L’Outlook di CM – Inverno 2019-2020

Purtroppo per mancanza di tempo scrivo questo primo Outlook in ritardo; non potendolo argomentare come avrei voluto sono costretto ad andare dritto al dunque.

In premessa va ricordato che siamo in una fase di bassa attività solare e in un regime di Quasi Biennial Oscillation (QBO) alle quote isobariche di 10hPa, 30hPa e 50hPa rispettivamente negativa, neutra e positiva. L’indice ENSO è attorno alla neutralità, mentre assai più interessante è la graduale modifica del regime atmosferico che nel Pacifico settentrionale causerà un lento cambiamento di segno dell’indice PDO (Pacific Decadal Oscillation) che mi aspetto potrà virare in territorio negativo nella seconda parte dell’inverno o in primavera.

La dinamica attuale della stratosfera è più o meno corrispondente ad un Canadian Warming (CW), però è anche vero che non si può definire un CW per il solo movimento dell’Anticiclone stratosferico delle Aleutine verso l’Alaska e il Canada con relativo spostamento del vortice polare verso l’area siberiana. Men che meno si può dare per assodato che in tale circostanza si abbia come effetto diretto un incontrollato calo del geopotenziale a partire dal core del vortice durante la sua successiva rotazione e riconquista del polo geografico con sbocco inevitabile verso un ESE (Extreme Stratospheric Event) di tipo cold. A monte di tutto ciò risponde la fisica secondo il principio della conservazione del momento angolare.

Al momento dell’insorgere della migrazione verso l’Alaska e il Canada dell’anticiclone stratosferico delle Aleutine durante il periodo autunnale e l’inizio dell’inverno, dobbiamo verificare lo stato di salute del vortice polare. Più il vortice è profondo più sarà ben strutturato e viceversa. Se il vortice risulta prematuramente profondo ed esteso, minore sarà l’aumento della sua velocità angolare. Secondo l’equazione L=Iω (L è il momento angolare, I è il momento di inerzia e ω è la velocità angolare), poiché il momento angolare si conserva nei moti rotatori, I e ω devono essere tra loro inversamente proporzionali. All’aumentare dell’una deve diminuire l’altra e viceversa. Ma un vortice più profondo ed esteso, all’atto dello spostamento assume una forma piuttosto eccentrica rispetto ad una meno eccentrica e più simile ad una circolare nel caso di un vortice meno profondo e meno esteso. Infatti in questo caso il momento d’inerzia totale, dato da I=Σmr2 (sommatoria della massa moltiplicato il quadrato della distanza dal centro di rotazione), risulterà minore rispetto al caso con vortice più profondo ed esteso; quindi per la conservazione del momento angolare secondo l’equazione L=Iω, la velocità angolare ω sarà maggiore. Possiamo semplificare affermando che un vortice poco profondo che si accompagna ad una sua scarsa estensione meridionale a seguito dello sviluppo del Canadian Warming, avrà come effetto ultimo al riassorbimento del disturbo canadese un vistoso approfondimento del vortice con rapida acquisizione di una circolazione quasi-barotropica e con relativo forte raffreddamento fino, in molti casi, a raggiungere e superare in breve tempo la soglia del NAM10hPa di +1,5.

Inoltre, e questo è il caso di questi ultimi due anni, nel momento dello sviluppo e spostamento verso il Canada dell’anticiclone delle Aleutine, il vortice è già piuttosto profondo ed esteso, per cui al momento dello spostamento è costretto ad assumere una figura molto eccentrica (ellittica). Per quanto detto poco più su, il momento d’inerzia totale risulta essere maggiore con conseguente riduzione della velocità angolare. Detto questo, al riassorbimento del disturbo stratosferico in conseguenza del CW, possiamo aspettarci un tentativo di accelerazione che però, a mio avviso, non condurrà verso un ESE cold, anzi, tale accelerazione finirà per riattivare i flussi di calore riaprendo la strada verso tutt’altra soluzione trovando il suo naturale sbocco nel fenomeno denominato SSW di tipo maggiore con target temporale, più o meno, per l’ultima decade di dicembre.

Dalla figura 1, che si riferisce all’indice NAM10hPa, notiamo che nel mese di ottobre l’indice è stato lungamente in territorio positivo a denotare un vortice polare piuttosto in forma rispetto alle attese stagionali. Questa situazione rappresenta già un primo indizio ad indicare che il vortice è destinato a ricevere disturbi nella prima fase invernale.

Dalla figura 2, inerente l’andamento dei flussi di calore calcolati su un intervallo di 40 giorni, si evidenzia molto bene la causa del vortice così prematuramente approfondito. La letteratura ci viene in soccorso e ci fornisce ulteriori indizi circa l’insorgere di disturbi proprio a partire tra la fine dell’autunno e l’inizio dell’inverno meteorologico. Ma, ad oggi, cosa ci dicono i principali modelli? Al momento, diciamolo chiaramente, non c’è traccia di quanto supposto, anche perché siamo ben oltre la capacità previsionale. Tuttavia, dovremmo essere in grado di scorgere delle avvisaglie.

Per il modello GFS, la cui lunghezza temporale della previsione è maggiore (+384 ore), nelle code si evidenzia un approfondimento del vortice polare stratosferico con una accelerazione della circolazione zonale e un possibile raggiungimento della soglia NAM10hPa di +1,5. Per il modello ECMWF, l’evoluzione presenta un’ipotesi molto più possibilista. Infatti, al limite del range previsionale si notano i prodromi dell’insorgere dell’impulso troposferico a capo della  seconda onda (Wave2) in sviluppo dal Mediterraneo centro-occidentale alla penisola Scandinava, evoluzione che avvierebbe la dinamica  di partenza dell’intero meccanismo che porterebbe al MMW.

Questo impulso è previsto in propagazione nella medio-bassa stratosfera (100-50hPa), al di sotto del flusso occidentale riscontrabile nella medio-alta stratosfera (10-1hPa). Tale circostanza ci indica che l’impulso (se sarà confermato) potrà avere una buona propagazione verso l’alto. In definitiva ECMWF porterebbe ad avvalorare la tesi sopra indicata circa la propensione all’instaurarsi di una circolazione in grado di produrre un forte disturbo al vortice polare nell’ultima decade di dicembre, mentre GFS lo escluderebbe. Se guardiamo al grafico di figura 3, inerente l’attività d’onda espressa dal calcolo dell’indice IZE, che ricordo si conclude alla fine del mese di ottobre, notiamo che appare una buona coerenza con quanto l’atmosfera sta mostrando in questi primi giorni di dicembre e quanto previsto da ECMWF.

Ricordo che l’errore temporale del modello dell’indice IZE è di ±3 giorni per ogni singolo step di elaborazione, quindi dobbiamo mettere in conto un possibile scostamento temporale massimo per un singolo periodo di calcolo di 6 giorni. Per cui, senza prendere per dogma ogni singola data di previsione possiamo però avvalerci del più significativo messaggio della previsione dell’attività d’onda lungo l’intero periodo invernale, andamento che riassumo nel grafico di figura 4.

In figura 5 è rappresentato l’indice di Effetto di Attività d’Onda che esprime i massimi/minimi effetti dell’attività d’onda prevista dal modello IZE.

Se quanto indicato trovasse conferme nei prossimi giorni, potremmo ipotizzare una prima fase invernale piuttosto intensa causata dallo sviluppo dell’MMW. Successivamente, per la graduale ripresa zonale, dovremmo ipotizzare una circolazione troposferica ad alto indice zonale ma bassa di latitudine in ingresso nel Mediterraneo a complicare le cose fornendo un elevato contributo di umidità. L’evoluzione ulteriore nel corso della seconda parte del mese di gennaio e e in febbraio, porterebbe ad un graduale rinforzo del vortice polare ma senza raggiungere e superare la soglia critica del NAM10hPa di +1,5. Il proseguo vedrebbe una ripresa dell’attività d’onda verso la fine di febbraio con possibile altro innesco di un nuovo riscaldamento stratosferico per la metà di marzo circa. Su questo avremo modo di tornarci, comunque se questa evoluzione trovasse conferma il prossimo inverno potrebbe essere piuttosto lungo.

Nel frattempo, non possiamo che monitorare attentamente l’evoluzione del prossimo futuro. Se la realtà dovesse essere diversa da quanto qui indicato faremo i dovuti aggiornamenti.

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7 Comments

  1. @FabioDue
    L’asse disposto tra Bering e nord Atlantico favorisce la deposizione di nuclei di vorticità proprio in Atlantico con la susseguente risalita di masse d’aria dai quadranti meridionali sull’Italia e non solo.
    Il problema del mancato MMW è a mio avviso da attribuirsi alla debole MJO che è la vera autrice della modulazione del vortice polare sia nel numero che nella profondità delle onde. Poiché la MJO probabilmente rimarrà piuttosto debole nelle prossime settimane credo sia il caso di concentrarsi sulla circolazione troposferica che comunque al netto della MJO rimane sempre favorevole alla formazione di alte pressioni alle alte latitudini. Penso che con gennaio la situazione barica tenderà a mutare e cominceremo a vedere la variazione di massa atmosferica.
    CarloCT

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  2. @Fulvio
    Ciao Fulvio,
    definirti pessimista da delusione è poco! Io invece direi che negli ultimi inverni la previsione ha corrisposto ai fatti prevedendo con netto anticipo gli MMW. Sono d’accordo con te circa l’esagerata aspettativa che si è costruita sul decorso troposferico di questi fenomeni.
    Sugli inverni miti ci sarebbe da fare un discorso fin troppo lungo che comunque credo di avere illustrato nel lavoro qui pubblicato dal titolo “Il clima del futuro? La chiave è nel passato”. Non disperarti perché le sorti invernali non dipendono dalla stratosfera ma dalla troposfera che continua a mandare segnali incoraggianti .
    Tanti auguri di buon Natale e felice anno nuovo.
    CarloCT

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  3. In attesa degli aggiornamenti dell’outlook, non si può far altro che incamerare un dicembre da record di caldo su tutta Europa, con maggiori anomalie nell’area balcanica ed est Europa, con valori impressionanti.
    Nessun MMW in vista, ma un possibile SC con VPS che andrà a chiudersi proprio quando dalle previsioni lette avrebbe dovuto aprirsi e riversarsi verso latitudini meridionali. Ennesima debacle delle previsioni a lungo termine, ormai mi ripeto, gli indici contano come il due di picche con briscola a denari! La troposfera ormai è inesorabilmente danneggiata da una nuova circolazione nord emisferica bloccata, con VPT perennemente chiuso in inverno, qualsiasi sono le condizioni di partenza, dello Snow Cover euroasiatico, dalla QBO, dall’Enso, dall’AMO, PDO, attività solare bassa o alta ecc. Nao invernale ormai perennemente positiva, Nao estiva perennemente negativa. Come un orologio svizzero, la Nao ha virato in positivo il 1 dicembre, ovvero primo giorno d’inverno meteo e non cambierà più segno probabilmente fino alla primavera.

    Immagine allegata

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  4. Ipotesi MMW di fine dicembre tramontato definitivamente direi, andiamo verso un nuovo raffreddamento in strato con tentativo di accentramento del VPS. Credo che si parli troppo facilmente ogni anno di questo benedetto MMW che poi, salvo rari episodi , non si verifica e quando si verifica è più deleterio che benefico in fatto di configurazioni propense a portare freddo nelle nostre lande. Sarebbe più consono concentrarsi sulla troposfera, che quest’anno, come negli ultimi, sta andando per i fatti suoi e con indici favorevoli o sfavorevoli, mostra sempre la stessa faccia, ovvero mitezza quasi imbarazzante per il comparto europeo tutto. Si passa da annate con HP subtropicali perenni e qualità dell’aria pessima nelle pianure e inverni atlantici con campi trasformati in paludi e aria malsana umidiccia perenne. Questi sono ormai gli inverni nostri, alternative ne vedo ben poche se non per qualche episodio isolato che spesso premia il centro sud.
    Stranamente, non leggo mai outlook invernali propensi a condizioni miti, gli unici sono quelli dei vari centri mondiali come ECMWF, NCEP, MetOffice ecc, che guarda caso vedono sempre rosso fuoco e guarda caso ci prendono sempre…
    Sarebbe il caso di capire come mai gli inverni qui sono ormai destinati ad essere sempre miti con anomalie positive che fino a 10 anni fa erano impensabili, nel resto dei continenti, ben o male qualche mese riesce anche a finire molto sotto media, come negli USA a novembre o il Canada a dicembre o il centro sud Africa…o il sud America.

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  5. Ringrazio il Sig. Colarieti Tosti per la risposta e per aver aggiunto ulteriori elementi: in effetti, le mappe a 10hpa non evidenziano alcuno split del Vortice Polare Stratosferico, almeno per i prossimi 15 giorni; si vede invece una marcata “ellitticizzazione” del VPS, unita ad una rotazione fino a disporsi più o meno con asse dallo Stretto di Bering al Nord Atlantico.
    Ciò potrebbe favorire una marcata retrogressione fredda continentale verso l’Europa?

    In seguito, dopo i 10 giorni da oggi, il VPS è previsto assumere nuovamente una forma più tondeggiante. Anche questo immagino ha un significato fisico ben preciso….

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  6. Buongiorno, ringrazio molto il sig. Colarieti Tosti per la dettagliata ma lineare trattazione del tema.

    Quale probabilità assegnerebbe allo stratwarming conseguente il tentativo del VPS di ricompattamento (e “centratura” sull’Artico, tentativo ormai visibile nelle previsioni stratosferiche ECMWF e GFS)? Siamo ben oltre il 50%, in base alle considerazioni di fisica che ha espresso?

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    • Ciao Fabio,
      oggettivamente non è semplice dare una risposta secca. Prima di tutto l’inattendibilità deterministica non facilita il compito perché volendo tracciare un possibile sviluppo dobbiamo sempre attenerci come punto di partenza alle loro corse. Al momento, per coerenza, ECMWF mi sembra il modello che meglio tenta di interpretare il momento. Detto questo scarterei l’ipotesi di un ESE di tipo cold per i motivi già espressi nell’articolo e punterei su due possibili sbocchi (strade lasciate aperte anche dall’output del modello IZE) al momento aventi pari dignità.
      Dunque, l’attività d’onda in sviluppo che porterà i suoi massimi effetti tra gli ultimi giorni del corrente anno e i primi del 2020 causerà la scissione del VPS?
      In allegato puoi vedere la posizione media dell’asse del vortice polare a 10hPa assunta nel mese di ottobre e il suo centro di massa che dovremmo attenderci nel momento clou. Se la posizione dell’asse è molto favorevole alla scissione il centro di massa porterebbe ad escluderlo. Infatti in alternativa, sempre coerente con il grafico dell’attività d’onda espressa dall’indice IZE, il VPS seppur molto disturbato dall’attività delle due onde principali con elevata eccentricità e velocità zonali molto basse non giungerebbe fino alla scissione.
      Oggi darei qualche chance in più alla seconda soluzione tenendo anche conto dell’evoluzione dei flussi di calore calcolati sul un intervallo di 40 giorni che si prevedono nei prossimi giorni ancora troppo lontani dalla soglia di +5,5Km/s.
      Tieni comunque presente che se sei amante degli inverni bianchi e freddi non devi per forza attendere dei cataclismi in stratosfera, anzi questi spesso non producono affatto la realizzazione di un teorema. Piuttosto, vista anche la precaria situazione termodinamica, sarebbe assai probabile la formazione di anticicloni di blocco persistenti alle alte latitudini con frequenti situazioni depressionarie con sede nel Mediterraneo centro-occidentale alimentate da aria fredda continentale i cui effetti sarebbero più evidenti nelle nostre regioni settentrionali.
      Onestamente per sciogliere la prognosi dobbiamo attendere che i modelli si schiariscano le idee perché queste situazioni possono evolvere molto rapidamente nell’arco di 7/10 giorni.
      CarloCT

      Immagine allegata

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