di Carlo Colarieti Tosti

Nell’ultimo outlook del 28 dicembre scorso ci eravamo lasciati con lo sviluppo di un probabile MMW a seguito di un intenso riscaldamento stratosferico avviato negli ultimi giorni di dicembre alla quota isobarica di 10hPa sul comparto siberiano. E’ nostra intenzione fare un aggiornamento al fine di cercare di prevedere le conseguenze degli imminenti avvenimenti stratosferici a livello troposferico.

Innanzi tutto vorrei sgombrare il campo sulla classificazione displacement o split del MMW che allo stato dei fatti credo investirà solo un interesse puramente accademico. La precisazione è necessaria visto che nello spazio di poche ore si avranno entrambi gli eventi con lo split che indubbiamente avrà un ruolo primario per le successive dinamiche, non fosse altro per il lunghissimo tempo che lo vedrà vivo nel cuore dell’artico stratosferico. Ovviamente tutti gli indici esaminati nel precedente outlook non hanno compiuto variazioni significative e quindi in questa sede ne tralasceremo l’analisi tenendo valido quanto già esposto precedentemente.

Per le sorti e dinamiche dello split, comunque ormai dato per certo, dipenderà molto il ruolo offerto dalla seconda onda. A tal fine la figura 1 ci indica l’evoluzione dell’onda convettiva equatoriale che ci fornisce delle indicazioni indirette sulla riattivazione della wave2.

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Una disdetta, ci eravamo illusi che il clima di medio termine, che so, una stagione o magari qualche anno, fossero qualcosa alla nostra portata. Del resto, sappiamo come sarà il clima tra 100 anni no? E invece niente, la strada è ancora lunga, tortuosa e, per dirla tutta, non si sa neanche dove porti.

Ma come, starete pensando, sappiamo benissimo che il pianeta andrà arrosto nel giro di qualche decade, che i ghiacci si scioglieranno, che le siccità diventeranno la norma, che le piogge alluvionali arriveranno tutti i primi giovedì del mese (giorno di mercato e immancabile maltempo)…ora che succede?

Beh, succede che il tempo non è il clima, ma tanti tipi di tempo messi insieme nello spazio e nel tempo fanno il clima. A fare i tipi di tempo sono da sempre le dinamiche della circolazione generale dell’atmosfera, che decide dove si piazzano e quanto sono forti o deboli i centri d’azione meteorologica. Tanto per citarne un paio di nostro diretto interesse per esempio, potremmo pensare alla Depressione d’Islanda e all’Anticiclone delle Azzorre, il cui comportamento decide quante perturbazioni passano sull’Europa e dove passano con maggiore frequenza.

Sicché due ricercatori del Posdam Intitute hanno deciso di prendere la bella cifra di 23 modelli climatici e provare a far loro riprodurre il comportamento di questi ed altri noti centri d’azione per gli ultimi 50 anni.

How well do state-of-the-art atmosphere-ocean general circulation models reproduce atmospheric teleconnection patterns? – Handorf  & Dethloff 2012 – Tellus (qui l’abstract, qui il pdf)

Risultato: la diffusione spaziale dei soggetti è accettabile, le loro dinamiche temporali non sono assolutamente riproducibili, quindi nisba. Il clima di una stagione e, naturalmente, anche quello di periodi più lunghi non si possono prevedere.  Pare che non sia un problema di capacità di calcolo (chi l’avrebbe mai detto), ma manchino sostanzialmente due cose, la conoscenza esatta di molti dei meccanismi fisici che regolano il comportamento di un sistema complesso come quello climatico e un sistema osservativo che restituisca un’immagine fedele della realtà in assenza della quale proprio non si può neanche cominciare il lavoro.

Però, tranquilli, gli stessi modelli che a scala regionale e di medio termine temporale non sono affidabili, diventano oro colato se si guarda a fine secolo, per cui l’arrosto sicuramente ci sarà. L’importante è crederci.

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NB: questo breve post non rende giustizia al paper in questione, che pure è interessante e molto articolato, per cui non deve in nessun modo essere interpretato come una critica. Semmai, un lavoro così complesso, mette in luce una volta di più quanta distanza ci sia tra chi pretende di fare scienza in un certo modo, prospettando sconquassi con strumenti assolutamente inadatti e chi invece cerca di fare delle serie valutazioni di questi strumenti mettendone senza remore in evidenza i limiti alquanto grossolani.

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Negli ultimi giorni si è cominciato a parlare di inverno. Lo ha fatto lo UK Met Office, presagendo un’altra stagione difficile per l’Europa e più nello specifico per la Gran Bretagna, arrivando a dire che quello prossimo potrebbe essere per loro l’inverno più freddo degli ultimi 100 anni. Bontà loro, se le classifiche ex-post hanno poco senso, quelle ex-ante ne hanno ancora meno. Da noi lo ha fatto il CNR IBIMet, notizie riprese entrambe da Meteoweb (qui e qui), andando sempre nella direzione del freddo ma immaginando pattern atmosferici più continentali – e dunque siberiani – che non artici, come previsto invece dagli amici inglesi.

Il comune denominatore è dunque il freddo, ma gli approcci sono distanti in termini di dinamiche della circolazione emisferica. Difficile che si possa sperimentare un mix tra le due cose, anche se l’esperienza insegna che l’atmosfera ha sempre qualcosa di nuovo da mostrare.

Per parte nostra, proseguiamo nel solco tracciato negli anni scorsi e recentemente ripreso con il post di introduzione ai nostri outlook dell’ottobre scorso. Come leggerete, ci associamo al comune denominatore di cui sopra, ma l’analisi e le considerazioni sono abbastanza diverse e sono scisse in due parti, con il discorso che torna ad unirle alla fine. Quello che segue è forse il post di argomento meteorologico (con una strizzata d’occhio al clima stagionale) più interessante e meglio argomentato che abbiamo mai pubblicato, perciò, mettetevi comodi e, visto che si tratta pur sempre anche di una previsione, incrociamo le dita!

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Outlook inverno 2012 – 2013

di Carlo Colarieti Tosti

La situazione stratosferica nei piani medio-alti (tra 30 e 1hPa) è caratterizzata da una anomalia negativa di geopotenziale espressa attraverso l’indice NAM (Northern Annular Mode) con il recente avvicinamento alla soglia di +1,5. In letteratura tale circostanza suggerisce la possibile propagazione verso la troposfera della consistente vorticità stratosferica accelerando e chiudendo in sede artica il Vortice Polare Troposferico (VPT) instaurando quindi un periodo di Oscillazione Artica  (AO) positivo. Le conseguenze alle medie latitudini sono note e possono riassumersi in una generale tendenza a configurazione ad elevato indice zonale.

La situazione però non è così semplice da poter essere licenziata in breve. Spieghiamo perché.

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Soltanto la settimana scorsa, dopo una mia insistenza spietata, Carlo Colarieti Tosti ha acconsentito a pubblicare l’articolo di introduzione dei nostri Outlook invernali. In fondo al post, come avrete avuto modo di leggere, ci sono delle immagini che rappresentano le previsioni di anomalie del geopotenziale alla media troposfera per i prossimi mesi, naturalmente mese per mese.

Ora il primo mese si è concluso, quindi possiamo cominciare a verificare il nostro lavoro. Quella che segue è l’immagine pubblicata martedì scorso per il mese di ottobre:

Come mi ha fatto notare Carlo spedendomi questa immagine e come si nota immediatamente, l’accordo è piuttosto buono, pur in presenza di due elementi di difformità abbastanza evidenti.

Il primo è la presenza nelle anomalie osservate di una continuità dell’anomalia negativa al traverso delle Isle Britanniche, ad unire i due poli negativi sul Mare del Nord e sul Vicino Atlantico, mentre nella previsione i due lobi erano separati da una debole anomalia positiva.

Il secondo è nell’intensità dell’anomalia negativa sul Mare del Nord, che nelle osservazioni appare meno profonda di quanto indicato nella previsione.

E’ probabile che nei prossimi mesi la distanza tra la realtà osservata e la previsione aumenti. Questo ci aiuterà eventualmente a registrare la previsione. Per adesso prendiamo atto che l’inizio è buono e che il pattern derivato da queste anomalie è stato dominato da AO e NAO negative, la prima a mentenere basso l’indice zonale e quindi a far prevalere flussi meridiani, la seconda a tenere bassa la stormtrack, portando umidità e flussi instabili verso le medie latitudini. Ma è autunno, quindi lo scambio nord-sud e viceversa è fisiologico. Vedremo come andrà in futuro.

Le attuali dinamiche della circolazione oceano-atmosferica e i possibili risvolti per la prossima stagione invernale

Come in ogni libro che si rispetti l’introduzione rappresenta l’espressione della sostanza del pensiero che poi troverà le argomentazione nei successivi capitoli, così con questo articolo cominciamo l’esercizio di prognosi dell’andamento della prossima stagione invernale anticipando, o meglio introducendo, gli ormai noti outlook di Climate Monitor.

Settembre e ottobre sono i mesi strategici per cercare di prevedere l’assetto atmosferico nel vivo della stagione autunnale e invernale. Infatti è proprio in questo periodo che il vortice polare stratosferico inizia i suoi primi vagiti e, proprio per la sua “fragilità”, subisce i forcing indotti dagli assetti oceanico e atmosferico suggerendoci dove andrà gradualmente ad approfondirsi. Le anomalie di altezza del geopotenziale che vanno evidenziandosi tenderanno ad accentuarsi nel corso dei prossimi mesi condizionando la circolazione generale e le zone del pianeta sottostanti, almeno fino a quando non cambieranno intensità e segno i vari forcing.

Iniziamo la nostra introduzione con l’analisi dei vari indici di interesse.

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I nostri lettori abituali penseranno che siamo impazziti, immaginando che contrariamente alle nostre abitudini, non solo ci gettiamo nella mischia delle previsioni, cosa che su queste pagine non accade quasi mai, ma addirittura lo facciamo con un anticipo che ogni meteorologo sano di mente giudicherebbe ridicolo. Così non è in effetti. Non abbiamo nessuna intenzione di fare presagi di nessun genere.

Lo spunto per il nostro titolo di oggi e per il contenuto di questo post, viene da una recente pubblicazione scientifica in materia di previsioni stagionali della quale ci ha dato notizia Science Daily:

Seasonal Forecast for northern emisphere winter 2009/2010 - IOp Science, Environmental Research Letters.

Si tratta di uno studio di rianalisi delle performance del modello di previsione stagionale in uso presso lo UK Met Office, il modello GloSea4, cui si aggiungono degli interessanti spunti previsionistici per l’immediato futuro.

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l’Ansa, anzi, l’Ansia, ha aperto l’happy hour. Ecco il poster che ammiccando dall’angolo della strada invita i passanti ad entrare e godersi la fiesta:

Ed ecco il testo del vaticinio:

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L’intento è chiaro, con la buona stagione alle porte almeno per metà del mondo, c’è qualcuno che si sta portando avanti col lavoro. Si parla di predicibilità climatica a scala stagionale, l’oggetto del desiderio del consumatore generico medio e dei cosiddetti policy makers, ma anche l’incubo di chi fa previsioni.

Che i modelli di previsione stagionale abbiano uno skill piuttosto basso non è un segreto. Che quella che si tira fuori – giusta o sbagliata che si riveli a posteriori – non è una previsione in senso stretto (ma neanche largo) è pure chiaro a tutti gli addetti ai lavori. Lo è invece molto meno per quanti continuano a chiedere candidamente: “Che estate sarà?”. Alla terza ora di premesse e spiegazioni prive di reale interesse per il richiedente, normalmente scatta il sorriso ironico e commiserante, poi, finalmente, il classico “Ah, non si può sapere”.

Continue reading “Nature Climate Change: Estate, se non piove farà caldo, ma anche no.” »

Sembra una barzelletta ma non lo è. Alla fine di marzo, cioè al culmine di un periodo decisamente siccitoso per gran parte del comparto europeo, belpaese e albione inclusi, più o meno tutti, aventi diritto e non, si sono cimentati nelle previsioni stagionali.

Obbiettivo, capire se la primavera, notoriamente stagione piovosa, avrebbe confermato il suo carattere sanando almeno in parte il deficit idrico oppure no. Secondo obbiettivo, gettare il cuore oltre l’ostacolo e farsi un’idea per la prima parte della stagione estiva.

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Buone nuove, forse, per le previsioni stagionali. La settimana scorsa è apparso su Science Daily un articolo di commento ad un paper pubblicato su Science da un team di ricercatori del Max Planck Institute.

Multy Year Prediction of Montly Mean Atlantic Meridional Overturning Circulations at 26.5°N – Matei et al., 2011.

L’AMOC ovvero quella porzione della circolazione oceanica che interessa l’Atlantico. La componente di superficie di questo complesso sistema di correnti è nota come Corrente del Golfo, il lungo nastro trasportatore di acque temperate che dal Golfo del Messico si spinge fin verso il Mare del Nord mitigando il clima dell’Europa occidentale ed essendone quindi uno dei driver principali.

Una cessione di calore continua sebbene soggetta ad una certa variabilità. Per esempio, si suppone che il ramo superficiale di questo flusso abbia subito un rallentamento non riuscendo più a raggiungere il mare del Nord durante la Piccola Età Glaciale, regalando – si fa per dire – alcuni secoli di grande difficoltà climatica al vecchio continente in un contesto di raffeddamento globale. Questo concetto, tra l’altro, ha fatto la fortuna di un relativamente recente e famosissimo Action Movie – The Day After Tomorrow – spettacolare quanto improbabile viral marketing del climate change in action.

Per avere un’idea della variabilità di breve periodo di questo flusso, si può dare un’occhiata a questa pagina dove sono plottati i dati resi disponibili dal KNMI (figura sotto) e dove si nota uno strano spike subito dal flusso nei primi anni ’70.

Ma torniamo alla novità del lavoro oggetto di questo post. Gli autori del paper dimostano in via teorica la possibilità di fare delle previsioni climatiche su AMOC per confronto tra simulazioni di modelli e successiva verifica con dati osservati e con previsioni di persistenza. Le osservazioni utilizzate nello studio sono comunque in realtà dati di rianalisi dei progetti di ricerca RAPID e MOCHA.

Al di la’ dell’enfasi con cui si assegna tout court al sistema una dipendenza da forcing antropico e variabilità naturale, che leggiamo sia su SD che nel corpo dell’articolo pubblicato, l’approccio di questa ricerca presenta degli spunti interessanti in quanto, focalizzando l’attenzione sul breve e medio periodo, presuppone che le simulazioni debbano essere inizializzate con lo stato del sistema al momento di partenza della previsione, ponendo l’accento sulla memoria che le dinamiche future possano conservare dello stato iniziale. Un approccio questo, molto più meteorologico che climatico, in effetti.

Per mettere a punto la previsione sono stati utilizzati il modello climatico globale ECHAM5 per la componente atmosferica e il modello oceanico MPI-OM per quella oceanica. L’impiego di quest’ultimo potrebbe essere stato un ulteriore valore aggiunto, in quanto tale modello è noto per avere buone capacità predittive del North Sea Overflow che, come generatore della North Atlantic Deep Water, è il principale immissario del ramo profondo dell’AMOC.

Dopo aver realizzato delle ‘previsioni del passato’ (Hindcast) per il periodo 2004-2007, inizializzate con le rianalisi atmosferiche dal 1948, si è proceduto al confronto con la persistenza e con le simulazioni eseguite con un modello non inizializzato. Le capacità predittive sono state valutate tramite indici di correlazione per confronto con i dati osservati RAPID-MOCHA. La previsione è risultata essere più affidabile della persistenza e del modello non inizializzato, sebbene si noti una persistente sottostima della ciclicità annuale. Confortati da questo risultato gli autori hanno lanciato il modello avanti nel tempo, ottenendo un output che assicurerebbe una sostanziale stabilità di questo flusso (alla latitudine 26.5N) per i prossimi quattro anni.

Ora alcune considerazioni. La prima in ordine al sistema di previsione. Il modello atmosferico impiegato  è uno di quelli che vanno per la maggiore e contiene una certa quantità di forcing antropico. Nel paper si legge che si è deciso di far girare il modello secondo lo scenario di emissioni A1B, che prevede un mix di risorse energetiche molto diverso dall’attuale (e presumibilmente dal futuro a breve medio termine), una conseguente progressiva riduzione delle emissioni (anch’essa presumibilmente irrealistica e sin qui disattesa) e un aumento delle temperature medie globali contenuto ma comunque largamente superiore a quello osservato attualmente. Non è dato sapere (a chi scrive, naturalmente) quanto pesi il forcing antropico in questo modello e quanta parte di questo peso si ripercuota sull’accoppiamento con il modello oceanico e sulle successive previsioni.

Ma se lo scenario di emissioni che si presuppone è diverso da quello reale e se l’output delle temperature è sovrastimato, qualche dubbio circa la ‘bontà’ di queste previsioni è lecito averlo, a meno che questo peso non sia veramente irrilevante e l’errore possa essere quindi contenuto a tutto vantaggio delle dinamiche di origine naturale, almeno per il breve-medio periodo. Nella pagina di spiegazione dell’AMOC che abbiamo linkato all’inizio di questo post, leggiamo infatti che le previsioni dell’IPCC giudicano ‘very likely’ che l’AMOC possa subire una diminuzione di intensità del 25/30% nel corso del XXI° come conseguenza del global warming. Un sistema che sembra piuttosto stabile da quando lo si osserva e che si prevede rimanga tale anche per i prossimi anni non sembra vada nella direzione della conferma di questa previsione.

Tuttavia, come si legge nel paper e come si vede molto bene dalla figura pubblicata qui accanto, non si può fare a meno di notare che nell’inverno 2009-2010 l’AMOC a 26,5°N abbia subito una oscillazione negativa piuttosto accentuata che gli autori associano (causa o effetto?) alla persistenza di una fase NAO fortemente negativa. Quell’inverno, molti lo ricorderanno, è stato per l’Europa decisamente rigido. Le previsioni stagionali di allora, che evidentemente e ovviamente non contenevano alcuna di queste informazioni  erano invece andate tutte nella direzione di un inverno piuttosto mite.

Perciò, pur con tutti i distinguo contenuti nello stesso paper, questa ricerca potrebbe far segnare un passo in avanti significativo nel settore delle previsioni stagionali. Vedremo.