L’Outlook di CM per l’Inverno 2017-2018

Ben ritrovati a tutti i lettori di Climate Monitor. Eccoci a commentare nuovamente lo stato dell’atmosfera al fine di scorgere i segnali che potranno determinare le sorti della prossima stagione invernale.

Prima di avviarci all’analisi di alcune delle innumerevoli variabili che concorrono all’evoluzione stagionale direi di dare un’occhiata al modello IZE che ricordo è ormai stabilmente usato per la formulazione degli outlook invernali. Premetto che ho apportato una ulteriore modifica al modello (ora nella versione 2.1) che considera e descrive meglio, rispetto a quanto già fatto nelle precedenti versioni, la dinamica dell’indice PDO le cui linee di tendenza evidenziano dei pregressi cambiamenti negli schemi di circolazione atmosferica generale. Il grafico in figura 1 ci fornisce lo skill del modello e seppur mantenga una felice performance si nota l’errore commesso nella scorsa stagione.

Ovviamente nessuno può dirci se le modifiche apportate avranno un effetto positivo ma il riscontro effettuato con la rielaborazione dello scorso anno hanno fornito risultati assai aderenti a quanto realmente osservato. Vedremo se questo troverà conferme anche nella prognosi per la prossima stagione.

Apriamo la nostra carrellata guadando all’attività solare attraverso il grafico di figura 2 che mostra l’andamento del Sunspot Number (SSN).

Dal grafico si evidenzia come l’attività solare mensile sia stabilmente sotto il valore di soglia che determina una bassa o un’alta attività solare. Per meglio capire il momento di passaggio tra una fase definibile come di alta attività e l’attuale bassa attività ci affidiamo al grafico di figura 3. Questo ci indica che dal giugno del 2015 la nostra stella è entrata in una fase di bassa attività che ci porterà al minimo solare atteso tra il 2018 e il 2020.

Ora risulterà utile raffrontare tali valori con il dato della QBO a 30 hPa che ci suggerisce l’orientamento della circolazione stratosferica equatoriale. La figura 4 rappresenta l’andamento di tale variabile da gennaio a ottobre del corrente anno e dell’intero 2016.

Dal grafico riusciamo a determinare come la fase positiva dell’indice, che ha caratterizzato l’intero anno 2016, ha cambiato segno lo scorso  giugno. La bassa attività solare congiuntamente alla fase negativa della QBO è statisticamente favorevole ad un decorso disturbato del vortice polare determinandone una più evidente debolezza. Questo si evidenzia con una maggiore estensione verso sud ma minori velocità zonali del vortice stratosferico oltre i 60°N. Come più volte ricordato il vortice polare è molto sensibile alle variazioni di energia proveniente dalla fascia equatoriale del pianeta. Tale variazione modula l’attività d’onda che a sua volta è responsabile della dislocazione geografica dei principali centri d’azione alla base del condizionamento dell’intero flusso zonale e di conseguenza del regime troposferico. Tale dinamica è poi responsabile delle vicende stratosferiche fino, in taluni casi, raggiungere un effetto domino di amplificazione noto come evento TST. Quindi ad inizio stagione dobbiamo cercare di individuare il regime atmosferico che va imponendosi a causa delle varie forzanti. Prima di tutto cerchiamo di individuare la fonte di disturbo principale proveniente dall’attività convettiva equatoriale del Pacifico.

La figura 5 illustra la posizione media delle zone di convezione nel periodo compreso tra il primo ottobre scorso ed il 23 novembre (ultimo dato utile in fase di elaborazione del presente outlook).

I vettori del vento a 200hPa ci segnalano le zone equatoriali di convergenza e divergenza dove rispettivamente vi sono moti d’aria discendenti e ascendenti. Si possono quindi disegnare le celle convettive che determinano tali moti (riquadri in rosso) evidenziando che l’attività convettiva equatoriale vede posizionarsi su tre zone principali. Una in Africa centro-occidentale una seconda nell’Indonesia e una terza nell’America meridionale nella parte nord-occidentale con interessamento anche del Golfo del Messico. Tale dinamica indica una prevalenza delle fasi Madden in zona 4, 5, 6 con buona presa di ampiezza, in passaggio in zona 7 con ampiezza decrescente fino alle zone 8 e 1. L’attività convettiva equatoriale concorre ad alimentare e determinare la posizione delle principali onde planetarie. La configurazione di regime circolatorio prevalente, che sembra dare caratteristica alla prossima stagione invernale, dovrebbe essere di tipo a tre onde con vortice polare troposferico piuttosto disturbato con abbassamento latitudinale del fronte polare. L’andamento medio atteso del treno d’onda dovrebbe essere assai simile a quello rappresentato, in modo piuttosto stilizzato e grossolano, dalla curva nera di figura 5a.

L’Europa settentrionale, centrale, orientale e Mediterraneo centrale dovrebbero trovarsi in prevalente circolazione depressionaria. La configurazione sopra descritta condizionerà di conseguenza anche la stratosfera con una precisa dinamica di attivazione dei flussi di calore con una progressiva propagazione d’onda verticale la quale, in una successione di fasi, è attesa innescare un SSW probabilmente di tipo principale. Se così avverrà, stante la disposizione delle onde planetarie, sono maggiormente elevate le probabilità di una scissione del vortice. L’SSW determinerà come conseguenza una amplificazione dello schema troposferico sopra descritto con anche l’isolamento di figure anticicloniche alle alte latitudini e fronte polare a bassa latitudine. Ora proviamo a scorgerne le tracce.

Incominciamo subito ad analizzare una variabile estremamente importante, ovvero gli Eventi dei Flussi di Calore calcolati su un intervallo di 40 giorni, visibile in figura 6, a cui affianchiamo la sezione verticale dell’anomalia del geopotenziale compreso tra 1000 e 0,4 hPa come da figura 7.

Dalla figura 6 notiamo le tappe attese dei flussi di calore. Il modello proprietario in uso, nella coda di elaborazione, ci suggerisce come la variabile Eventi dei Flussi di Calore raggiungerà un massimo attorno alla fine della seconda decade di dicembre, contrassegnato al numero uno nel grafico, e frutto di una buona ripresa dei flussi di calore con altrettanto buona propagazione verticale d’onda ma ancora non convergente. Successivamente, seguendo una specifica dinamica derivata dalla mancata convergenza dei flussi a carico della prima onda, è lecito attendersi una stasi o una lieve flessione degli Eventi dei Flussi di calore (vedi il numero due) derivanti da un abbattimento dei flussi di calore dovuto alla successiva dinamica di rotazione e parziale contrazione del vortice con interruzione della propagazione verticale d’onda. Successivamente a questa fase, che si ritiene propedeutica, collocabile tra la fine del corrente anno e l’inizio del nuovo anno è attesa una netta ripresa dei flussi di calore con attivazione della seconda onda e ottima propagazione verticale con azione convergente che dovrebbe portare al superamento della soglia dei 5,5 K m/s attorno alla fine della prima decade di gennaio e contrassegnato al numero tre, determinando un riscaldamento stratosferico improvviso che si ritiene possa essere di tipo principale.

Il punto di volta, che seguendo tale ragionamento porterà all’SSW, è riconducibile agli ultimi giorni di novembre quando si raggiungerà il minimo valore degli Eventi dei Flussi di Calore. Da quel momento inizierà la cavalcata che porterà al Sudden Stratospheric Warming.

In realtà quanto esposto prende le mosse ancora precedentemente e infatti aiutandoci dal grafico 7 possiamo meglio apprezzarne le caratteristiche.

Un primo impulso, avvenuto ad inizio terza decade di ottobre scorso con debole propagazione verticale d’onda e flussi nel complesso divergenti, ha provocato un indebolimento del vortice polare stratosferico con sua successiva rotazione e approfondimento per cessazione del trasporto verticale d’onda e dei relativi flussi di calore (vedi animazione della vorticità potenziale a 1000K come da figura 8).

Tale dinamica è quella che ha portato al graduale approfondimento del vortice stratosferico ma senza “eccessi”. Approfondimento che non ha coinvolto la troposfera che ha continuato a mostrare un vortice complessivamente debole secondo lo schema sopra descrtitto. Un nuovo impulso troposferico, che ha preso le mosse dalla metà di novembre, in concomitanza con il riposizionamento geografico del vortice stratosferico ha consentito una nuova propagazione d’onda, che seguendo sempre il grafico 7, porterà ad un nuovo indebolimento del vortice stratosferico evidenziato da un brusco calo dell’indice NAM10hPa così come riscontrabile dalla curva gialla di previsione dell’indice in figura 9. Anche in questo caso tutta la dinamica sarà attribuibile alla prima onda la cui mancata convergenza e scivolamento verso il continente nord americano causerà una seconda rotazione del vortice con conseguente nuovo approfondimento per temporanea cessazione dei flussi di calore, giungendo così in terza decade di dicembre. In figura 9 è possibile notare anche un altro indice chiamato SEI, acronimo di Stratospheric Event Index, che è il frutto di un lavoro ancora in corso d’opera la cui lettura va affiancata all’indice NAM10hPa. Questo indice, che ricordo essere in fase sperimentale, è calcolato sulla medesima scala dell’indice NAM10hPa il cui obiettivo è quello di fornire precise indicazioni sulla classificazione degli eventi stratosferici. Ovvero se i due indici superano la soglia positiva o negativa indica il raggiungimento di un evento catalogabile come ESE (Extreme Stratospheric Event) altrimenti in caso di superamento della soglia del NAM10hPa ma non dell’indice SEI ci troviamo di fronte ad un evento di alti/bassi Flussi di Calore la cui dinamica differisce sia per intensità e capacità di generare un evento TST che nella durata complessiva. Ricordo che eventi di alti/bassi Flussi di Calore si susseguono normalmente nel corso di tutte le stagioni invernali boreali ma solo in casi particolari si presentano con le caratteristiche annoverabili ad un evento chiamato estremo. Si intuisce chiaramente la potenziale importanza di tale indice in grado di discriminare la tipologia degli eventi stratosferici fornendo utili indicazioni per le successive dinamiche evolutive. Una seconda indicazione, che deriva da quanto fin qui appena descritto, riguarda la differenza tra le due variabili. Più i valori differiscono tra loro più la troposfera e la stratosfera hanno, per così dire, un “cattivo” dialogo, contrariamente se vi è sintonia nei valori.

Dopo questa fase, verosimilmente tra la fine del corrente anno e l’inizio del nuovo anno, se tutto il ragionamento troverà conferma, è plausibile la forte riattivazione dei flussi di calore che porteranno al Sudden Stratospheric Warming. A corroborare tale analisi viene in soccorso anche la previsione dell’attività d’onda secondo l’output del modello IZE visibile in figura 10. Le fasi sono descritte nei vari riquadri.

Per concludere questa trattazione propongo la previsione dell’indice AO secondo il modello IZE che ricordo troverà una ulteriore elaborazione nella prima metà del mese di dicembre e visibile in figura 11. Il grafico penso non abbia bisogno di particolari commenti e sembra comunque anch’esso ricalcare quanto fin qui esposto.

In conclusione possiamo segnalare l’aspetto assolutamente dinamico di una stagione invernale che stante le aspettative dovrebbe presentarsi con caratteristiche stagionali piuttosto consone al periodo dopo una serie di inverni anonimi e siccitosi. Se quanto illustrato troverà realtà l’inverno presenterà, a grandi linee, una piovosità mediamente superiore alla norma in particolare per le regioni settentrionali. Le temperature potranno risultare mediamente sotto norma più marcato al nord e in parte al centro e attorno ai valori normali al sud.

Ovviamente il continuo monitoraggio dell’atmosfera soprattutto nelle prossime settimane servirà per le dovute conferme e/o smentite.

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7 Comments

  1. Incredibile l’inattendibilità di certi modelli di previsione stagionale: NASA, CFS, NCAR, ecc
    Tutti questi modelli funzionano nello stesso modo perchè prevedono termicamente un inverno sopra la media 1981/2010 in Italia:
    http://www.lamma.rete.toscana.it/meteo/previsioni-stagionali-outlook
    Nonchè un dicembre secco e in media termica.
    Di certo non si stanno facendo passi avanti neanche con la previsione mensile.

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  2. Eccoci qua, Carlo!!…non nascondo che aspettavo con una certa ansia il Vostro punto di vista stagionale. Premetto che ho notato che questa volta avete temporeggiato, prima di esporvi e secondo il mio personale punto di vista, avete fatto la scelta migliore. Arrivando al nocciolo della questione, l’evento estremo in Stratosfera (SSW), visto che voi lo inquadrate alla fine con la compartecipazione anche della seconda onda planetaria e quindi in una probabile dinamica a 2 wave number pattern, credete che si arrivi ad una dinamica Split “completo”, precisando che il significato di quest’ultimo aggettivo virgolettato, sta per me ad indicare che si possa arrivare al raggiungimento o al superamento soglia NAM dei -3 e da qui in poi, come da letteratura secondo la teoria B&D, l’attivazione del condizionamento troposferico dei 40/60gg, dovuto ad un VP assai disturbato? In attesa di una Vostra gentile risposta, colgo l’occasione per porgerVi i miei complimenti per l’egregio lavoro di esamina, come anche per la didattica, che noi semplici utenti, appassionati del campo, ne andiamo ad ufo ad usufruirne, senza però non accentuare, in conclusione, che il suo modello “sperimentale” IZE, grafico visibile su altro sito già dai primi di novembre, è stato un perfetto cecchino nell’individuare l’attuale forte attività d’onda, in questo caso della sola W1
    (allego grafico attuale delle Wave che gentilmente ho preso dall’Universiatà FU. Berlin)
    …ora speriamo che continui la sua performance nelle settimane a seguire.
    Marco C.

    Immagine allegata

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    • Ciao Marco,
      premesso che un inverno freddo e umido in area mediterranea non è certamente conseguente al verificarsi o meno di stratwarming di qualsiasi genere, certo è che questi fenomeni, nel raggiungimento dei livelli di soglia, generano quel fenomeno definito come T-S-T event in grado di amplificare il regime troposferico già in atto. In verità la troposfera è già predisposta per attivare un probabile evento di riscaldamento o raffreddamento stratosferico fin dai primordi della stagione autunnale quando la ripresa zonale della circolazione comincia a subire gli effetti forzanti dell’attività convettiva equatoriale. Fatta questa piccola premessa, a favore di tutti quei lettori che non sono così tecnici come te, tornando ad esaminare la corrente stagione notiamo la particolare disposizione delle zone convettive equatoriali che come spiegato nell’articolo sono in grado di attivare le onde principali. Come scritto dovremmo attendere la prossima rotazione del vortice che le code dei modelli ci fanno già presagire che sarà posta in cantiere. Le ultime uscite grafiche della Madden ci suggeriscono che già nei prossimi giorni la prima onda sarà ben alimentata dal passaggio nelle fasi 4 e 5 con buona presa di ampiezza ma si prevede perdere di segnale già in fase 6 senza quindi fornire giusta alimentazione per la partenza della seconda onda (vedi grafico dell’attività d’onda prevista dall’IZE, i grafici aggiornati del NAM10hPa e quelli da te postati nel tuo commento). Ciò che lascia un po’ di incertezza è la continua divergenza dell’azione della prima onda e non perché questo potrà portare ad un approfondimento del vortice verso un superamento di soglia positiva (non ci sono le condizioni) ma perchè non produce una conseguente buona spinta e convergenza della seconda onda. In verità mi aspetto che al terzo appuntamento di ripresa dell’attività d’onda la prima onda si disponga con azione più convergente, preannunciata da una nuova presa di ampiezza della Madden in fase 5 con mantenimento nel successivo passaggio nelle fasi 6 e poi 7 allorquando potrà partire la seconda onda in presa a tenaglia del vortice polare. Se tutto ciò si verificherà potrà produrre o meno la scissione? Difficile risponderti con certezza ora diciamo che, come scrivo nell’articolo, ad oggi c’è più di qualche buona possibilità. Per quanto concerne il raggiungimento della soglia dei -3 del NAM lo darei come un obiettivo a portata di mano cosa che nell’articolo manifesto chiaramente. Però tale soglia può essere raggiunta e anche superata senza scissione ma con anche uno spostamento del vortice stesso. Vedremo le prossime mosse… Comunque la stagione invernale vedrà sempre un vortice polare complessivamente disturbato almeno fino a quando l’attività convettiva rimarrà su quelle posizioni e in tal senso la circolazione oceanica del Pacifico settentrionale mostra una tendenza alla negatività dell’indice che lo rappresenta (PDO) chiaro sintomo, sempre come scrivo nell’articolo, di una già modificata circolazione generale che ricordo essere l’artefice delle modifiche delle SST superficiali oceaniche e non viceversa.
      Altro aspetto su cui riflettere, che porta acqua al mulino dello stratwarming di tipo major con split, è il grafico della previsione mensile dell’indice AO su base IZE il quale pone l’indice ad una neutralità o debole positività per il mese di febbraio sintomo di una ripresa zonale magari post SSW vista la fase piuttosto negativa dei mesi precedenti, la quale potrebbe suggerire lo spostamento un po’ più verso l’Europa orientale della circolazione depressionaria fredda, che penso continuerà a coinvolgere per dicembre e gennaio il Mediterraneo centrale, e uno spostamento conseguente della seconda onda un po’ più accostata all’Europa occidentale. Ora mi fermo ho scritto fin troppe cose, rischiamo di fare un altro articolo.
      Carlo CT

    • Grazie Carlo per la gentile ed esaustiva risposta. Da amante di un inverno NON anonimo, il fatto stesso che voi escludiate rischi di superamento soglie NAM positive dovute a questa staticità da tempo divergente della Wave mother, già mi rincuora. Con questo presupposto di base, la mia domanda del commento precedente, bilobazione con split o non split, era solo una mia curiosità fine a se stessa, che non mi interesserebbe più di tanto, anzi in realtà potrei auspicarmi un inverno che non ci siano condizionamenti ESTREMI di sorte da parte della Stratosfera. Il possibile SSW da Voi e da molti indicato, mi fa pensare invece che, visto appunto una situazione neutra in area PDO e una probabile attività convettiva equatoriale un pò inficiata da un Enso generale negativo, anche se l’area 4, importante per il cammino dell’attività convettiva equatoriale nello West Pacific, sembrerebbe rimanere su valori neutri e quindi favorevoli, insieme ad una Nina EP, so remerebbe a favore per una disposizione logistica di una Wavemother pronta per un convergenza all’attivazione dei prossimi flussi dal basso per un evento SSWs, ebbene, personalmente credo invece ancora in una dinamica di rimbalzo , anche ripetuta e stressante, ma non risolutiva a due o tre onde planetarie (ellitticizzazione e bilobazione del VP) da parte di un paio di Minor Warming, appunto senza risoluzione e superamento soglie condizionanti e rimanere in un contesto di Polar Vortex Weak e si lavori esclusivamente di dinamiche troposferiche senza intrusi, per un fine verso un consuntivo stagionale di una NAO ed un EA media neutra, il tutto per un auspicato NORMALE inverno Europeo ed italico. Mi perdoni se mi sono dilungato troppo in un personale parere e restando sempre collegati per i prossimi sviluppi e aggiornamenti cordialmente invio a Voi e all’altrettanto stimato amministratore di questo magnifico blog, Col. Guido Guidi, un caro saluto, Marco.

    • Dunque Marco, anche l’ipotesi che tu suggerisci può starci e non a caso è quella che più auspichi perché lascerebbe di fatto le cose così come sono. Ti allego un grafico, a mio avviso molto utile, da cui deriva la mia scarsa fiducia sia per un approfondimento del vortice che per un vero e proprio nulla di fatto. In particolare guarda la curva verde, che rappresenta l’anomalia giornaliera di gradiente meridionale di geopotenziale tra le alte latitudini e le basse latitudini, con particolare riferimento al periodo che va da circa il 10 novembre fino a fine dati.
      CarloCT

      Immagine allegata

  3. Ho letto con attenzione il trattato e ho notato un netto miglioramento circa la fruibilità per un pubblico meno tecnico cosi, quest’anno, ho potuto afferrare tutti i passaggi fondamentali e la ringrazio infinitamente.
    Se posso notare la sua conclusione :
    “Dopo questa fase, verosimilmente tra la fine del corrente anno e l’inizio del nuovo anno, ”
    Dai grafici noto che SSW è atteso nella prima decade di Gennaio quindi una decina di giorni dopo ….
    A mio avviso, dieci giorni sono un periodo di tempo decisivo per la valutazione dell’attendibilità del modello no ?
    Una domanda : è contestuale la discesa fredda in Europa, al raggiungimento dell l’evento (SSW)
    o è meglio considerare una sfasatura di qualche gg per avere i maggiori effetti alle ns . latitudini ?
    Grazie

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    • Ciao Gian Marco,
      in riferimento a quanto rilevi ti invito a rileggere tutta la frase che recita: “Dopo questa fase, verosimilmente tra la fine del corrente anno e l’inizio del nuovo anno, se tutto il ragionamento troverà conferma, è plausibile la forte riattivazione dei flussi di calore che porteranno al Sudden Stratospheric Warming”.
      Ovvero per la fine del corrente mese e l’inizio del prossimo si attende una sequenzialità di eventi che vede una prima ripresa dell’attività d’onda con conseguente ripresa dei flussi di calore che porteranno (quindi in una successiva fase temporale) di lì a qualche giorno (magari 7/10 giorni o giù di lì) all’SSW. Poi queste non sono date fisse scaturite da un qualche teorema quindi a loro volta possono subire delle variazioni in relazione comunque al passaggio cruciale del periodo di riattivazione dell’attività d’onda con ripresa dei flussi di calore e loro convergenza.
      Per la tua domanda non avendo sfere di cristallo non saprei risponderti con la certezza dovuta però non mi stupirei se il tutto fosse preceduto da un’azione fredda più continentale figlia di un allungamento anticiclonico più scandinavo sulla rotta della normale storm track atlantica.
      CarloCT

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