estati europee dell'ultimo decennio, o meno, è al momento poco prevedibile e dipendente sostanzialmente dalla possibilità che la SNAO viri verso valori negativi oppure si mantenga su valori positivi. Sarebbe, in questo secondo caso, la rivincita dell'anticiclone delle Azzorre, dopo molto tempo di latitanza.
Ritorneremo sulla seconda parte della stagione con maggior chiarezza alla fine della prima decade di luglio con la seconda parte dell'outlook.