Teleconnessioni nel mare di Bering

Riassunto: Vengono usati gli spettri MEM e LOMB di 37 serie di pesca, biologia e indici climatici per verificare una possibile influenza di El Niño nel Pacifico settentrionale e nel mare di Bering. I risultati mostrano che le ciclicità tropicali di più alta frequenza (periodo 1.95-2.15 e 2.3-2.5 anni) sono presenti nell’72.2% e nel 55.6% degli indici climatici, nel 72.7% dei dati di pesca e nel 62.5% dei dati biologici; inoltre sono presenti nel 56.8% e nel 54.1% del totale delle serie, rispettivamente. Da notare che il massimo spettrale a 2.7-2.9 anni della sola regione Niño1+2 è presente nel 45.9% del campione completo, con una punta del 61.1% per gli indici climatici e un 50% per le serie biologiche. Il massimo spettrale di 3-6-3.8 anni (sempre della sola regione 1+2) è presente nel 54.5% delle serie di pesca e nel 50% delle serie biologiche.

In un articolo del 2016 di Di Lorenzo e Mantua (d’ora in poi DLM2016) si studia come un aumento delle temperature marine (SST) nel golfo dell’Alaska, temporalmente esteso tra l’autunno 2013 e l’inverno 2015, possa essere il frutto di teleconnessioni atmosferiche, nate nel Pacifico equatoriale (ElNiño) che avrebbero giocato un ruolo chiave nelle anomalie di pressione a livello del mare (sea level pressure anomay o SLPa) del Pacifico settentrionale orientale.
I modelli utilizzati sembrano giustificare il fatto che queste anomalie di pressione possano amplificarsi a causa dell’effetto serra e guidare la comparsa di eventi estremi nelle temperature oceaniche e nel regime pluviometrico degli Stati Uniti occidentali (il riferimento è alla siccità della California e quindi gli estremi indicano mancanza di pioggia).

Uno scettico penserebbe (pensa) che se i modelli sono costruiti sulla CO2, sull’effetto serra e quasi solo su feedback positivi, allora gli eventi estremi non possono non esserci, anche se quasi mai si ritrovano nelle osservazioni. Poi, per testare l’ipotesi che un’intensificazione dell’NPO (oscillazione del nord Pacifico) possa portare con sè una forte impronta della temperature oceanica nelle SST del golfo dell’Alaska, gli autori usano un modello CESM-LE sotto lo scenario RCP8.5 dell’effetto serra, il peggiore (dal punto di vista dell’AGW) e il meno plausibile tra gli scenari disponibili.

Per cercare di capire se le teleconnessioni descritte da DLM2016 si possono effettivamente osservare, ho aggiornato al 2016 alcuni dati che avevo scaricato e analizzato nel 2013 dal sito NOAA sul clima del mare di Bering. Il mare di Bering (v. fig.1) è separato dal Pacifico settentrionale, cui si riferisce DLM2016, dalla penisola dell’Alaska dalle isole Aleutine per cui le condizioni non sono le stesse del Pacifico, anche se l’aumento delle SST del 2013-2015 ha parzialmente interessato il mare di Bering nell’autunno 2014 e nell’inverso 2015 (v. DLM2016).

Fig.1: Mappa dell’area interessata. La banda nera trasversale è la penisola dell’Alaska. Le due isole sulla sinistra (St.Paul e St.George) insieme a due isole più piccole (Walrus e Otter) formano le isole Pribilof. L’indicazione Site 2 mostra la posizione della boa Mooring 2 (M2) dove sono misurate le SST1-4 usate nel post. La figura è tratta da questo sito.

Dal sito beringclimate ho scaricato 37 serie divise in: 11 di dati di pesca; 8, definite “Biology”, che comprendono misure di biomassa (kg/km2) ma anche durata (in ore) della pesca a strascico, un parametro, definito “diversity” che misura il numero delle specie pesato con la rispettiva abbondanza, il numero di cuccioli di foca nati sia sull’isola di St. Paul che in quella si St.George; 18 di indici climatici, molti dei quali si riferiscono all’oceano Pacifico, al mare di Bering, all’Alaska e alla Siberia, altri alla forza del vento lungo la penisola dell’Alaska, altri ancora all’indice di “ritiro” del ghiaccio, cioè al numero di giorni dopo il 15 marzo in cui c’è copertura di ghiaccio vicino a Mooring 2.

Purtroppo l’aggiornamento al 2016 riguarda solo in parte le serie di pesca e gli indici climatici (le serie biologiche sono praticamente ferme al 2006-2008, tranne la biomassa delle meduse -jelly- estesa al 2014) e questo non permette un confronto diretto con DLM2016. È però possibile verificare se le ciclicità tipiche di El Niño mostrate in fig.2 (pdf) si osservano -e con quale frequenza- anche negli spettri dell complessive 37 serie e in quelli di ognuna delle tre parti: pesca, biologia, indici climatici.

Sarebbe inutile mostrare i grafici di tutte le serie, peraltro disponibili sito di supporto: a mero titolo di esempio in fig.3 (pdf) viene presentata l’analisi dei venti nord-sud che soffiano alle isole Pribilof (venti meridionali).

Fig.2: Spettro MEM dei dati settimanali delle 4 regioni El Niño -1+2, 3, 3.4, 4- ripreso da un precedente post su CM (fig.3).

Fig.3: Anomalia delle velocità dei venti da nord a sud che soffiano alle isole Prilof (St.Paul, St. George, Walrus, Otter). Notare che i dati sono aggiornati al 2013. In basso lo spettro MEM con l’indicazione dei periodi, in anni. In tutti i grafici degli spettri è indicata, in arancio, la posizione del massimo spettrale a 2.872 anni di cui ho parlato a gennaio 2013 in questo post su CM

L’insieme completo dei risultati nel foglio di calcolo nel sito di supporto e un compendio dei valori più significativi viene mostrato nella successiva tabella 1.

Tab.1.Frequenze di occorrenza (%) più significative nel confronto tra i massimi spettrali delle regioni El Niño e quelli delle serie analizzate nel post. In grigio i valori relativi “all’altro” intervallo di periodi.
              |   NINO 3,3.4,4    |  NINO 1+2
Serie N 2.3-2.5 1.95-2.15 3.6-3.8 2.7-2.9
PESCA 11 72.7 27.2 54.5 18.2
BIOLOGIA 8 25 62.5 50 50
INDICI 18 55.6 72.2 22.2 61.1
TOTALE 37 54.1 56.8 37.8 45.9

Conclusioni
Si osservano frequenti coincidenze tra i massimi spettrali tipici delle regioni El Niño e quelli di 37 serie composite. Queste coincidenze non sono certamente una prova di teleconnessioni dirette tra ENSO e Pacifico – mare di Bering, ma sono un forte indizio di ciclicità comuni (un “respiro” comune?) tra fascia equatoriale e regioni oceaniche settentrionali.

Mentre si può (facilmente?) immaginare che l’alta frequenza osservata per gli indici climatici possa derivare dal fatto che molte delle serie analizzate sono essenzialmente indici oceanici, appare molto interessante l’alta frequenza derivata dai dati di pesca e da quelli biologici, in apparenza non direttamente connessi con le oscillazioni equatoriali. Non è chiaro perché la quantità di pescato nel mare di Bering debba seguire (o, in ogni caso, essere molto simile a) le oscillazioni del Pacifico equatoriale. Qui non è come in Equador, dove la salita del termocline e quindi dei nutrienti delle acque profonde porta con sè abbondanza di pesce e quindi un pescato più abbondante; o, se lo è, il legame con ENSO è tutt’altro che evidente (almeno a me). La stessa cosa per le serie biologiche, in gran parte costituite da misure di biomassa.

Un altro aspetto da notare è l’influenza che sembrano avere su tutte le serie le fasi iniziale e finale di ENSO -osservabili nella regione 1+2, la più orientale- fasi che pure mostrano uno spettro visibilmente diverso da quelli delle altre regioni. La regione 1+2 occupa un’area quasi trascurabile rispetto a quella delle altre 3 regioni (v. qui, figura iniziale) e personalmente mi ero fatto l’idea che la sua influenza su tutto il processo El Niño/La Niña fosse molto bassa. I risultati ottenuti mostrano che l’idea non è corretta e che della regione 1+2 bisogna tenere conto.

Tutti i grafici e i dati, iniziali e derivati, relativi a questo post si trovano nel sito di supporto qui

Bibliografia
Di Lorenzo E., Mantua N.: Multi-year persistence of the 2014/15 North Pacific marine heatwave , Nature Climate Change, 6, 1042-1047, 2016. doi:10.1038/NCLIMATE3082

 

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...Facebooktwittergoogle_pluslinkedinmail
Licenza Creative Commons
Quest'opera di www.climatemonitor.it è distribuita con Licenza Creative Commons Attribuzione - Non commerciale 4.0 Internazionale.
Permessi ulteriori rispetto alle finalità della presente licenza possono essere disponibili presso info@climatemonitor.it.

Author: Franco Zavatti

Share This Post On

5 Comments

  1. Ho cercato una scorciatoia nel costruire la tabella 1, ma la “furbizia” non paga: NINO 3,3.4,4 è il riferimento per i periodi 2.3-2.5 e 1.95-2.15 anni e NINO1+2 per i periodi 3.6-3.8 e 2.7-2.9 anni. Mi scuso. Franco

    Post a Reply
  2. Caro Franco, sono d’accordo con te che una correlazione non costituisce una causalità, ma 37 correlazioni mi sembra che qualcosa vogliano dire.
    E’ notorio che i ricercatori non hanno mai individuato forti correlazioni tra gli eventi ENSO e l’evoluzione meteorologica dell’emisfero settentrionale, ma ciò che tu hai evidenziato mi sembra che avvalori l’ipotesi della portata globale degli eventi ENSO. Prima di poter parlare di una teleconnesione reale tra quanto succede in area tropicale nel sud emisfero e come si ripercuota in quello settentrionale, dovrà passare molta acqua sotto i ponti. Non mi stupirei, però, se un nesso di causalità tra Nino, Nina e meteorologia del nord emisfero, emergesse dalle ricerche. Il sistema climatico è dinamico, complesso, non lineare ed interconnesso per cui ripercussioni globali di eventi locali non mi meraviglierebbero più di tanto.
    Noto con piacere che il periodo di 2,87 anni tende a presentarsi spesso in serie che hanno poco a vedere con quelle solari.
    Ciao, Donato.

    Post a Reply
    • Caro Donato, anche nell’articolo di Di Lorenzo e Mantua che cito nel post, il legame tra El Nino e l’onda di calore nel Pacifico settentrionale è valido quanto lo sono i modelli usati per la “dimostrazione” del legame. E non conosco modi diversi dai modelli per mettere in evidenza le
      teleconnessioni. Qui ho tentato un approcio tramite la probabilità frequestista di accadimento degli eventi: anche se avessi trovato una probabilità del 100% (improbabile, come minimo) sarebbe stata necessaria grande cautela nel fare affermazioni in un senso o nell’altro. A mio parere il sistema che ho usato serve a sottolineare alcune similitudini, in attesa di un modello sempre più accurato delle teleconnessioni, senza dimenticare la non linearità e la complessità del sistema climatico.

      Il picco a 2.87 anni credo sia diventato ormai una specie di nostro figlioccio (ricordo ai lettori che la presenza di quel massimo è stata sottolineata da te per la prima volta, circa tre anni fa) e non manco mai nei miei spettri di tracciare una linea verticale arancione per identificare la sua posizione, anche se non è presente. E poi, sì, anche per me il massimo continua a non essere presente nella maggioranza delle variabili legate al Sole. Ciao. Franco

      Post a Reply
      • caro Franco i tuoi post sono come “una boccata di aria fresca” Buon anno

        Post a Reply

Submit a Comment

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *