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Outlook inverno 2020-2021

A Dio piacendo eccoci anche quest’anno a redigere il primo outlook per questa stagione invernale appena iniziata. Come consueto faremo un primo sorvolo sullo stato di fatto per poi addentrarci nel possibile scenario di prognosi.

Inevitabile esordire con l’attualità dell’attività della nostra stella, fonte primaria d’energia alla base della vita e, per quanto ci riguarda, della circolazione atmosferica.

Ebbene dalla figura 1 possiamo facilmente notare coma l’attività sia al minimo del ciclo undecennale che ricordiamo corrisponde ad una bassa attività magnetica rilevabile visivamente da una bassa o nulla attività delle cosiddette macchie solari. Ad esso si accompagna una riduzione del vento solare e quindi delle particelle cariche che lo costituiscono e che giungono fino alla Terra. Non è ancora chiaro ma si tende ad attribuire a tale flusso una serie di possibili conseguenze a partire dall’alta atmosfera.

Dalle figure 2 e 2a si nota dalla sovrapposizione dell’attività solare osservata e quanto elaborato dal modello SolCast di Meteo Dolomiti per la previsione dell’attività solare. Le due curve sono piuttosto corrispondenti quindi potremmo rilevare che stiamo entrando nel nuovo ciclo solare 25. In ogni caso l’attività è bassissima e di questo ne terremo conto.

Passiamo ad analizzare lo stato dei venti equatoriali stratosferici. Le quote isobariche osservate sono a 10,30,50 e 70hPa. I grafici dalla figura 3 alla figura 6 rappresentano l’andamento rispettivo dei livelli indicati.

Più interessante, ma forse un po’ più difficile da interpretare, è il grafico in figura 7 che rappresenta l’andamento della QBO nei livelli isobarici osservati negli ultimi 6 mesi.

Questo grafico ci indica livello per livello la tendenziale della QBO da cui possiamo rilevare che a 10hPa, dopo avere raggiunto un massimo positivo molto relativo nel mese di giugno, a partire dal successivo mese è iniziata una nuova tendenza alla flessione tutt’ora in atto, che sta riportando l’indice in territorio piuttosto negativo.

A 30hPa si evidenzia l’uscita da un periodo negativo con valori sempre crescenti e in fase positiva da giugno scorso. A 50hPa andamento simile ai 30hPa ma con ingresso in fase positiva dallo scorso settembre e quindi verosimilmente la fase positiva è destinata a perdurare ancora a lungo. Stessa sorte per la quota isobarica di 70hPa che vede un andamento in crescita ma con valori positivi da ottobre. Quindi possiamo immaginare che la fase positiva nel corso del prossimo inverno riguarderà certamente i piani isobarici bassi 50-70hPa mentre per i 30hPa possiamo attenderci nella seconda parte invernale una graduale flessione a causa della fase est discendente che come visto già interessa i 10hPa.

Al momento non guarderemo all’intera nomenclatura degli indici oceanici ma ci soffermeremo ai due che ritengo siano i principali: indice PDO ed ENSO.

Il primo è importante perché ci segnala la variazione del flusso atmosferico, e quindi del treno d’onda, che ha iniziato nei mesi precedenti il suo cambio di segno. Le variazioni di temperatura delle acque superficiali sono riconducibili al fenomeno di wind stress che trasferisce momento alla superficie marina, la quale acquista movimento necessario per alimentare i fenomeni di downwelling e upwelling contribuendo a modificare le zone di risalita delle fredde acque profonde oceaniche e l’inabissamento di acque superficiali. Le zone di inabissamento sono quelle influenzate da persistenti strutture anticicloniche e viceversa per la risalita. Da qui si può facilmente intuire come l’indice PDO sia descrittivo dell’efficacia della variazione e persistenza delle forme d’onda sopra il Pacifico settentrionale. Questa porzione del globo è fondamentale per focalizzare lo sviluppo del treno d’onda principale che troverà poi risonanza nelle forme d’onda atlantica e asiatica.

I grafici nelle figure 8 e 9 mostrano rispettivamente l’andamento dell’indice PDO annuale dal 1950 ad ottobre del corrente anno e le vicende mensili dello stesso indice dallo scorso gennaio a ottobre.

Il grafico in figura 8 ci indica una PDO da inizio anno con valore lievemente negativo o, meglio ancora, possiamo indicare l’indice in fase praticamente neutra. Per meglio comprendere lo sviluppo annuale la figura 9 rappresenta l’andamento dei singoli mesi a partire dallo scorso gennaio. La tendenziale è verso una ulteriore discesa nei prossimi mesi con indice che è atteso divenire negativo.

Come detto poco sopra la valutazione di questo indice è significativa per determinare la posizione media del treno d’onda.

Dalla figura 10 possiamo ricavare la zona di convezione equatoriale dal primo ottobre scorso al 25 novembre del corrente mese. Seguendo i punti di divergenza dei vettori del vento alla quota isobarica di 200hPa sulla fascia interequatoriale ricaviamo le aree con la massima convezione la quale possiamo supporre possa mantenere una certa memoria lungo il trimestre invernale e compatibile con un indice ENSO che andrà ad incrementare nei valori negativi. I cerchietti rossi evidenziano le zone di divergenza da cui possiamo supporre che le zone MJO più attive potranno essere la 3-4-5 e 7-8-1.

Passando all’analisi dello stato della stratosfera iniziamo con esaminare l’andamento del vento zonale alla quota isobarica di 10hPa così come da figura 11.

Si nota come dalla terza decade di ottobre il vento zonale abbia iniziato ad intensificarsi tanto da raggiungere livelli di intensità ragguardevoli. Questa intensificazione ha corrisposto ad un approfondimento del vortice la cui origine è data da un consistente raffreddamento così come visibile in figura 12.

Il raffreddamento è iniziato verso la fine della scorsa estate aumentando la sua anomalia negativa progressivamente raggiungendo valori particolarmente bassi.

L’effetto sull’anomalia del geopotenziale è evidenziato dal grafico in figura 13 del NAM10hPa, indice che è andato aumentando portandosi ad oltrepassare la soglia di +1,5 in questi giorni e previsto fluttuare attorno a quel valore. Da letteratura questo significa un condizionamento troposferico di una sessantina di giorni con rinforzo del relativo vortice polare e una invasione della fascia anticiclonica subtropicale verso nord. Per quanto ci riguarda significa una prevalente ingerenza di alte pressioni nel mediterraneo centro-occidentale.

Detto ciò tutto si potrebbe concludere qui e come dicono in molti: inverno finito! In verità guardando ai dati complessivi con più attenzione emergono alcuni dubbi, vediamo quali.

Dai grafici in figure 13a e 13b possiamo analizzare lo stato dei flussi di calore alla quota isobarica di 100hPa tra le latitudini di 45°N e 75°N. Dal primo grafico si nota come i flussi non sono mai stati azzerati nonostante le vicende descritte in stratosfera, indice di una troposfera tutt’altro che incline a favorire un compattamento della massa artica. Il grafico in figura 13b, poi, ci suggerisce come gli eventi dei flussi di calore calcolati su un intervallo di 40 giorni non abbia raggiunto il limite negativo dei -5,5K m/s necessario per decretare un ESE di tipo cold al pari e in concomitanza del superamento della soglia NAM10hPa di +1,5. Questo non è un fattore secondario perché significa che il raffreddamento e intensificazione del VPS non è riconducibile all’azione troposferica con una chiara struttura di tipo T-S-T (troposfera-stratsofera-troposfera), ma di sola matrice stratosferica con conseguente scarsa influenza sulle vicende troposferiche. Inoltre nel grafico 13b è possibile valutare anche la previsione della tendenziale degli eventi dei flussi di calore su 40 giorni (curva gialla) che ci indica valori che non raggiungeranno nemmeno nel corso delle prossime settimane il valore negativo di soglia, anzi, si prevede una ripresa dei flussi di calore nel mese di dicembre, anche consistente (vedi curva verde). Tornando al grafico in figura 13 notiamo come la curva dell’indice SEI (Stratospheric Event Index) non abbia raggiunto, e tanto meno superato, la soglia di +1,5. Ricordo che questo indice tiene conto sia del NAM10hPa che dei flussi di calore per meglio focalizzare tutti i casi di superamento di soglia (positiva o negativa) al fine di individuare con maggiore precisione i casi di ESE.

Dunque ciò che sta avvenendo non sembra avere tutte le caratteristiche per essere indicato come evento stratosferico estremo, in base ai dati e fino a prova contraria non ritengo lo sia a prescindere dal valore NAM10hPa raggiunto. Però qualche ulteriore dubbio lo offre il NAM1000hPa così come da figura 14.

Oggettivamente, nella bassissima troposfera (a poche decine di metri dal suolo) l’indice NAM ci indica una notevole fase positiva appena trascorsa, con un forte compattamento della massa artica con relativa flessione del geopotenziale e una espansione della fascia degli anticicloni subtropicali verso nord. Il tempo di novembre ne è stato una plastica rappresentazione. Ma, per identificare dei disturbi in grado di penetrare la stratosfera e propagarsi in essa verso l’alto tali da generare eventi di tipo T-S-T i, dati dell’AO non sono indicativi, dobbiamo guardare alle anomalie di geopotenziale più in alto e specificatamente a quella quota limite tra troposfera e stratosfera nelle medio-alte latitudini. Questa quota è la 200hPa e il grafico successivo (figura 15) del NAM200hPa non ci segnala alcun evento particolare di anomalie in grado di penetrare e propagare in stratosfera. Il massimo “sforzo” sarà dato da un valore di appena poco superiore a +1 altrimenti i valori dei giorni e settimane precedenti sono rimasti all’interno della neutralità con anomalia di geopotenziale praticamente nulla.

Dunque detto ciò possiamo cautamente escludere che vi sia stato (o vi sarà nel prossimo futuro) la partenza di un impulso troposferico in grado di generare un evento di tipo T-S-T.

L’attività d’onda prevista dal modello IZE, attualmente operativo, è visibile in figura 16 e frutto dell’elaborazione dello scorso ottobre. Ci suggerisce tutt’altro che un condizionamento troposferico da ESE cold.

Dall’interpretazione del grafico possiamo notare l’uscita della fase con scarsa attività d’onda di novembre farsi strada nei primi giorni di dicembre ma poi riprendere in maniera corposa trovando i massimi effetti attorno alla metà del mese, per poi spegnersi temporaneamente (sembrerebbe attorno al Natale) per poi riprendere in maniera più vigorosa. Tale dinamica, se troverà conferma, sarà da seguire per le ripercussioni in stratosfera. Il mese di gennaio sembra trascorrere interamente con buona attività d’onda. Solo in febbraio, nella prima parte, si prevede uno stop per poi riprendere nella seconda parte del mese.

Questa attività il modello la traduce con le seguenti anomalie di geopotenziale previste alla quota isobarica di 250hPa come da figure 17, 18, 19 e 20.

Per quanto concerne l’Europa e il bacino centrale del mediterraneo si prevede un’anomalia negativa di geopotenziale con segnale più evidente nei mesi di dicembre e gennaio, caratterizzati da ingressi di aria fredda prevalentemente di matrice nord atlantica in dicembre e con una provenienza più settentrionale o nord orientale per gennaio, complice una maggiore propensione alla chiusura del flusso zonale ad opera della seconda onda. Le precipitazioni potrebbero dunque risultare sopra media complice anche un persistente blocco anticiclonico sull’Europa orientale. In febbraio dovrebbe prevalere il temporaneo ritorno di correnti zonali viste in rinforzo, comunque non ad interessare l’intero mese.

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Published inAttualitàClimatologiaMeteorologiaOutlook

16 Comments

  1. @Simone
    Ciao Simone,
    arrivando subito al punto possiamo senz’altro affermare che l’evento di stratwarming è stato di tipo maggiore con spostamento (displacement) del vortice. E’ stata presente, e lo è tutt’ora, l’intera dinamica T-S-T. I grafici allegati te la mostrano in tutta la loro chiarezza. La sezione verticale del NAM indica come le anomalie positive di geopotenziale tra i 60°N e i 90°N abbiano interessato tutta la colonna atmosferica e la sezione verticale del vento zonale ne certifica l’evidenza. Detto questo però si continuano a mitizzare questi eventi alimentando la leggenda metropolitana delle loro gelide conseguenze (l’informazione o la disinformazione al riguardo è piuttosto evidente). La statistica e l’analisi di questi eventi ci suggeriscono tutt’altro. Se è indiscussa, quando sussiste la propagazione, la capacità di produrre prolungati periodi di particolare debolezza del vortice polare è altrettanto certo che non esiste l’equazione stratwarming=gelo. Dei numerosi eventi estremi di tipo caldo sono solo pochi i casi che hanno contribuito a provocare particolari ondate di gelo (entro la settimana/decina di giorni dall’evento). Inoltre è altrettanto acclarato che la tipologia, split o displacement, produce effetti troposferici diversi poiché la loro stessa origine troposferica è diversa (T-S-T).
    Carlo CT

    Immagine allegata

  2. Simone

    Buonasera Carlo,
    Nell’attesa che la sua prossima analisi spieghi quanto accaduto e quanto ancora sarà per il proseguio della stagione, volevo farle alcune domande.
    Il passato evento di Stratwarming della prima decade di Gennaio, con superamento del valore di -3.0 del NAM a 10hPa e del valore di 5,5 dei flussi di calore su un intervallo di 40gg alla quota isobarica di 100hPa
    può considerarsi un evento ESE del tipo T-S-T? C’è stato un condizionamento della troposfera da parte della stratosfera? In caso affermativo fino a che quota isobarica si è spinto tale condizionamento?

    Grazie
    Simone

  3. Marco Cocci

    Ciao Carlo, che ne pensate? Sarà forse giunto il momento che voi riprendiate penna e calamaio e date modo di provvedere all’aggiornamento del Vs encomiabile Outlook, perché di novità importanti iniziano ad esserci quasi a vista.. Io nel frattempo mi sono permesso di dare delle tempistiche al tuo grafico di proiezione NAM, che se in un primo step esso si fermerebbe in prossimità della soglia (forse un -2,9 nel giorno della Befana) nel successivo step, a circa 7/10 giorni dal primo, si dovrebbe affondare ben oltre quella immaginaria linea rossa. A presto e un augurio di un sereno e migliore 2021.
    PS: purtroppo non riesco ad inserire l’immagine, ma dal mio discorso la si intuisce in modo evidente.

  4. @Emre
    Ciao Emre, il nostro nuovo sito con una nuova veste grafica e via via nuovi contenuti sarà pubblicato a partire da domani. In quella occasione troverai nuovamente i grafici aggiornati.
    Buon Natale.
    CarloCT

  5. @Mauro
    Ciao Mauro,
    la formazione dell’HP polare è la firma del non avvenuto ESE cold. Infatti l’azione di raffreddamento e approfondimento del vortice stratosferico si è dissipato in tropopausa. L’Espansione della massa stratosferica senza essere accompagnata da una divergenza effettiva nell’alta troposfera, ostacolata dai continui disturbi prodotti da anomalie positive di geopotenziale tra l’Atlantico settentrionale fino all’artico Russo, non ha prodotto un aumento della vorticità ciclonica troposferica alle alte latitudini ma bensì ha operato una compressione della massa troposferica innescando una convergenza in alta troposfera e una divergenza nella medio bassa. Questo processo era atteso, infatti ti ho già scritto, se sei tu lo stesso Mauro, che il periodo 15-25/28 sarà cruciale. Se la visione è quella giusta l’alta polare determinerà una flessione dei flussi di calore ma senza annullarli che porterà ad una temporanea tendenza all’approfondimento del vortice che si vedrà con una risalita dell’indice AO (e NAM) su valori neutri o al più debolmente positivi. La ripresa zonale sarà benzina per la riattivazione dei flussi di calore (ormai saremo verso l’ultima settimana di dicembre) che così porterebbero all’SSW. Vedremo più avanti, se andrà in porta tale dinamica, di che tipo sarà. Al momento ci sono degli indici che non depongono favorevolmente verso il tipo major. Vedremo più avanti. Quando? Il periodo più plausibile è sempre lo stesso, entro la metà di gennaio. Tra l’altro i forecast deterministici che stanno uscendo in questi giorni stanno avvalorando quanto è nelle attese e qui velocemente spiegato. Ci tengo però a sottolineare, anche se non c’è la necessità, che gli eventi stratosferici non sono la causa di quanto poi può seguire in troposfera ma la diretta conseguenza degli avvenimenti precursori troposferici. La disposizione delle anomalie troposferiche da inizio stagione portano a questa conclusione. Vedremo.
    CarloCT

  6. Mauro

    Buongiorno Carlo, negli ultimi aggiornamenti si vede un coriaceo HP sul polo, non è che rovesci le aspettative, cioè dopo avere evitato ESE COLD, questo possa tornare in auge nei prossimi giorni??? grazie

  7. Nicola

    Ad ora il semestre freddo, potrebbe mostrarsi con chances fredde anticipate entro la prima meta’ di Gennaio, specie nella seconda parte di Dicembre e prima quindicina del nuovo anno. La fase appare comunque molto delicata ed in bilico climatico.
    Così il sunto del sito Datameteo

  8. @Mauro
    Ciao Mauro,
    non è così certo. Come ho scritto il modello per la previsione dei flussi di calore su 40gg ritengo sovrastimi la ripresa dei flussi stessi a 100hPa tra 45N e 75N (vedremo le prossime uscite). Diciamo che l’attuale situazione esprime solo l’inizio di un lungo percorso verso quel possibile epilogo. Le prossime settimane saranno decisive in tal senso. Per capire se l’evoluzione prosegue secondo le attese dovremo aspettare, più o meno, il periodo dal 15 al 25/28 prossimo quando sarà indispensabile una ripresa della zonalità sui 60N accompagnata dunque da un indice AO in ripresa con valori lievemente positivi e un calo dei flussi di calore. Tale dinamica tra l’altro è stata pronosticata dal modello IZE (vedi grafico 16 nell’articolo). Perché questo passaggio è importante? Perché altrimenti non può attivarsi la successiva più intensa ripresa d’attività d’onda che fornirà l’impulso necessario per la sua propagazione verso l’alto, rianimata proprio dalla parentesi di ripresa zonale. Senza una giusta spinta zonale non c’è attività d’onda.
    Di strada da fare ce n’è ancora tanta. Questi sono processi molto lenti che hanno bisogno di settimane per compiersi e svilupparsi con specifiche modalità.
    Carlo CT

  9. mauro

    allora molto probabile un ese warm, visto che i flussi di calore avranno superato i +5,5 m/s, sempre che sia giusto….

  10. Allego l’aggiornamento odierno dei grafici dal numero 11 così che si possa ora meglio comprendere il motivo per il quale nell’outlook ho scongiurato la realizzazione dell’ESE cold. Anzi, il tutto depone verso un cammino che porterebbe entro la metà di gennaio ad un corposo stratwarming (già supposto nell’outlook) la cui dinamica ed effetti sarà tutta da capire e valutare, comunque è da tenere ben presente e quindi monitorare con attenzione. E’ comunque fuor di dubbio che il vortice polare stratosferico nelle prossime settimane andrà indebolendosi.
    Piccola nota: nel grafico 13b si vede la previsione del modello qui implementato degli eventi dei flussi di calore su 40 giorni superare la soglia dei +5,5 K*m/s per i primi giorni del nuovo anno (vedi curva verde). Ho qualche perplessità che ciò possa avvenire così in fretta. Credo che al momento il modello sopravvaluti il cambio di segno dell’attività d’onda con forte ripresa dei flussi di calore. Nei prossimi giorni credo che il modello aggiusterà un po’ il tiro. Vedremo.
    Carlo CT

    Immagine allegata

  11. FabioDue

    L’immagine allegata da Carlo Colarieti Tosti (media anomalie geopotenziale 1950-2019), anche se riassume anomalie e non valori assoluti, farebbe persino pensare ad un Vortice Polare più facilmente del solito “in pezzi”, trasferiti alle medie latitudini.
    Cioè, ad una condizione con frequente AO negativa e magari anche NAO neutra o debolmente negativa.

    È una interpretazione troppo forzata?

  12. @Francesco Salvati
    Dunque Francesco, come da outlook diciamo che l’inverno non sarà noioso e convengo con te nel supporre che avrà molto da dire in gennaio.
    Carlo CT

  13. Francesco Salvati

    Si potrebbe quindi ipotizzare la parte centrale dell’inverno come fredda ed umida, quindi con le maggiori possibilità di neve … Grazie del prezioso contributo

  14. Andrea

    Buongiorno Carlo,
    innanzitutto grazie per il prezioso outlook.

    Quando nell’articolo si parla di bassa attività solare del nuovo ciclo 25, scrivi che “In ogni caso l’attività è bassissima e di questo ne terremo conto”.
    Tuttavia, non mi è chiaro come questa viene tenuta in conto nella descrizione delle dinamiche descritte nell’outlook e mi piacerebbe sapere quale influenza potrebbe avere.

    Grazie
    Andrea

    • Ciao Andrea, nell’articolo non è apertamente specificato e documentato quindi ti allego qui cosa è stato tenuto conto. Il grafico mostra la media delle anomalie degli inverni dal 1950 al 2019 che hanno visto bassa attività solare, QBO lievemente positiva e ENSO lievemente negativo. Ovviamente non sono importanti i valori assoluti delle anomalie ma la posizione delle stesse. Queste anomalie suggeriscono una estensione verso sud del fronte polare con una accelerazione del flusso zonale nelle basse latitudini e una decelerazione alle alte latitudini. Questo schema porta con facilità l’ingresso dei fronti atlantici nel Mediterraneo e nel contempo lascia aperta la porta a flussi di aria continentale uscente dalle anomalie positive di geopotenziale alle alte latitudini.
      Carlo CT

      Immagine allegata

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