Categoria: Comitato Tecnico Scientifico

INTRODUZIONE

La stagione invernale 2015/16 è stata preceduta e sarà accompagnata da un forte episodio di ENSO positivo. L'ENSO ha effetti secondari indiretti e non sempre evidenti sul comparto europeo, ma fra le forzanti ad oggi riconosciute, vista la magnitudo espressa, questo episodio sembra possa avere un'importanza non trascurabile per delineare l'andamento della stagione invernale.
Il primo effetto tangibile del fenomeno di El Niño si è manifestato con il ripristino di un forte gradiente termico polo-equatore, che in questa stagione autunnale ha indotto un aumento dell'intensità delle westerlies ed una contestuale riduzione delle onde troposferiche rispetto a quanto osservato nelle due stagioni autunnali precedenti. Questi pattern troposferici hanno permesso quindi un raffreddamento radiativo del VPS sostanzialmente indisturbato.
Gli effetti remoti dell'ENSO si possono manifestare attraverso un “ponte stratosferico” o tramite un “ponte troposferico“.
Primo caso: nel panorama teleconnettivo notiamo come l'oscillazione quasi biennale (QBO) sia nel pieno della sua fase positiva su tutta la colonna stratosferica di riferimento (fra i 10 e i 70 hPa); questa situazione, se da un lato non favorisce l'accumulo di ozono alle latitudini polari regolato dalla Brewer Dobson Circulation (soprattutto nella prima parte della stagione), dall'altro risulterebbe più efficace nel modulare il pattern PNA in fase positiva, con l’effetto di indebolire il Vortice Polare Stratosferico nella seconda parte (Garfinkel & Hartmann). L'attività solare, invece, ci dà pochi indizi riguardo un possibile evento di riscaldamento stratosferico maggiore, dato che ci troviamo all’incirca a metà della fase discendente del ciclo 24. Questa situazione, in passato, si è spesso rivelata propizia ad un pattern da NAO+ (Gray et al.), soprattutto se accompagnata da una tenuta relativa dell'attività geomagnetica. Questo pattern, al momento, pare favorito anche dalla configurazione delle SSTA in area nordatlantica, ma non invece dall'estensione dei ghiacci artici in zone sensibili (lato euroasiatico) e soprattutto dall'estensione e dall'avanzata della copertura nevosa euroasiatica. Riteniamo che questa ultima forzante (estensione della copertura nevosa euro-asiatica), se dovesse prevalere, lo potrebbe fare solo più avanti nel tempo, in ragione dell'attuale difficoltà da parte della troposfera ad influenzare – tramite flussi di attività d'onda – un Vortice Polare Stratosferico partito quest'anno tutt'altro che in sordina, peraltro con un evento estremo di tipo freddo appena avvenuto che nella prima fase della stagione tenderà a condizionare fortemente il valore dell’AO.
Secondo caso: le acque del nord Pacifico sono in fase con l'anomalia positiva delle acque equatoriali corrispondenti in area ENSO. I principali modelli ipotizzano un progressivo spostamento del core dell'anomalia pacifica equatoriale verso il centro del Pacifico, che tenderebbe a rafforzare il getto subtropicale in direzione dell'Atlantico man mano che la stagione avanza, indebolendo quindi la cella subtropicale atlantica.

PROIEZIONE PER DICEMBRE E GENNAIO

La configurazione prevista per la prima parte del mese di dicembre (all’incirca le prime due decadi) riflette inevitabilmente l’accoppiamento dell’attività del VPS e del VPT in seguito all’evento di tipo “cold” avvenuto durante il mese di novembre. Ci aspettiamo quindi un Vortice Polare Troposferico piuttosto chiuso, con westerlies sostenute sul comparto euro-atlantico, relegate principalmente oltre il 50° parallelo. Sulla nostra penisola ci attendiamo quindi un regime prevalentemente anticiclonico, con temperature sopra la media (specialmente sulle colline ed in montagna) e precipitazioni decisamente inferiori alla media.
Verso la fine della seconda decade ci aspettiamo un allentamento delle velocità zonali del VPS, che consentirà una traslazione del nucleo del VPT sul comparto euroasiatico (dipolo artico negativo); questa particolare disposizione del VPT, assieme ad una buona attività di onda sul comparto euro-atlantico, potrebbe generare una discesa meridiana di aria artica sull’Europa, che andrà a coinvolgere la nostra penisola durante le festività natalizie.  Questa parentesi circolatoria dovrebbe essere connotata da anomalie inverse rispetto al pattern dominante delle prime due decadi.
Ad inizio gennaio ci attendiamo un nuovo temporaneo rinforzo delle correnti zonali sull’Europa, mentre il disturbo troposferico di fine anno si trasferirà in stratosfera, con buone chances di generare un riscaldamento di tipo major. A differenza del periodo zonale della prima parte di dicembre, si potrebbe mantenere un getto leggermente ondulato sul comparto est-atlantico con correnti prevalentemente da NW sull’Europa.
Si diceva della temporaneità del nuovo rinforzo zonale… Infatti, da metà gennaio circa ci aspettiamo nuovi disturbi al VPT, con il probabile instaurarsi del pattern TNH- e quindi possibilità di isolamento di cellule altopressorie sul Nord Atlantico con graduale perdita della radice dovuta al rinforzo del getto subtropicale ad opera del forcing circolatorio indotto da El Niño.

Questa è la mappa delle anomalie geopotenziali complessive al piano isobarico di 500 hPa prevista per il periodo preso in esame (dicembre – gennaio):

Si sta per concludere un'estate che ha saputo mostrare il suo volto più rovente, caratterizzata da uno schema configurativo bloccato (WR3) che si è venuto a creare nella seconda metà di giugno e ci ha accompagnato fino alla prima decade di agosto

Le conseguenze a livello termico sono state 2, le anomalie positive su Europa Continentale e bacino del Mediterraneo  e quelle di segno opposto su Gran Bretagna e Nord Europa.

Ma partiamo proprio da qui, per analizzare alcuni elementi che potrebbero far presagire una stagione autunnale piuttosto movimentata dal lato pluviometrico, per il nostro Paese.

Iniziamo col dato di fatto dell'affermazione, negli ultimi 10 anni, di un surplus termico importante sui Balcani e sull'Europa Orientale durante il trimestre estivo.

Questo riscaldamento, unito ad un'anomalia negativa delle precipitazioni nelle stesse zone, va a sfociare con i suoi effetti direttamente in autunno, con un aumento di frequenza di formazione di blocchi altopressori proprio sull'Est Europa

Anche quest'anno l'estate è trascorsa con temperature sopra la media su quelle zone, andando a ricreare le condizioni per la formazione di HP est-europei nel prossimo trimestre.

Passiamo ora ad anallizare il prossimo elemento, ovvero le anomalie termiche delle acque superficiali del Mediterraneo. Ad ora troviamo anomalie ben positive su tutto il bacino del Mare Nostrum

Queste temeprature elevate, figlie della calda estate avutasi proprio in queste zone, se mantenute anche nei prossimi mesi apporteranno parecchia energia nei contrasti appena una saccatura nordatlantica si getterà su queste acque.

Andiamo ora all'ultimo elemento, l'intesa fase di Nino che sta interessando le acque equatoriali pacifiche. Ebbene, seppur non direttamente le anomalie in zona ENSO possono avere leggere influenze anche nel Vecchio Continente. Come si vede dalla carta sotto, c'è correlazione negativa tra Nino in zona 3.4 e anomalia di geopotenziali sull'Ovest del nostro Continente durante la stagione autunnale, mentre correlazione positiva sulla penisola balcanica.

Tiriamo quindi le somme di tutto questo discorso, abbiamo il surplus termico su Europa Orientale e la fase Enso positiva che propendono per una maggiore ingerenza del getto atlantico sull'Europa Occidentale e di contrasto maggiori possibilità di formazione di anticicloni di blocco su Balcani ed est Europa. Il nostro Paese potrebbe trovarsi proprio tra le 2 circolazioni con rischio di forti contrasti e correnti spesso cicloniche meridionali, specie al Nord e regioni tirreniche. Oltre a questi 2 ingredienti il sale potrebbe essere fornito dalle ssta positive sui nostri mari, per quello che (ad ora) ha tutte le possibilità di diventare un pericoloso mix alluvionale già troppe volte visto negli ultimi anni, purtroppo.

Abbiamo ancora qualche settimana per migliorare la situazione, se il Nino ormai è assodato, un radicale cambio di circolazione potrebbe portare piogge e refrigerio duraturi sui terreni est-europei o magari far calare le temperature marine del Mediterraneo. Per ora dai modelli non si vedono tali possibilità, il tempo corre, occhi aperti…

Rianalisi proiezione prima parte estate

In sede di analisi il composito delle anomalie di GPT previste è stato sviluppato sulla scorte di elementi predittivi che prevedevano una forte divergenza del getto in atlantico con asse SW –>NE già in atto dal mese di Maggio 2015.
Tale proiezione, gioco forza, prevedeva l'affermazione di forti GPT positivi su Europa occidentale e su est Europa (figura.1)

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Di fatto l’andamento delle anomalie alla quota di 500 hPa (figura 2) è stato il risultato di una prima parte di Giugno che ha visto l'affermazione di moderati contributi subtropicale su CN Italia, questi ultimi amplificati su centro Europa proprio da quell'intenso jet stream di cui abbiamo accennato poco sopra.

La seconda parte del mese di Giugno ci ha mostrato una lieve modifica di questo pattern con un temporaneo passaggio ad una configurazione assimilabile al WR1 rapidamente mutata in un WR3 in affermazione sul finire del primo mese estivo.

Evidentemente lo scemare degli effetti del FW ha ulteriormente indebolito il getto in ingresso sull'Europa consentendo così alla SSTA atlantiche di assumere un ruolo importante nella modulazione della circolazione in area Europea.

Outlook seconda parte stagione estiva

 Come descritto nell'Outlook estivo di giugno, la prima parte della stagione ha mostrato il dominio dell'anticiclone centro settentrionale europeo e quindi un'anomalia positiva dei GPT su Europa con risalite di aria subtropicale passanti attraverso la penisola iberica.
Inoltre, come previsto, durante il mese di giugno si è assistito ad una progressiva riduzione dell'instabilità su Mediterraneo e quindi la diminuzione di impulsi instabili nord atlantici verso la nostra penisola.
Il monsone indiano e il monsone dell'Africa occidentale mantengono le prospettive indicate a giugno anche per la restante seconda parte di luglio e quindi ci attendiamo che il regime attuale europeo possa rimanere tale fino a quando la corrente a getto in uscita dal continente americano potrebbe, a nostro avviso, assumere una tendenza all’erosione degli alti GPT alle latitudini groenlandesi aprendo così possibili scenari in territorio europeo legati ad una SNAO in fase positiva. Tale dinamica atlantica potrebbe vedersi già a fine mese e in seguito nella prima parte di agosto potrebbe riuscire ad apportare instabilità più duratura sull'Europa meridionale. Tuttavia questa opposta e temporanea collocazione delle anomalie atlantiche ed europee sarebbe inquadrata sempre all'interno di un WR3 estivo predominante, tanto che ci attendiamo il riemergere delle anomalie GPT attuali, anche nel quadro riassuntivo finale relativo alla seconda parte della stagione.

I 4 regimi del tempo (Weather Regime, WR) estivi utilizzati dal Comitato Tecnico Scientifico nella previsione, nella classificazione e nella verifica degli outlook, sono stati ideati nel 2007 da un suo ex componente, Marco Magnani (in arte Blizzard). Per ciascuno di essi dette le seguenti spiegazioni.

ll primo regime circolatorio (a) consiste fondamentalmente in un dipolo barico, con l’anomalia negativa centrata solitamente tra il centro Europa e la Scandinavia (Scandinavia Low = SCL) e l’anomalia positiva ad interessare Atlantico e Groenlandia (Atlantic High = ATH) con il risultato di un pattern NAO estivo negativo, a causa delle frequenti elevazioni azzorriane. Tale configurazione non è troppo usuale, collocandosi al penultimo posto come frequenza di apparizione, e coincide con un tempo freddo e molto instabile su tutta l’Europa centro-occidentale, spesso in estensione all’intera Italia, come accadde nell’Agosto 2006.

Il secondo regime (b) rappresenta, senza avere tutti i torti, il classico stereotipo estivo italiano: l’estate “azzorriana”; infatti, la configurazione in oggetto si colloca al secondo posto come frequenza nell’arco temporale 1948-2007, manifestandosi nella classica “farfalla” azzorriana la cui ala abbraccia il Mediterraneo occidentale secondo una disposizione zonale (ZON) ascrivibile ad una modalità positiva della NAO. Le anomalie sono piuttosto contenute in valore assoluto, permettendo frequenti infiltrazioni di correnti più fresche che causano il fiorire di numerosi temporali estivi.
L’estate in questo contesto si presenta quindi con valori termici e accumuli precipitativi quasi sempre vicini alla media, con effetti, in questo specifico caso, omogenei un po’ per tutta la penisola.

Il terzo regime (c) individua una circolazione ciclonica persistente a ridosso delle coste occidentali europee (Atlantic Low = ATL), racchiusa tra due fasce anticicloniche situate rispettivamente sulla Groenlandia (Groenlandia Anticyclone = GA) e sul basso Atlantico, in estensione sino ai Balcani, passando per il Nordafrica, secondo una disposizione tipicamente associabile all’EA+.
La frequenza del pattern in oggetto è mediamente bassa, ma si osserva una forte variabilità intrastagionale e intradecadale. Come si può intuire, accade spesso che questo regime “tagli” di netto la penisola, con il Nord e le Tirreniche sotto l’influsso fresco e instabile delle correnti atlantiche, mentre Adriatiche e Sud assistono al richiamo di correnti calde e spesso favonizzate con precipitazioni molto scarse, come accadde recentemente nell’estate del 2007 e del 2001.

L’ultimo regime analizzato (d), non certo per ordine di importanza, è in realtà proprio quello più frequentemente osservabile in estate. Il ramo principale del getto è confinato a latitudini molto elevate, determinando un’anomalo approfondimento delle depressioni a cavallo tra la Baia di Baffin e la Groenlandia, cui fa seguito un Omega anticiclonico che va a collocarsi tra Gran Bretagna, Scandinavia ed Europa centrale, con i due centri di bassa pressione collocati solitamente in Atlantico e Mediterraneo orientale, secondo una modalità debolmente negativa dell’EA. La presenza della cosiddetta “falla iberica” provoca la risalita di correnti africane con target Europa centroccidentale, Nord Italia compreso.

Premesso questo, la classificazione della prima metà di giugno 2015 è stata la seguente.

I primi 3 giorni sono assimilabili al WR2, estate azzorriana, secondo la definizione data.

La grande ala della “farfalla azzorriana” abbraccia l’Europa centro meridionale e la distensione zonale dell’alta e la LP sulla Scandinavia denotano una NAO estiva (Summer NAO, SNAO) debolmente positiva con getto polare intenso tra il 50° e il 55° parallelo nord, tra Irlanda e Mar Baltico.

L'evoluzione ha poi portato al distacco della cella altopressoria sull'Europa. Tra il 3 ed il 4 giugno, dal vortice polare sul nord Atlantico si è generata una Rossby wave, una saccatura polare ad asse spiccatamente meridiano che ha operato un taglio sulla distensione zonale azzorriana.

L'onda di Rossby, che se fosse andata in lunghezza critica avrebbe determinato un WR3 con aggancio della LP a largo del nord Africa come si vede dalla figura, è stata invece rapidamente riagganciata dal flusso più a nord-est coadiuvato da una nuova distensione zonale dall'alta che appare nei pressi di Terranova. Alla fine si stabilisce una farfalla un pò più alta di latitudine che, come si vede dalla successiva figura (4-11 giugno), ha sia la tipica marcatura del WR4 con le 2 LP basse di latitudine a largo del Portogallo e su Grecia, sia la tipica marcatura del WR2 con il centro motore di bassa pressione sulla Scandinavia.

La successiva classificazione dei 4 WR estivi data da Stefano Agustoni (Steph), che riportiamo per completezza, si basa su 2 parametri discriminanti :

• East Atlantic Jetstream (EAJ): il getto polare scorre attorno al 50° parallelo nord, tra Irlanda e Repubbliche Baltiche;

• Summer NAO (SNAO): l'anomalia positiva di geopotenziale si adagia attorno al 50° parallelo nord, tra Irlanda e Repubbliche Baltiche;

a) SNAO- e EAJ- individuano il WR1, cioè una sorta di EUropeLow/ATlanticHigh (EULATH) –> sottomedia termica sia sulle regioni settentrionali/alpine che su quelle meridionali/mediterranee, surplus pluviometrico;

b) SNAO+ e EAJ+ individuano il WR2, cioè una sorta di EUropeHigh/POlarLow (EUHPOL) –> sopramedia termica sia sulle regioni settentrionali/alpine che su quelle meridionali/mediterranee, maggior frequenza di HW in entrambe le zone, deficit pluviometrico;

c) SNAO- e EAJ+ individuano il WR3, cioè una sorta di ATlanticLow/Adriatic-GreenlandHigh (ATLAGH) –> sopramedia termica nelle regioni meridionali / mediterranee con massima frequenza di HW e deficit pluvio, ma sopramedia anche nelle regioni settentrionali/alpine accompagnata però da surplus pluvio (ilWR tipico delle ultime estati);

d) SNAO+ e EAJ- individuano il WR4, cioè una sorta di BLOckingSCandinavo (BLOSCH) –> sopramedia termica nelle regioni settentrionali/alpine (soprattutto negli ultimi decenni) con massima frequenza di HW e deficit pluvio, leggero sottomedia termico in quelle meridionali/mediterranee (anche se meno negli ultimi decenni) con qualche possibilità in più per surplus pluvio.

Sulla base di questa classificazione, se cambia il segno dell’EAJ o della SNAO allora cambia anche il regime del tempo in Europa. 

Sebbene la classificazione dei WR abbia un certo grado di soggettività, è evidente che i due periodi, 1-3 giugno e 4-11 giugno, sono accomunati da avere la stessa similitudine sia per quanto riguarda la NAO estiva, con moderato gradiente tra latitudini artiche e le medie latitudini euro-atlantiche, sia per quanto riguarda l'EAJ che è positivo ma non in modo accentuato.

Il risultato è una figura che capita sempre più spesso dagli anni 2000 che potrebbe aggiornare l'insieme dei 4 wether regimes estivi secondo le condizioni di neutralità di entrambi gli indici. Potremo definirla “azzorriana new style”, in contrapposizione a quella del WR2, perchè si colloca più alta di latitudine tra 5° e 10°N.

Un drastico cambiamento invece si è avuto il 12 giugno allorquando la LP che marcava il WR4 a largo della Penisola Iberica, viene agganciata da una saccatura collegata alla Depressione d'Islanda in approfondimento sulla Scandinavia.

Si passa dal pattern disteso sui paralleli a quello di accentuata meridianità. Nei giorni successivi l'area di bassa pressione sulla Spagna si accentra sul Mediterraneo e l'Italia e viene agganciata da gocce fredde che scorrono sul bordo orientale dell'alta delle Azzorre che tende ad elevarsi alla Groenlandia con incipit di AO negativa. Questa è la tipica marcatura del WR1 che lo vedremo continuare fino ad oggi e proseguire ancora qualche giorno. La reanalisys disponibile arriva fino al 16 giugno; aggiungendo la settimana successiva viene meno il ponte di alta pressione tra Gran Bretagna e Germania visibile nella figura successiva.

INTRODUZIONE

Analisi primavera

Nell’Europa centro-occidentale la primavera è stata calda e secca. Le maggiori anomalie si sono registrate nel sud-ovest (Spagna, Francia e nord Italia) e nel nord Europa, risultando agganciate ad un’area di caldo intenso localizzato sull’Africa occidentale. I massimi di geopotenziale si sono posizionati proprio su questa area, ma l’anomalia si è estesa comunque a tutta l’Europa. L’anomalia positiva sulla Scandinavia è invece risultata agganciata ad una vasta area sul nord della Russia e sull’Artico eurasiatico, conseguenza di un inverno molto anomalo in quell’area.

Progressivamente in primavera il getto atlantico si è rinforzato alle basse latitudini del nord Atlantico, distendendosi poi sul vecchio continente. Tale rinforzo è stato puramente zonale, ma tra l’est Atlantico e il Nord Europa il JS ha assunto una inclinazione debolmente da sud-ovest a nord-est.

Le anomalie di temperatura delle acque del nord Atlantico sono suddivise in fasce longitudinali: negativa la fascia tropicale tra Sudamerica e nord-ovest Africa e quella polare oltre i 55° di latitudine, positiva la fascia delle medie latitudini tra i Caraibi e la penisola iberica. Tecnicamente si tratta di tripolo da NAO+. Questa disposizione riflette la fase positiva dell'oscillazione multidecennale atlantica (ciclo AMO), anche se in marzo e aprile (il dato di maggio non è ancora noto) tale indice ha mostrato valori debolmente negativi (analogamente al 2009 e al 2014). In particolare, due settori caratterizzano le SSTA atlantiche: 1) la regione RM, a sud-est dell’isola di Terranova, che è in calo costante da qualche mese dopo i picchi elevati registrati tra autunno ed inverno, 2) la regione WHWP, centrata nell’area caraibica, che al contrario è moderatamente positiva. In zona equatoriale, nell’area del Golfo di Guinea, le anomalie risultano ancora molto positive, con importanti effetti quali il ritardo del monsone ovest-africano ed una linea di convergenza intertropicale (ITCZ) più bassa della media sul settore occidentale.

Le acque superficiali dell’Oceano Indiano sono passate in debole positività da questa primavera, e riflettono una partenza in sordina del monsone indiano. Lo scorso anno si ebbe una breve fase debolmente positiva tra fine primavera ed inizio estate, ma poi girarono in negativo nella rimanente parte della stagione in concomitanza con una debole fase di Niño.

Gli indici legati all'attività del ciclo solare, soprattutto la fase di forte irradianza solare (TSI) in abbinamento con l'indice di attività geomagnetica (Ap Index) ed il particolare ciclo della QBO rilevata a 45 hPa, lasciano propendere per un’entrata del getto con asse principale tra UK e Baltico, con un debole ramo secondario da NW/SE verso il Mediterraneo occidentale.

Il decadimento stagionale del Vortice Polare Stratosferico mostra alcune affinità evolutive con lo scorso anno (FW late simultaneo o preceduto di poco da riscaldamento di tipo Major con inversione dei gradienti di geopotenziale e temperatura tra 60° e 90°N), ma con sostanziali differenze nel campo delle anomalie di geopotenziale. Il 2015 vede infatti geopotenziali mediamente molto più bassi del 2014, con stratcooling primaverile e numerosi picchi positivi di AO. In entrambi gli anni si nota la modulazione operata dalla PDO+ con un pattern PNA ben positivo, ma con effetti differenti sul comparto europeo, dove nella primavera 2014 un getto molto teso ha disteso lungo i paralleli l’alta pressione sub tropicale in area atlantica, mentre nel 2015 abbiamo avuto un'uscita del getto dal continente nordamericano di pari intensità ma con una buona divergenza in Atlantico, che ha prodotto venti zonali a 500 hPa molto superiori alla media del periodo sia nel nord che in medio Atlantico. Questo comportamento ha modulato le SSTA atlantiche come accennato in precedenza.

Periodo recente (maggio)

Nelle ultime due decadi del mese di maggio il getto polare sul nord Atlantico è stato piuttosto attivo. La presenza di una struttura stabilizzante sulle Azzorre ha prodotto, nella sua fase di sviluppo centrata nella prima parte del mese, un rinforzo del getto subtropicale da est sull’Africa settentrionale. Tuttavia, nella seconda parte del mese una corrente umida e instabile di provenienza dal Golfo del Messico si è mossa alle latitudini tropicali dell’oceano, rovesciando completamente il vettoriamento delle masse d’aria in libera atmosfera sul nord Africa. Cambiamenti così repentini sono indice di estrema volatilità dei pattern atmosferici tra Oceano Atlantico ed Europa, e probabilmente sono effetto di profondi cambiamenti a livello oceanico su scala globale. A fronte di un ENSO su scala biennale, questo episodio del 2015 si sta differenziando da quelli più affini per il momento in cui raggiunge la sua massima intensità, ovvero in piena estate, e localizzato in zona Nino1+2 con magnitudine forte (>+2). Infatti, pur rimanendo la marcatura tipica degli ultimi 3 anni per quanto riguarda il getto tra nord Atlantico, nord Africa ed Europa centro-ovest, ci sono delle analogie riguardanti gli anni con ENSO strong east-based come il 1983.

Il cambio di direzionalità del getto in libera atmosfera sul nord Africa ha aiutato l'ITCZ in zona orientale ad andare sopra la media, anche per la presenza di un'area di forte convezione tropicale con trasporto meridionale di calore attraverso le regioni centro-orientali africane (Rep. Centrafricana, Ciad e Sudan). Al contrario, l'entrata del getto mantiene l'ITCZ sul settore occidentale molto più bassa della media, anche per la presenza di un Golfo di Guinea particolarmente caldo che limita il gradiente con il caldo entroterra sub-sahariano.

Il monsone indiano mantiene un legame piuttosto coerente con il Niño, mostrando una partenza sottotono come in occasione di eventi di ENSO moderato. Quando però il Niño è molto forte è spesso anche molto spostato ad est: in tali casi c’è margine per la ripresa dei venti occidentali alle latitudini equatoriali del settore indo-pacifico, in grado di riportare il monsone su valori in media o anche sopra, come ad esempio nel 1997-98. Quest’anno i principali modelli propendono per un ridimensionamento dell'intensità del Niño nel corso della stagione e per uno spostamento del “core” delle anomalie verso ovest, ragion per cui ad uno sviluppo del monsone indiano in media se non leggermente sopra ne seguirebbe un anticipato e lento declino.

Le SSTA atlantiche si sono modificate in primavera, culminando in maggio con uno spostamento molto evidente verso est dell’anomalia negativa di temperatura sul nord Atlantico. Alcuni modelli propendono per una interruzione dello spostamento di queste anomalie, che manterrebbero così la loro attuale posizione, mentre altri modelli vedono queste anomalie perdere di significato, “spalmandosi” verso sud. In generale, l’anomalia positiva sulle coste europee e nord-ovest africane dovrebbe ridimensionarsi, mentre l’anomalia positiva di temperatura molto accentuata sul Mediterraneo tenderà a persistere, coerentemente ad annate come il 2009 e in misura minore al 2003.

Per quanto riguarda il vortice polare, le differenze tra il maggio 2014 e quello del 2015 mostrano quest'anno un VP più proteso verso l’oceano Atlantico, ma al tempo stesso più ridotto di dimensione rispetto al 2014. In Oceano Atlantico risultano determinanti le modalità di uscita del getto dal nord America, che in accoppiata con il PNA tendono ad orientare il getto in entrata sull'Europa con un asse più inclinato da sud-ovest rispetto all’anno scorso.

Infine, dopo oltre un mese e mezzo di debolezza, con l'esordio della stagione estiva la Madden Julian Oscillation sembra mostrare un notevole rinforzo nella fase 1, che in associazione ad ENSO+ mostra una certa correlazione con periodi di anomalia positiva di geopotenziale nel bacino centro-occidentale del Mediterraneo, in associazione ad anomalie negative centrate tra Islanda, Irlanda e Gran Bretagna (vedi Tabelle MJO – MeteoNetwork).

Outlook stagionale

Relativamente alla prima parte della stagione, la nostra visione è quella di una corrente a getto atlantica tendente a rinforzare sopra le coste europee nord-occidentali, limitando progressivamente l'influenza sul vecchio continente da parte dell'Anticiclone delle Azzorre e facendo emergere al tempo stesso come figura dominante della stagione l'anticiclone centro-settentrionale europeo. Il tipo di tempo in Atlantico appare più dinamico, contrapponendosi pertanto alla stabilità sull'area europea e all'instabilità in area basso-mediterranea (che comunque tenderà a ridursi con il passare delle settimane).

L’andamento dei primi due mesi potrebbe quindi essere caratterizzato da risalite di aria subtropicale oceanica passanti attraverso la penisola iberica, con strutture altopressorie in trasferimento sul centro-ovest europeo, che lascerebbero passare di tanto in tanto brevi impulsi di aria instabile di estrazione atlantica in discesa dal Golfo di Biscaglia o dal Mare del Nord. Dovrebbe mantenersi altresì una circolazione depressionaria residua in zona Lapponia-Mar di Barents, derivante dagli strascichi del FW avutosi in primavera.

Si dovrebbe assistere ad una progressiva instaurazione di un'anomalia negativa di geopotenziale a largo dell'Irlanda, associata a SSTA altrettanto negative, mentre le anomalie positive maggiori dovrebbero traslare verso l'est Europa. La sinottica presenterebbe una cella subtropicale ben radicata in quota su Marocco/Algeria, ed una fascia di GPT più alti della media tra Francia, Danimarca e area balcanica.

Figura 1 – Mappa di anomalia geopotenziale a 500 hPa prevista per la prima parte dell'estate 2015

Nel delineare la tendenza per la seconda parte stagione estiva 2015, al momento riteniamo che l’area di anomalia negativa di geopotenziali in Atlantico precedentemente descritta potrebbe influenzare più direttamente il tempo europeo rispetto alla prima parte, contrapponendosi ad un HP di blocco tra Europa settentrionale ed Europa orientale; si rimanda tuttavia a luglio per una descrizione maggiormente dettagliata delle configurazioni previste e degli effetti ad esse correlate.

La Quasi-Biennal Oscillation (QBO) condiziona l’estate europea quando il picco negativo si va a sovrapporre al trimestre estivo. In Figura 1 osserviamo l’andamento della QBO a 30 mb tra i mesi di giugno e ottobre degli anni che vanno dal 1994 al 2013. Gli anni che hanno avuto un minimo estivo sono riportati con un font evidenziato. Essi sono il 1994, il 1998, il 2001, il 2003, il 2009 e il 2012. In questo insieme di anni sono compresi ben 5 delle 6 estati più calde dal 1997 sul centro-nord Italia.

Figura 1. QBO a 30 mb nei mesi compresi tra giugno e ottobre nel periodo 1994-2013.

Il fatto però che il campione di estati sia piccolo e una di esse non rientra (anche se di poco) tra le più calde, indica che pur essendo un fattore molto valido per predire un’estate calda, deve essere utilizzato con estrema prudenza per evitare il fallimento di una proiezione di caldo estremo. Sulla base di questo non si potrà mai ragionevolmente affermare “sarà un’estate come quella del 2003”.

Il plot di Figura 1 inizia dal 1994. Nell’indagine svolta in questo articolo emerge che le 6 estati più estreme dal 1970 sono tutte successive al 1993. Evidentemente esiste un fenomeno fisico che tagliando in 2 parti ad inizio anni 90, il periodo 1970-2013, incide significativamente sulle estati estreme.

Il fenomeno maggiormente indiziato è rappresentato dall’oscillazione multidecadale atlantica (AMO) che è passata da negativa a positiva proprio ad inizio anni 90. L’AMO è una variazione ciclica di temperatura delle acque dell’Oceano Atlantico a nord dell’equatore che colloca i massimi nel triangolo di vertici il Labrador, l’Irlanda ed il sud-est della Groenlandia (Figura 2, tratta da Trenberth e Shea, 2006).

Figura 2. Correlazione tra l’indice AMO è la temperatura media annuale dell’aria sulla superficie del pianeta tra il 1900 e il 2004. 

In Figura 3 l’AMO è mostrata su scala annuale. Le ondulazioni nell’ultimo periodo di AMO+ sono di varie altezze e di varie ampiezze: a) i più alti sono i picchi del 1998 e 2010 sopra una semionda di ampiezza annuale; il più basso è il picco del 1995 ancora sopra una semionda di ampiezza annuale; intermedio è il picco del 2005 stavolta relativo ad una semionda di ampiezza pluriannuale. L’AMO è un fattore che agisce su una scala temporale molto più grande rispetto alla QBO in quanto, ad eccezione del 1998, gli anni appena citati hanno avuto estati fresche rispetto alla media estiva 1994-2013.

Figura 3. Relazione che esiste tra picco AMO ed estate estrema sull' area 40°-50°N 5°-15°E (centro-nord Italia). Più alto è il picco più anni intercorrono da un estate molto estrema; più basso è il picco meno anni intercorrono da una estate calda ma meno estrema.

La relazione remota che esiste tra picco AMO ed estate estrema, coinvolgendo una scala temporale molto lunga ha a che fare con la circolazione termoalina oceanica. Se le termiche superficiali oceaniche sono molto alte sul Nordatlantico, dove viene scatenata la convezione con l’aria gelida residente sul plateau groenlandese, non tutta l’energia del condotto caldo relativo alla Corrente del Golfo riesce ad essere scambiata. Il rientro verso sud è indebolito e la riemersione in ovest Pacifico è anticipata favorendo episodi di Nina. Dopo il picco debole del 1995 abbiamo avuto la Nina del 1995-96, dopo quello molto forte del 1998 abbiamo avuto la Nina prolungata del 1998-2001, dopo quello intermedio del 2005 abbiamo avuto due fasi di Nina (quella del 2005-06 e quella del 2008-09), infine dopo quello forte del 2010 abbiamo avuto ancora la Nina prolungata del 2010-2013.

Al contrario, ove la riemersione sull’ovest Pacifico fosse ritardata questo facilita l’emersone del Nino: il termoclino sul Pacifico equatoriale diminuirebbe e gli alisei sempre più indeboliti lascerebbero il posto alle note tempeste da ovest che fanno riemergere in Nino a distanza di un anno dalla fine delle condizioni di Nina.

Il Nino emerge: i) nel 1997-98 dopo la Nina del 1995-96; ii) nel 2002-03 dopo la Nina prolungata del 1998-2001; iii) nel 2006-07 dopo quella del 2005-06; iv) nel 2009-10 dopo quella della fine 2007-inizio 2009; v) ed infine, sarà di questi giorni, quella del 2015 (anticipata dalla pre-fase della primavera 2014), dopo quella prolungata del 2010-inizio 2014. Attualmente è prevista una media spaghi di +1.7 a luglio per il Nino 3.4: questa è una previsione di episodio moderato-forte.

A differenza dell’AMO, il Nino incide istantaneamente sulla circolazione atmosferica inibendo gli alisei che scorrono in Atlantico tropicale e, più in generale, tra Sudamerica ed Africa. In estate la Cella di Hadley si potenzia in modo anomalo e si slancia più a nord della media.

Molti sospetti e pessime analogie ricadono proprio sull’estate del 2015 e sono rafforzati dal fatto che se il Nino inizia ad emergere in primavera, come l’anno scorso, nella successiva estate gli alisei subiscono un drastico calo, ma la Cella di Hadley non ce la fa ancora ad girare a pieni regimi. Cosa che invece non accadrebbe dopo oltre un anno di indebolimento degli alisei.

In Figura 3 osserviamo che il tempo che intercorre tra un picco annuale di AMO e l’estate estrema sia compreso tra 3 e 5 anni. Grandi picchi come quello del 1998 (e del 2010) comporterebbero una fase prolungata di rientro del fascio termoalino che,  non avendo scambiato tutta la sua energia del condotto caldo tramite l’interazione con l’aria gelida residente sul plateau groenlandese, è meno profondo e più lento (Nina prolungata). E’ ipotizzabile allora che il fattore picco di AMO annuale impieghi il massimo di anni (5) agendo sull’estate 2003. Un picco debole come quello del 1995 avrebbe invece dissipato più calore e avrebbe un rientro un po’ più profondo e un po’ più rapido. E’ ipotizzabile che impieghi meno anni (3), agendo sull’estate 1998. Un picco intermedio come quello del 2005 è ipotizzabile che si collochi in modo intermedio tra i due (4 anni circa) agendo sull’estate 2009.

Queste speculazioni saranno messe alla prova nella prossima estate. Se le 3 estati estreme del 1998, 2003 e 2009 potevano essere spiegate sulla base del minimo estivo di QBO a 30mb, tale fattore non spiega invece la gerarchia e cioè che l’estate 2003 sia stata più calda di quella del 1998 che sua volta è stata più calda di quella del 2009 (stiamo parlando sempre del centro-nord Italia, all’incirca l’area 40°-50°N 5°-15°E). Da notare, incidentalmente, che l’estate 2015 segue di 5 anni il grande picco del 2010 e di 3 anni il picco debole del 2012…

Conclusione. Poiché l’estate 2015 segue all’incirca di un anno l’emersione del Nino (come il 2003 e il 1998), segue di 5 anni un forte picco di AMO annuale (come il 2003), segue di 3 anni un debole picco di AMO annuale (come il 1998) e si candida ad avere QBO negativa a fine estate (come il 1998, il 2003, il 2009 e il 2012), si candida anche ad essere estrema. L’unica incertezza è che nel frattempo non sia di nuovo cambiata una fase climatologica caratterizzata dallo spostamento in avanti della primavera come nel caso dell’estate scorsa per il ritorno di estati “vintage” tipiche di anni come il 1974, il 1980 o addirittura il 1984 caratterizzate dagli effetti in troposfera di Major Warming stratosferici che decretano la fine anticipata del vortice polare stratosferico (Early Major Final Warming, un fenomeno che mancava dal 1989).

Ma in ogni caso … il cerchio si stringe.

In generale, lo sviluppo di una intensa attività convettiva intertropicale sull’Oceano Pacifico incrementa la circolazione di Brewer-Dobson. Il trasporto di calore a tutte le quote della stratosfera del nord Pacifico con sviluppo e rapido rafforzamento della wave pacifica ne è la naturale conseguenza.

Nel marzo 2014 partì una forte onda di Kelvin che riuscì ad attraversare il Pacifico. A fine mese la Wave 1, visibile in figura tra i due centri d'azione H e L,  fu talmente intensa da provocare uno stratwarming sul Polo Nord in grado disassare il Vortice Polare Stratosferico (VPS) sulla Siberia.

L’azione iniziò così:

La storia si ripete con modalità quasi identiche. Una forte onda di Kelvin è partita dal settore indo-pacifico con fasi crescenti della Madden Julian Oscillation, dalla 5 alla 8 con un quasi-fondo scala per la fase 7. Dal plot dell’ente statunitense per l’atmosfera e l’oceanografia, NOAA, possiamo vedere come l’isoterma 20° si stia comportando in modo speculare all’anno scorso (in alto nella figura successiva), come fatto osservare puntualmente sul nostro forum (si veda questo post).

In particolare è più profonda della media di circa 30 m sotto la superficie oceanica. L’anno scorso la grande onda di Kelvin raggiunse poi il fondo scala dei 45 m; essa partì a metà febbraio in fase 6 MJO (a sinistra in figura), raggiunse la massima magnitudine in fase 8 e morì dopo aver compiuto un giro completo in fase 5. Quest’anno, come anticipato, nasce in fase 5 ad inizio marzo, raggiunge la massima magnitudine in fase 7 e non è escluso che compia di nuovo tutto il giro come si evince dalla proiezione ECMWF a destra.

Si specula che la maggiore magnitudine ottenuta 20° più ad ovest, nel settore indo-pacifico, possa ridurre il gap temporale di una ventina di giorni sul calendario per forzare la Wave 1 e produrre un analogo stratwarming di tipo displacement del VPS. Da notare come in questa proiezione su base ECMWF il disassamento del VPS sia ruotato di appena 20° in senso orario rispetto allo scorso anno.

Ripresa degli stratwarming che, prima delocalizzano il VPS sulla Siberia e poi lo conducono sulla via del tramonto stagionale assimilabile a Final Warming di tipo Major (che non si verificavano più da anni, si veda Final Warming 2014) e Nino est-based sembrano legati sempre più a doppio filo.

Lo Stratcooling è anomalo raffreddamento stratosferico durante la stagione invernale, opposto allo Stratwarming. Dalla mappa relativa alle anomalie della temperatura al livello dell'isoipsa di 10 hPa dello scorso 28 Febbraio, si possono osservare temperature al di sotto della norma dai 12 ai 20°C, sul nostro Semiemisfero Settentrionale. Anche stamani le rilevazioni satellitari mostrano temperature di -75° sul nord della Russia. Nei prossimi giorni la temperatura minima al livello della isoipsa 100 hPa scenderà di vari gradi portandosi intorno ai -80°. Il raffreddamento una volta raggiunta la troposfera amplia la struttura le Vortice Polare, approfondisce i geopotenziali e porta a riversare sul suolo polare l’aria gelida proveniente dai piani alti della troposfera.

Lo Stratcooling è dunque un meccanismo naturale di riequilibrio energetico all’interno dell’atmosfera. Dalla mappa delle rilevazioni della sonda RSS si può osservare come dai primi anni novanta in poi ad un raffreddamento costante della stratosfera corrisponda la fase di GW troposferico. Dai primi anni novanta sono aumentati gli episodi di raffreddamento stratosferico tardo invernali che hanno ridotto il riscaldamento dell’Artico in Febbraio e Marzo (in misura minore) e in alcuni casi hanno anche superato la soglia di +1.5 del NAM. Il North  Annular Mode (NAM) rappresenta la profondità del geopotenziale delle aree polari e la forza dei venti occidentali su tutta la colonna atmosferica alle medie latitudini ed è una sorta di misura della forza dello Stratcooling: quant’è accoppiata la troposfera con la stratosfera (maggiore freddo vs minori geopotenziali).

In questi giorni il NAM ha superato la soglia suddetta raggiungendo un valore davvero ragguardevole, +2.3. Tale dato è ancora più importante se pensiamo che il NAM riferito al suolo, cioè l’Oscillazione Artica (AO), nei prossimi giorni potrebbe essere il record assoluto con valore fuori dal range attuale [-6,+6] (record attuale +5.911). Questo porta ad un forte compattamento in area polare e a grandi spazi lasciati aperti alle basse latitudini per la cosidetta circolazione secondaria in seno al Vortice Polare.

Uno Stratcooling primaverile o tardo invernale non deve essere sottovalutato perché la quantità di aria fredda riversata sull’Artico porta a tardive ondate di freddo invernali non appena si allenta la cintura contenitiva del getto polare, laddove in pieno inverno potrebbe portare invece ad un generale aumento delle temperature in pianura e nei fondovalle (rottura dello strato d’inversione e varco aperto per i fronti nordatlantici). Come esempi, ci sono quello del Marzo 2004 e del freddissimo Marzo 1971, caratterizzato da un intenso Stratcooling nel mese di Febbraio. Inoltre statisticamente influisce sull’allungamento del ciclo di vita del Vortice Polare stesso (con incremento di Final Warming di tipo Late) consentendo il proseguimento della primavera in modo piuttosto dinamico (nei mesi di Aprile e Maggio).

Il vortice polare sta assumendo caratteristiche molto diverse rispetto ai decenni precedenti. La Figura 1 mostra l’indebolimento del Vortice Polare che avviene in modo netto e perentorio maggio e giugno. Successivamente si osserva un accoppiamento tra anticiclone polare estivo stratosferico e troposferico. La presenza di un’alta polare durante la stagione estiva porta ad aumentare la velocità di scioglimento dei ghiacci artici. Considerato che questo fatto precede il raffreddamento radiativo stagionale può essere considerata come una delle cause, se non la causa principale, del problema che affligge il vortice polare in autunno.

Questa modifica risale alla fine degli anni 90 ma assume caratteristiche più accentuate dalla metà degli anni duemila in concomitanza con il minimo pluridecadale della superficie dei ghiacci. L’obiettivo è indagare gli effetti di questo crollo sulla stagione autunnale.

Figura 1. La progressiva anomalia dell’oscillazione artica tra il 1998 e il 2014

La principale differenza tra le due curve AO media 1950-2014 vs AO media 2004-2014 (ed in misura minore l’AO media 1998-2014) sta nel riquadro a destra di Figura 1 in cui le curve sono in fase opposta. Il vortice polare si intensifica quando inizia il raffreddamento radiativo (mesi di settembre e ottobre) per poi indebolirsi leggermente in novembre dicembre fino ad un crollo generale e accentuato nel culmine della stagione invernale (gennaio e febbraio).

Negli ultimi 2 decenni, ed in particolare dall'inverno 2003-2004 in poi, abbiamo una ripartenza troppo forte del Vortice Polare in settembre che si ripercuote con un break clamoroso in ottobre quando invece dovrebbe avere il secondo massimo relativo annuale (il maggiore è in aprile) per poi intensificarsi di nuovo in novembre quando il vortice polare invece dovrebbe già iniziare ad indebolirsi, vuoi perché incomincia a manifestarsi l’attività d’onda in troposfera, vuoi perché iniziano i primi warming stratosferici.

La sostituzione del vortice polare con un anticiclone nella parte centrale dell’autunno porta ad un intensificarsi delle precipitazioni nelle regioni subpolari con un forte incremento di snowcover. Questo effetto, osservabile dal 2007 (Figura 2), è dovuto al fatto che due aree depressionarie si collocano sulla parte settentrionale e orientale dei due oceani coinvolgendo la parte nord-ovest dei due continenti boreali.

Figura 2. Le conseguenze sulla pressione al livello del mare nel mese di ottobre tra il 2007 e il 2014 (http://www.esrl.noaa.gov/psd/cgi-bin/data/composites/)

 D’altronde, la mancata corrispondenza alle varie quote tra suolo e alta troposfera impedisce di caratterizzare la forma stessa del vortice polare. In altre parole, l’incremento di snowcover in ottobre avviene senza la presenza di un vortice polare e dunque indipendentemente dalla sua forma (ellittica o meno). Questa considerazione è suffragata, come è mostrato in Figura 3, dall’incremento costante di copertura nevosa che avviene nel mese di ottobre dagli anni 2000, a prescindere dai principali indici teleconnettivi.

Figura 3. Le conseguenze sull’estensione della copertura nevosa nel mese di ottobre (http://climate.rutgers.edu/snowcover/)

 La seconda cresta autunnale dell’AO index ci indica che, in questo nuovo periodo climatico, la sincronizzazione tra vortice polare stratosferico e troposferico avviene in novembre. Si tratta di circa 2 mesi dopo del periodo climatico antecedente lo scioglimento estivo dell’artico. In pratica con questo shift di 2 mesi, l’unico mese invernale rimarrebbe febbraio con una fase immediatamente precedente nella seconda parte di gennaio; quest'ultimo risente della notte artica in maniera maggiore rispetto a novembre. Anche marzo e parte di aprile si troverebbero spesso presi dallo shift invernale con le dovute eccezioni che riguardano la presenza di inverni totalmente miti oppure freddi ma solo in modo precoce.

In futuro farò alcune speculazioni sugli effetti di questi complessi fattori sulla stagione estiva e forse apparirà chiaro come la prossima stagione estiva sarà una cartina di tornasole di tali speculazioni.