Dalla stratosfera al Mediterraneo: perché a uguali valori di un indice teleconnettivo non corrisponde mai un identico tempo atmosferico.
di Simone Parisi
Immagine di copertina – Anomalie della temperatura superficiale media nei 60 giorni successivi a 35 eventi di rottura del vortice polare (basate su rianalisi JRA-55). L’ombreggiatura grigia indica anomalie superiori a 2 deviazioni standard, il che denota uno scostamento dalla media statisticamente significativo. La rottura del vortice polare genera anomalie di temperatura di lunga durata: la Groenlandia e il Canada nord-orientale diventano insolitamente caldi, mentre l’Europa e l’Asia diventano insolitamente fredde.
fonte: Amy Butler 2016. El Niño and the stratospheric polar vortex https://www.climate.gov/news-features/blogs/enso/el-ni%C3%B1o-and-stratospheric-polar-vortex.
Il vortice polare e la North Atlantic Oscillation (NAO) sono riferimenti imprescindibili per interpretare la variabilità invernale dell’emisfero settentrionale. Il loro monitoraggio, insieme a quello di altri indici teleconnettivi, aiuta a costruire scenari probabilistici su scala sub-stagionale e stagionale. Ma il passaggio dal segnale atmosferico a grande scala agli effetti sull’Italia non è affatto automatico.
Figura 1 — The Science Behind the Polar Vortex (courtesy noaa.gov). Immagine modificata
Dalla stratosfera alla circolazione euro-atlantica
Il vortice polare stratosferico può essere disturbato dalla propagazione verticale delle onde planetarie di Rossby. In alcuni casi, il rallentamento dei venti occidentali sfocia in un Sudden Stratospheric Warming (SSW). Le anomalie stratosferiche possono influenzare i regimi troposferici per settimane, ma intensità, tempi e localizzazione della risposta variano sensibilmente da un evento all’altro [1].
La NAO sintetizza invece una parte fondamentale della variabilità del settore nord-atlantico. In fase positiva sono più frequenti gradienti barici e correnti occidentali intensi sul settore atlantico; in fase negativa aumentano le possibilità di circolazioni meridiane e blocchi, senza che questo ne individui la posizione geografica [2].
Figura 2 — Dal segnale teleconnettivo agli effetti regionali. Schema concettuale.
Valori simili, scenari italiani differenti
La stessa fase NAO negativa può accompagnarsi a una struttura di blocco scandinava, favorevole a correnti orientali e irruzioni fredde sui settori esposti; a una saccatura sull’Europa occidentale, capace di richiamare aria umida e mite verso la penisola; oppure a un blocco decentrato che mantiene parte dell’Italia sotto condizioni stabili. Questi scenari non sono equivalenti per temperature, piogge o neve, pur risultando compatibili con lo stesso segno dell’indice.
Il motivo è fisico e geografico: la NAO sintetizza un modo di variabilità, non l’intero campo tridimensionale dell’atmosfera. Posizione delle anomalie di geopotenziale, orientamento del getto, traiettorie cicloniche e distribuzione delle masse d’aria hanno un ruolo decisivo. Nel Mediterraneo, Alpi, Appennini e mari circostanti amplificano ulteriormente i contrasti fra territori vicini.
Figura 3 — Tre situazioni compatibili con NAO negativa e con impatti potenzialmente diversi sull’Italia.
Prevedibilità: indici come probabilità di accadimento
Per la previsione stagionale, gli indici sono preziosi perché caratterizzano regimi ricorrenti e possibili condizionamenti dinamici. Nella fascia sub-stagionale, l’informazione stratosferica può contribuire alla prevedibilità, ma la risposta troposferica dipende anche dalle condizioni iniziali e dall’interazione con altri modi di variabilità. Avvicinandosi alla scala regionale, il valore degli indici va integrato con campi sinottici, modelli d’ensemble e grado di incertezza nella posizione delle strutture bariche.
In breve, prevedere correttamente un segno NAO non equivale a prevedere una nevicata o un’anomalia pluviometrica su una regione italiana. A parità di indice, anche modesti spostamenti di una saccatura possono modificare drasticamente la distribuzione dei fenomeni su una penisola orograficamente complessa.
Conclusione
Gli indici teleconnettivi non perdono valore perché la loro corrispondenza con il tempo locale non è univoca: acquistano significato quando vengono letti alla scala per cui sono stati concepiti. Il problema previsionale cruciale è tradurre il regime atmosferico a grande scala in configurazioni euro-mediterranee specifiche. È precisamente in tale passaggio che si colloca una parte consistente dell’incertezza per l’Italia.
[1] Baldwin, M. P., Dunkerton, T. J. (2001), Stratospheric harbingers of anomalous weather regimes, Science. https://doi.org/10.1126/science.1063315
[2] Hurrell, J. W. (1995), Decadal trends in the North Atlantic Oscillation: regional temperatures and precipitation, Science. https://doi.org/10.1126/science.269.5224.676
[3] NOAA/CPC, North Atlantic Oscillation (NAO), historical monthly index: https://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/precip/CWlink/pna/nao.shtml
[4] Hersbach et al. (2020), The ERA5 global reanalysis, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. https://doi.org/10.1002/qj.3803
[5] Copernicus Climate Data Store, ERA5 monthly means on pressure levels. https://doi.org/10.24381/cds.6860a573
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