NAO, SST e Vento Geostrofico

di Franco Zavatti e Luigi Mariani

In questo post viene studiata la velocità del vento geostrofico, vedere anche “Il vento” (47 slide sul vento), nell’Atlantico orientale tramite un indice di intensità  delle tempeste di vento. Prendiamo lo spunto da un lavoro sulle Isole Orcadi (Krueger et al., 2019) dove, nella loro figura 2 riprodotta in figura 1, sono riportate le serie temporali del 95.mo e 99.mo percentile delle velocità dei venti geostrofici “mediate su 10 triangoli” nell’Atlantico orientale.

Fig.1: Serie del 95.mo e 99.mo percentile dell’indice di velocità dei venti geostrofici.

Come riportato nell’abstract del lavoro di Krueger et al., 2019: “Geostrophic wind speeds calculated from mean sea level pressure readings are used to derive time series of northeast Atlantic storminess. The technique of geostrophic wind speed triangles provides relatively homogeneous long-term storm activity data and is thus suited for statistical analyses.” (le velocità del vento geostrofico, calcolate dalle letture di pressione media a livello del mare, vengono usate per ricavare la serie temporale della intensità  delle tempeste di vento nell’Atlantico nord-orientale. La tecnica dei triangoli del vento geostrofico fornisce dati relativamente omogenei sull’attività di tempesta a lungo termine ed è quindi adatta alle analisi statistiche). Qui usiamo solo la serie digitalizzata del 99.mo percentile con lo scopo di verificare se la velocità del vento è in qualche modo legata a ciclicità oceaniche, cioè se da questi dati è possibile derivare una interazione oceano-atmosfera.

Fig.2: Serie temporale della intensità delle tempeste di vento dell’Atlantico nord-orientale e suo spettro LOMB. Digitalizzazione della figura 2 di Krueger et al., 2019 (solo 99.mo percentile).

Lo spettro LOMB mostra una serie di massimi di cui i principali hanno periodi di 36.8 e 1.8 anni; nello spettro non sono trascurabili i massimi a 11 e 22 anni mentre sono più deboli ma ben visibili i picchi dello stesso ordine di quelli di El Nino (4.5, 6, 6.5, 7.2 anni). Un massimo non presente in figura 1, perché appare più incerto degli altri, è quello a 116.6 anni; questo è un periodo paragonabile o poco inferiore all’estensione temporale del dataset.

È ragionevole pensare che i venti geostrofici sull’Atlantico possano dipendere dalla temperatura marina per cui abbiamo fatto un tentativo di confrontare lo spettro di figura 2 con quello delle temperature superficiali globali (SST) e con quello dell’emisfero nord.

Fig.3: Temperature marine superficiali globali. Da HadCrut.

Fig.4: Temperature marine superficiali dell’emisfero nord. Da HadCrut.

L’indice NAO, che si ricava dalle differenze di pressione tra due stazioni lontane (es: Lisbona e Reykjavik), e specialmente la sua serie invernale (DJFM), ha una importante e riconosciuta influenza sul clima europeo, anche su quello continentale. Si può ipotizzare con un buon livello di certezza che la sua azione si faccia sentire anche nel caso dell’indice di intensità delle tempeste di vento che viene derivato dai venti geostrofici, la cui velocità si calcola da differenze di pressione. Il confronto con NAO complessivo (estate+inverno) e NAO invernale mostra che l’intensità delle tempeste di vento dipende in egual misura da entrambe le serie.

Fig.5: Indice NAO annuale, estate+inverno. Da HadCrut.

Rispetto alle SST, qui manca il massimo a 9.2 e quello a 15 anni, sostituiti dal massimo principale dello spettro a 7.8 anni e da quello a 13 anni. Dal confronto diretto tra i due spettri NAO si vedono alcune differenze, ma il compendio dei risultati riportato in tabella 1 rappresenta il fatto che le due serie (di cui una è contenuta nell’altra) non differiscono sensibilmente.

Fig.6: Indice NAO annuale invernale (DJFM). Da HadCrut. Il massimo di periodo 7.8 anni ha una potenza pari a 32.

La tabella seguente mostra come i massimi spettrali si distribuiscono tra le serie esaminate. I massimi indicati dalle caselle gialle sono presenti in tutte le serie; la colonna di colore avana (bisque) elenca i massimi presenti in quattro su cinque serie, mentre le caselle celesti (anche se comprendono 4 massimi comuni su cinque serie) sono di minore interesse dato che non sono presenti i massimi dell’intensità  delle tempeste di vento.

Tabella 1: Confronto tra i periodi (in anni) dei massimi spettrali di ntensità  delle tempeste di vento (Wind), SST globale e nord-emisferica; NAO Complessiva ed invernale
Wind 117 53.8 36.8 21.9 11.1 8.2 7.2 6.5 5.9 4.5 1.8
SST Glob 58.7 34 22.3 15 10.6 9.2 4.8 3.8 2.7
SST NH 68 31 23.4 15.5 11.5 9.2 6 4.5 3.8 3.5
NAO Ann 33.6 (20.4) 13.2 11.2 7.8 4/5 2.4
NAO Inv 36 22.2 13 7.8 5.8 5 2.7

Conclusioni
Una possibile conclusione è che l’indice di intensità delle tempeste di vento nell’Atlantico orientale sia legato a periodi di 30-35 anni e a quelli di circa 22 anni. I periodi di 4-5 anni si fanno notare come espressione di El Nino, anche se l’assenza dei periodi inferiori (3.8, 2.7, 1.8 anni) induce a pensare ad un’influenza articolata (e non diretta, come succede in altre situazioni) di El Nino.
Da sottolineare anche il fatto che l’indice di figura 2, che potremmo forse chiamare di “tempestosità”, non mostra una pendenza positiva, come ci si sarebbe aspettato, secondo i modelli climatici, dall’aumento di temperatura causato dai gas serra. La sua pendenza è nulla, cioè minore di (0.003±0.014) unità/decade. Da figura 2 si vede solo un aumento dell’ampiezza dell’indice tra il 1960 e il 1995 che nel periodo successivo sembra rientrare nei valori normali.

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

Bibliografia

  • Krueger, O., F. Feser, and R. Weisse: Northeast Atlantic Storm Activity and its Uncertainty from the late 19th to the 21st Century, J. Climate , in press, 2019. doi.org/10.1175/JCLI-D-18-0505.1 (a pagamento)
  • Laurenz et al., 2019 Laurenz, L., Lüdecke, H.-J., Lüning, S.: Influence of solar activity changes on European rainfall , Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 2019. doi:10.1016/j.jastp.2019.01.012
  • Iürg Luterbacher, Christoph Schmutz, Dimitrios Gyalistras, Eleni Xoplaki and Heinz Wanner: Reconstruction of monthly NAO and ED indices back to AD 1675 , GRL , 26, 17, 2745-2748, 1999.

 

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13 Comments

  1. @robertok06
    Ho inserito il tuo commento così com’è (errori di battitura compresi …) nel mio testo sono_scettico, ovviamente citando la fonte. Lo spedirò a Guido quanto prima, per un aggiornamento.
    L’ho trovato semplicemente perfetto, nella sua linearità.

    Questo commento dovrebbe, per disposizione aziendale, essere appeso alla fronte degli intervistatori, in modo che gli intervistati possano leggerlo ed evitare fesserie (che nel caso del fisico teorico DEVONO essere volute, altro non è possibile). Grazie. Franco

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  2. @robertok06
    Il fabbisogno energetico della Norvegia coperto con il FV suonava come il picco delle prenotazioni degli alberghi di Riccione in gennaio…

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  3. @gferrari

    “Avete letto questa lettera aperta di questi quattro gatti che vorrebbero rappresentare LA VERITÀ DELLA SCIENZA?”

    Interessante, grazie!… non l’avevo vista…

    Per puro caso vedo che uno dei firmatari della lettera e’ lo stesso che pochi giorni fa, giusto quando c’e’ stata la manifestazione degli studenti salvapianeta, durante una trasmissione su La7, che si puo’ rivedere qui…

    http://www.la7.it/otto-e-mezzo/rivedila7/otto-e-mezzo-16-03-2019-266165

    … parlando di come produrre energia pulita, dice, in contrapposizione alla Tommasi che aveva affermato che “le energie rinnovabili non sono sufficienti e mantenere il fabbisogno… ” (per esempio le luci dello studio di La7 in quel momento, di sera), la cosa seguente: (riporto le parole ESATTE)

    “Ma non e’ vero!… ma pensiamo che la Norvegia sta diventando sostanzialmente indipendente dai fossili dal punto di vista energetico, ed usa il fotovoltaico… in Norvegia… dove in inverno l’alba e’ alle 10 e il tramonto alle 3 del pomeriggio… allora cosa possiamo fare noi in Italia che siamo il paese del sole?…”

    … il tutto accompagnato da un espressione del viso come se la Tommasi avesse detto una sciocchezza e lui, il climatologo professionista, stesse raccontando una verita’ rivelata… la Norvegia col fotovoltaico!

    E aggiunge… “e’ veramente un ragionamento banale, insomma!…’

    Mmmmh… fotovoltaico in Norvegia… che contribuisce all’abbandono dei fossili in Norvegia, per la produzione d’energia???

    Vediamo un po’ “la mano”, in gergo pokeristico, di questo climatologo esperto???

    Potenzialita’ del FV in Europa (kWh/m2) per pannelli orientati in maniera ottimale (che non e’ necessariamente il caso se sono montati sui tetti delle case, giusto per dire…):

    http://www.eborx.com/download/en/data/European-Solar-Irradiation-kWh-m2.pdf

    Dalla mappa a colori si vede subito che la Norvegia (in blu) ha una producibilita’ minore di quella della Svezia e della Finlandia. Nel riquadro in basso a destra si vede la produzione media dei 25 paesi EU-25 piu’ 5 peasi candidati all’EU (la mappa e’ del 2006, ma e’ valida ancora oggi). La Norvegia non c’e’, ma Svezia e Finlandia si.
    Come e’ logico che sia, Svezia e Finlandia sono IN CODA come produzione da FV… con poco piu’ di 1000 kWh/m2/anno rispetto ai nostri 1650 kWh/m2/anno.
    Ma quanto FV hanno installato in Norvegia? Il dato piu’ recente che ho trovato parla di 49 MWp a fine 2017 (16 mesi fa), con piani per arrivare a 2 GWp nel 2025.
    Allora… vediamo quanto producono 50 MWp (arrotondo) di FV in Norvegia?
    50E+6*8760*0.1=44 GWh/anno scarsi, dov 0.1 e’ il fattore di capacita’ del FV (in realta’ e’ inferiore, dato che 0.1 e’ il valore per l’UK).

    Allora… 44 GWh/anno. Quanta elettricita’ consuma la Norvegia, un paese di soli 5,3 milioni di abitanti su una superficie di 385 mila km2 (Italia, per confronto, 63 milioni e 300 mila km2)?

    I dati ufficiali qui:

    https://www.ssb.no/en/energi-og-industri/statistikker/elektrisitet/aar

    95,8% prodotto da idroelettrico, per un totale nel 2017 di 149 402 GWh (per confronto, consumo Italia nel 2017, 320437 GWh.
    Quindi, si vde che i Norvegesi, consumano, pro-capite, molta piu’ corrente elettrica di noi italiani… come e’ normale che sia dato che usano l’elettricita’ per riscaldare le loro case, con temperature invernali ben piu’ basse, in media, delle nostre.

    Riassumendo: la Norvegia nel 2017 ha generato 44/149 402=0.0295% della sua elettricita’ col FV… e il nostro climatologo firmatario della lettera aperta agli studenti che dice che …

    “… non è moralmente accettabile che si neghi pubblicamente il dato scientifico, come ci è capitato di leggere in questi giorni.”

    Parla di “dato scientifico” LUI????? Che spaccia per fonte d’energia maggiore IN NORVEGIA (!!) il fotovoltaico??????

    Notare che anche se dovessero installare i previsti 2 GWp entro il 2025, questi produrrebbero poco piu’ dell’1% del consumo elettrico norvegese nel 2017!… quindi neanche nel futuro prossimo il FV in Norvegia potra’ dare una mano… e’ fisicamente impossibile… ed e’ strano che uno che ha una laurea in fisica teorica possa anche solo pensare una cosa del genere!…
    Veramente l’ideologia puo’ portare a travisare le realta’ anche nella mente razionale di uno scienziato??? Io lo trovo sconvolgente e preoccupante… molto!

    E i nostri giovani devono credere ciecamente a scienziati come questo…

    ” la Norvegia sta diventando sostanzialmente indipendente dai fossili dal punto di vista energetico, ed usa il fotovoltaico.” ????

    Ma per favore…

    La cosa grave, per’altro, e’ che questa PANZANA colossale, questa INVENZIONE assoluta, del fottovoltaico che permette la dismissione dei combustibili fossili in Norvegia, e’ stata ripresa (esagerandola!) da Laura Boldrini durante l’intervista di Fabio Fazio nella puntata di “Che Tempo Che Fa’” del giorno dopo la manifestazione.
    La stessa PANZANA e’ stata ripresa anche da (almeno) un blog del Fatto Quotidiano (pardon!… l’Opinione Quotidiana, i “fatti” sono altra cosa…)… dove i soliti pasdaran filo-rinnovabili che hanno partecipato alla discussione hanno inveito contro la Tommasi e appoggiato le affermazioni del climatologo.

    Siamo arrivati veramente a situazioni Orwelliane, rendiamocene conto.
    La “verita’” (scientifica, in aggiunta) viene decisa da pochi “scienziati” climatologi invitati a destra e a manca a tutte le trasmissioni (come il meteorologo senza collo con farfallina) … e guai anche solo a pensare di andare a verificare i dati, come ho fatto io… che ci vogliono 3-minuti-3 con google per scoprire che spesso e volentieri sono esagerazioni, e a volte delle invenzioni vere e proprie, come questa del fottovoltaico in Norvegia…

    Pena infinita… mi auto-invio al confino all’estero a vita… giuro! 🙁

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  4. Castelvetro, a pochi km da casa mia

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  5. certa gente si merita una PEG, ma daranno la colpa all’ AGW

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  6. certa gente si meriterebbe una PEG ,ma sarebbe sempre colpa dell’ AGW

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  7. @gferrari (seguito divertente OT)
    Caro professore, pensiamo ad argomenti più degni di discussione: il suo cognome mi ha fatto pensare all’abate Giuseppe Ferrari di Castelvetro (MO) che, con lo pseudonimo di Tigrinto Bistonio scrisse nel 1761 l’opera “bernese” (in versi) ELOGIO DEL PORCO.
    A Castelvetro esisteva la trattoria, ormai chiusa da anni ma dove sono stato due volte, Tigrinto Bistonio con menu a base di solo maiale: una vera goduria, anche nel ricordo. Altro che lettere aperte …

    un link per ulteriori informazioni:
    http://www.pubblicitaitalia.com/premiatasalumeriaitaliana/2005/5/6240.html

    Io sono la persona meno indicata al mondo per dare questo tipo di consigli, ma non si faccia il sangue cattivo con fesserie come quelle che abbiamo letto. Auguri. Franco

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  8. @gferrari
    “Vi chiediamo allora di tentare assieme di persuadere la classe politica, di andare insieme ad incontrarla”

    Alcuni dei firmatari sono persone che hanno o hanno avuto canali privilegiati con la classe politica e sicuramente hanno tentato di “persuaderla” della bontà della teoria AGW. Se adesso pietiscono l’appoggio degli studenti significa che non sono (sono stati) abbastanza bravi nella loro opera di convincimento: chissà perché?
    Cattivi “venditori” o cattiva “merce”?
    E adesso fanno ricorso alla massa piuttosto che alle idee?

    Decisamente non siamo messi troppo bene …
    Franco

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    • Caro Franco, sono loro ad essere messi malissimo. Altrimenti non ricorrerebbero all’aiuto di fazioni politiche sempre più estreme a supporto della “loro” causa. Ne riparleremo, tempo permettendo…

  9. Buon giorno
    Avete letto questa lettera aperta di questi quattro gatti che vorrebbero rappresentare LA VERITÀ DELLA SCIENZA?
    https://www.lastampa.it/2019/03/27/scienza/lettera-aperta-degli-scienziati-del-clima-agli-studenti-che-scioperano-per-il-clima-JZeGco6oubXqcUsIhT1mcP/pagina.html
    “Ma non è moralmente accettabile che si neghi pubblicamente il dato scientifico, come ci è capitato di leggere in questi giorni. Possiamo affermare con certezza che se leggete di qualcuno che nega che i cambiamenti climatici dipendano dall’uomo, oppure che nega siano un grave pericolo, non sta parlando della realtà, ma della difficoltà ad accettarla.”
    Quindi non è più possibile fare alcuna critica a questi DEI?
    Nemmeno con dati, presi da fonti attendibili, che contraddicono le catastrofi?
    Quale pensiero critico, cioè realmente scientifico, si vuole trasmettere alle nuove generazioni?

    Lo vedo in certe classi dove insegno; io che insegno scienze mi trovo ad affrontare studenti infoiati contro di me perché la prof di inglese o di italiano gli ha proiettato l’ultimo documetario di Al Gore o gli ha fatto leggere l’ultimo editoriale del Corriere della Sera.
    Siamo arrivati alla caccia al prof “eretico”? Dico agli studenti che sono liberi di tenersi le loro opinioni; gli dico che voglio fare lezione e che se vogliono manifestare almeno si dedichino prima allo studio per acquisire delle basi di scienze; niente, per loro sono un pericolo, cercano di “dimostrarmi” che le calotte polari si scioglieranno inesorabilmente perché l’ha fatto vedere Al Gore nel suo documentario, e che i mari, quindi, si alzeranno di 6 o 7 metri; mi danno del complottista, del repubblicano, perché l’ha detto il documentario di Al Gore che tutti quelli che negano il riscaldamento globale antropico sono dei complottisti e repubblicani. Sembra di essere tornati alle persecuzioni religiose. Alunni ignoranti che cazzeggiano per gran parte delle ore ( con colleghi che li fanno “giocare” e guardare film e documentari per molte delle ore, perché così la lezione è più semplice), che improvvisamente sono diventati degli infoiati del riscaldamento globale e attaccano il prof di scienze accusandoli di non capire un cazzo! E tutto questo dopo la visione di un documentario di Al Gore proiettato dalla collega di inglese; questa è la realtà della mia scuola; nella mia situazione. Visto anche questi appelli della “scienza” sui giornaloni, che saranno sicuramente letti da qualche collega, magari di italiano, non posso che aspettarmi il peggio.

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    • >> Quindi non è più possibile fare alcuna critica a questi DEI?

      No, non e’ mai stato possibile. Nemmeno per scienziati con curriculum accademici impeccabili e che fino al giorno prima avevano accumulato onoreficenze in quantita’. Se poi ti aspetti di trovare certe critiche su La Stampa, allora auguri 🙂

      PS: avevo scritto molto di piu’ in risposta al tuo post, ma l’argomento penso meriti un pezzo dedicato 😉

  10. Caro Donato, tra i famigerati eventi estremi dovrebbero esserci anche le tempeste marine che, nel modello di mondo che va per la maggiore, aumentano all’aumentare della temperatura. Ma questo non si vede dai dati.
    In effetti io, nella mia ignoranza, credevo che gli eventi più forti e magari più numerosi dipendessero da un aumento della differenza di pressione/temperatura, ma in un mondo che si scalda di più ai poli e meno nelle zone temperate o equatoriali il gradiente diminuisce e, secondo me, anche gli eventi estremi, che potrebbero anche restare quasi costanti in numero e intensità. Ma sicuramente devo studiare di più.

    La tabella non si legge bene: l’ho aggiunta anche nel sito di supporto per una migliore visibilità. Ciao. Franco

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  11. Nessun trend, buona nuova! 🙂
    Dall’esame dei grafici si vede che l’indice geostrofico non ha alcun trend. Essendo esso un indice che tiene conto della violenza delle tempeste, ne deduciamo che la mancanza di trend significativi, dimostra che il numero delle tempeste è stabile nel corso dei secoli. Questo rappresenta, secondo il mio modesto parere, un chiaro indizio del fatto che gli eventi estremi non siano in aumento come recita la vulgata.
    .
    Per quel che riguarda le correlazioni con gli altri indicatori climatici, ho l’impressione che essa sia abbastanza stretta.
    Ciao, Donato.

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