{"id":52239,"date":"2020-01-22T07:00:45","date_gmt":"2020-01-22T07:00:45","guid":{"rendered":"http:\/\/www.climatemonitor.it\/?p=52239"},"modified":"2020-01-21T22:22:37","modified_gmt":"2020-01-21T22:22:37","slug":"aggiornamento-outlook-inverno-2019-2020-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.climatemonitor.it\/?p=52239","title":{"rendered":"Aggiornamento Outlook inverno 2019-2020"},"content":{"rendered":"

In questo aggiornamento pi\u00f9 che concentrarmi nel fare nuove proiezioni vorrei fissare maggiormente l’attenzione su ci\u00f2 che sta avvenendo e, in parte alla sua origine, in quest’ultimo caso grazie al senno di poi.<\/p>\n

Per prima cosa esaminiamo la posizione dell’asse e il centro di massa prevalente del vortice polare stratosferico nel mese di dicembre e in questo primo scampolo di gennaio attraverso le figure 1<\/strong>, 1a<\/strong> e 1b,<\/strong> rispettivamente del mese di dicembre, gennaio e la posizione dal primo dicembre all’11 gennaio. Come \u00e8 possibile notare la posizione dell’asse \u00e8 rimasta pi\u00f9 o meno inalterata confermando la persistenza dello stesso schema gi\u00e0 discusso nel precedente articolo. Come ben osservabile ci sono state piccole variazioni di posizione dell’asse che si notano per l’intero periodo esaminato, ad indicare che le rotazioni e le perdite di eccentricit\u00e0 sono state assai rapide e i disturbi mai del tutto scomparsi. Ovviamente c’\u00e8 da tenere presente che il dato complessivo \u00e8 fortemente influenzato dal fatto che per dicembre \u00e8 disponibile l’intera serie, mentre per gennaio abbiamo solo la prima decade. Come scritto nel precedente articolo le posizioni sia dell’asse che del centro di massa non favoriscono la stazionariet\u00e0 della prima onda che, nella sua progressione di sviluppo, scivola verso il continente nord americano imponendo dapprima un deciso disturbo e spostamento verso l’area Siberiana del vortice polare e poi, in fase di risoluzione, un accentramento della massa con raffreddamento, calo del geopotenziale e accelerazione zonale. Inoltre questo movimento ha sfavorito, nel migliore dei casi, o inibito completamente, nel peggiore, lo sviluppo della seconda onda. Da questo schema si pu\u00f2 anche capire il perch\u00e9 dei flussi di calore mediamente divergenti (equatorward<\/em>), salvo qualche rara eccezione. Questo quadro si \u00e8 ripetuto durante questa prima parte invernale e ci sono gi\u00e0 i presupposti per una riedizione.<\/p>\n

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Come secondo aspetto, connesso a quanto appena scritto, c’\u00e8 la conferma del mancato ESE cold che pi\u00f9 avanti illustrer\u00f2 tecnicamente. Come scritto nei commenti al precedente articolo un Evento Stratosferico Estremo \u00e8 un evento che incide profondamente nell’evoluzione stratosferica e troposferica. Riporto soltanto poche righe di risposta ad un commento che ritengo basilari e da tenere sempre presente.<\/p>\n

“\u2026Posso per\u00f2 anticiparti che a mio modesto avviso non si avr\u00e0 l\u2019ESE cold se non evidenziato nel numero del NAM10hPa<\/sub>. <\/em>Ormai \u00e8 qualche anno che vado scrivendo che il valore del NAM10hPa<\/sub> non \u00e8 di per s\u00e9 esaustivo nell\u2019interezza dei casi a descrivere sempre e comunque il conclamarsi di un evento stratosferico estremo. Ricordo che un evento stratosferico estremo trae origine da un\u2019anomalia dell\u2019attivit\u00e0 d\u2019onda troposferica che si evidenzia attraverso il tracciante dei flussi di calore traendo spesso origine da un\u2019alterata attivit\u00e0 convettiva tropicale a sua volta indice di alterazioni della quantit\u00e0 di calore latente e sensibile (vedi anche l\u2019ENSO)”.<\/em><\/p><\/blockquote>\n

Un ESE, cos\u00ec come la letteratura insegna, \u00e8 un evento che non evolve in un qualsiasi lasso di tempo attraverso una qualsiasi dinamica ma necessita di particolari processi di propagazione la cui durata \u00e8 attorno ai 60 giorni. Questo significa che un comportamento che differisce sia nei processi di avvio che di propagazione nonch\u00e9 dei tempi indicati non \u00e8 classificabile come ESE a prescindere dal superamento della soglia del NAM10hPa<\/sub> poich\u00e9 non sono presenti le caratteristiche fisiche a supporto di tale dinamica. Questi eventi rientrano nei casi identificati con i nomi di Low\/High Heat Flux Events<\/em> (Waugh e Polvani) che hanno durata inferiore, attorno ai 40 giorni, e dinamiche diverse. Dunque un evento estremo, o un high\/low heat flux events, hanno la loro genesi in troposfera ma differiscono nella dinamica e nella evoluzione. La loro causa \u00e8 per\u00f2 sempre riconducibile ad una anomalia dei flussi di calore e, nel caso specifico di un ESE, Polvani ha individuato chiaramente il superamento del valore di \u00b15,5K m\/s. Dunque limitarsi a classificare un ESE solo attraverso il superamento della soglia del NAM10hPa<\/sub> \u00e8 quantomeno riduttivo e in taluni casi pu\u00f2 esporre  a errori di valutazione e susseguente prognosi. Torner\u00f2 pi\u00f9 avanti a discuterne.<\/p>\n

Il NAM \u00e8 assimilabile, semplificando, al valore normalizzato dell’anomalia del gradiente meridionale del geopotenziale rilevato tra i 20\u00b0N e i 90\u00b0N o anche tra i 60\u00b0N e i 90\u00b0N (le due modalit\u00e0 offrono alcune  differenze nei risultati).<\/p>\n

Veniamo al caso attuale in cui il valore del NAM10hPa<\/sub> \u00e8 stato superato, anche abbondantemente, come visibile in figura 2 <\/strong>a partire dal 12 gennaio scorso. In verit\u00e0 la variabile pi\u00f9 interessante del grafico \u00e8 rappresentata dalla curva dell’indice SEI (Stratospheric Event Index) che assimila sia il NAM10hPa<\/sub> che l’anomalia dell’attivit\u00e0 d’onda espressa mediante l’anomalia dei flussi di calore alla quota isobarica di 100hPa recependo i risultati di ricerca di Polvani. L’indice \u00e8 normalizzato al NAM10hPa<\/sub> seguendo le stesse soglie positive e negative cos\u00ec da essere da un lato facilmente fruibile e dall’altro comparabile allo stesso NAM10hPa<\/sub>. L’indice SEI ci informa che non sono state raggiunge le anomalie necessarie per dichiarare con sicurezza in atto una dinamica di ESE di tipo cold.<\/p>\n

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Dunque guardando la figura 3<\/strong>, inerente gli eventi dei flussi di calore calcolati su di un intervallo di 40 giorni, si nota che il loro valore raggiunto al superamento della soglia di +1,5 dell’indice NAM10hPa<\/sub>, \u00e8 effettivamente ancora lontano dalla soglia critica dei -5,5K m\/s. Dal grafico 2 si nota anche la notevole anomalia raggiunta dal vento zonale sempre alla quota isobarica di 10hPa che induce ad indicare un vortice piuttosto “chiuso”. In realt\u00e0 guardando la figura 4<\/strong>, inerente l’indice del tipo di circolazione in atto e prevista (barotropica o baroclina) rispetto alla media attesa nel periodo, si evidenzia chiaramente il tipo di circolazione baroclina che indica la presenza di disturbi d’onda in grado di mantenere una sufficiente eccentricit\u00e0 tale da impedire una caduta dei flussi di calore.<\/p>\n

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Infatti dalla figura 5 <\/strong>inerente la media del geopotenziale alla quota isobarica di 10hPa dal 7 gennaio al 16 gennaio scorso si nota la forma ellittica del vortice, ma salta all’occhio la posizione dell’asse dello stesso tra il nord Atlantico e la Siberia nord orientale. In siffatta posizione la prima onda tende a scivolare verso il Canada provocando uno spostamento del vortice verso il lato siberiano mantenendo il centro di massa mai sotto i 75\u00b0N di latitudine.<\/p>\n

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Il complesso di queste informazioni deve far dubitare sulla realizzazione di un ESE cold ma per avere un ulteriore conferma analizziamo prima le differenze medie della distribuzione delle anomalie del geopotenziale attraverso i casi di Low Heat Flux Events (d’ora in poi abbreviato LHFE) e i casi di ESE cold con il superamento della soglia NAM10hPa<\/sub> e degli eventi dei flussi di calore (d’ora in poi abbreviato in HNE) visibile nei grafici in figura 6<\/strong>, tratti dal lavoro di Polvani.<\/p>\n

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Le zone contrassegnate dalle lettere rappresentano le impronte digitali delle due dinamiche i cui effetti troposferici possono apparentemente sembrare simili ma che in effetti consegnano processi e dinamiche di incipit ed evoluzione assai diverse.<\/p>\n

Entriamo nello specifico: alle lettere contrassegnate A, B e C corrisponde una dinamica di High Heat Flux Event (d’ora in poi abbreviato HHFE) con evento T-S-T che mediamente trova i massimi effetti di anomalia positiva del geopotenziale nella media stratosfera, proprio attorno ai 10 hPa, e anomalie via via pi\u00f9 contenute fino a scomparire nell’alta stratosfera ai limiti della stratopausa. Vediamo di individuare le corrispondenze, se ce ne sono, nella stagione 2019-2020. I grafici delle figure 7<\/strong>, 8<\/strong> e 9 <\/strong>ci aiutano visivamente a ricostruire la scena con le medesime lettere. Come \u00e8 possibile constatare tra la seconda met\u00e0 di novembre e la prima di dicembre si \u00e8 avuto un evento T-S-T prodotto da un HHFE. Se ci soffermiamo sui grafici alle figure 2 e 9 possiamo indicare il giorno 2\/12\/2019 in cui si \u00e8 raggiunto il minimo valore del NAM10hPa<\/sub> e il giorno 12\/01\/2020 in cui si \u00e8 raggiunto il valore di soglia positivo del NAM10hPa<\/sub>. Il tempo trascorso dunque tra l’HHFE e il momento zero del LHFE con il raggiungimento della soglia NAM10hPa<\/sub> di +1,5 \u00e8 di 41 giorni perfettamente riconducibile alla dinamica media dei casi di cui alla figura 6 tratta dal lavoro di Polvani. Infatti se guardiamo nuovamente il grafico degli Eventi dei Flussi di Calore contrassegnato questa volta alla figura 10<\/strong> riconosciamo chiaramente gli eventi HHFE e LHFE che si sono succeduti ad una distanza temporale di 43 giorni. Inoltre, sempre dalla figura 6, in un HNE rispetto ad un LHFE si possono chiaramente vedere i tipici impulsi dell’evento che, nel caso di un LHFE, non si presentano se non nel momento conclusivo dell’evento stesso nel periodo compreso tra i 20 e i 35 giorni successivi il tempo zero. Dalla figura 9 intanto mancano sia il primo impulso di risposta immediata al superamento della soglia di un HNE e i successivi di cui alla lettera O, ma si scorge nella previsione la pulsazione di cui alla lettera G, facente parte della chiusura dell’evento databile attorno alla fine di gennaio ovvero 15 giorni, o poco pi\u00f9, dal superamento della soglia.  Dunque tutti gli aspetti evidenziati ci portano ad escludere l’insorgere di un classico ESE cold.<\/p>\n

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Ma come si generano questi impulsi?<\/p>\n

La stratosfera \u00e8 assimilabile ad un sistema quasi barotropico caratterizzato da elevata stabilit\u00e0 statica e da onde lunghe quasi stazionarie. Questo significa che le isoipse sono assimilabili alle isocore ovvero, a volume costante, la pressione varia in funzione della temperatura.<\/p>\n

Se il vortice polare \u00e8 soggetto ad assenza di disturbi, provocati dalle onde principali, il centro di rotazione tende a conquistare una posizione prossima al polo geografico acquistando una struttura quasi barotropica. Ora la variazione di pressione pu\u00f2 essere approssimata alla variazione di temperatura secondo la seconda legge di Gay-Lussac p=p0<\/sub> (1+\u03b1\u0394t)<\/strong>.<\/p>\n

Come gi\u00e0 scritto i processi che conducono verso un qualsiasi evento stratosferico trovano la loro origine in anomalie troposferiche di attivit\u00e0 d’onda e di conseguenza dei flussi di calore. Nei 45\/50 giorni che precedono un HNE si assiste ad una costante riduzione dei flussi di calore e la temperatura della media stratosfera diminuisce raggiungendo valori ben al di sotto dei valori medi del periodo. Alla cessazione dei disturbi provocati dalle onde planetarie il vortice conquista il polo geografico e assume una struttura quasi barotropica. Quindi secondo la legge di Gay-Lussac, considerate le anomale basse temperature raggiunte in area polare, si determina in maniera improvvisa un vero e proprio crollo del geopotenziale alla ricerca di un equilibrio con gli stessi bassi valori di temperatura.<\/p>\n

In un processo di trasformazione isocora, l\u2019energia interna del sistema U dipende dalla temperatura, quindi la variazione repentina del geopotenziale determina una variazione di energia interna \u2206U che sar\u00e0 di valore negativo. Secondo il primo principio della termodinamica la variazione di energia interna \u00e8 la somma algebrica del calore e del lavoro scambiati: \u0394U=Q-L. Poich\u00e9 nelle trasformazioni isocore il volume rimane costante e la variazione di pressione \u00e8 direttamente riconducibile alla variazione di temperatura ne deriva che il lavoro L \u00e8 nullo e la variazione \u0394U si riduce al solo scambio di calore Q. Quindi il calore perduto nell’abbattimento del geopotenziale quale energia interna del sistema, deve essere ceduto all’ambiente circostante. Ecco le pulsazioni del NAM10hPa<\/sub> che non sono altro che il rimbalzo del geopotenziale secondo le relative oscillazioni di temperatura. Questi segnali che si generano raggiungono la troposfera esacerbando una circolazione gi\u00e0 compromessa con vortice piuttosto profondo e getti molto rapidi alle alte latitudini.  In seconda battuta la caduta di geopotenziale verso l\u2019asse di rotazione determina un’accelerazione del flusso zonale  con sviluppo di superfici isobariche di tipo parabolidi di rotazione inducendo la comparsa alle basse latitudini di un aumento del geopotenziale e abbozzando una circolazione a due onde che gradualmente induce ad un incremento dell\u2019eccentricit\u00e0 del vortice e ad un innesco di contenuti riscaldamenti a cominciare dalle quote pi\u00f9 alte. <\/p>\n

Dalla figura 10a<\/b> si nota bene come non compaiono queste figure, infatti, ad un abbassamento consistente del geopotenziale alle alte latitudini (curva blu) non corrisponde un aumento del geopotenziale alle basse latitudini (curva rossa) ad indicare che l’approfondimento si realizza con vortice baroclino come visto nella figura 4. Per capire cosa accade possiamo rilevarlo facendo un semplice esperimento. Riempite un recipiente cilindrico d’acqua che rappresenter\u00e0 la nostra colonna atmosferica. Con un lungo cucchiaio cominciate ad imprimere una rotazione. All’aumentare della rotazione dal basso comincer\u00e0 dall’alto a crearsi un vortice e se aumentate ancora di pi\u00f9 la velocit\u00e0 di rotazione vedrete il vortice scendere verso il fondo e contemporaneamente l’acqua si sollever\u00e0 verso i bordi. Ecco cosa sono le superfici isobariche di tipo paraboloidi di rotazione.<\/p>\n

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\nQuesto processo si chiude nel momento in cui la temperatura in ripresa dalle quote superiori e con essa la risalita del geopotenziale non si trasferisce verso il basso. Questo \u00e8 un vero terremoto atmosferico che per compiersi dal principio alla fine necessita dei tempi indicati nei vari studi in letteratura e quantificabili mediamente in una sessantina di giorni.<\/p>\n

Ecco spiegati i vari motivi per i quali non siamo in presenza di un ESE cold e, bench\u00e9 non ancora a tiro dei modelli deterministici, \u00e8 plausibile ritenere che non avremo a che fare con le classiche serie di pulsazioni.<\/p>\n

Il grafico dell’attivit\u00e0 d’onda elaborato secondo l’IZE risulta essere un prodotto assolutamente performante e unico nel suo genere, evidenziando efficacemente l’alternarsi nel trimestre invernale dell’anomalia dell’attivit\u00e0 d’onda subtropicale in zona polare. Non ha per ora la capacit\u00e0 di spiegare la posizione delle onde (cosa a cui sto lavorando), per\u00f2 per capire la validit\u00e0 degli obiettivi fin qui raggiunti pubblico in figura 11<\/strong> le tendenziali dell’attivit\u00e0 d’onda frutto del calcolo del modello IZE e la tendenziale dei flussi di calore osservati dal primo dicembre scorso. Come \u00e8 possibile constatare, le due curve sono quasi perfettamente correlate ad indicare la validit\u00e0 del prodotto stesso, ricordando che gli output scaturiscono dall’analisi atmosferica del mese di ottobre. Attualmente la massima difficolt\u00e0, a tale enorme distanza temporale dalla stagione invernale, \u00e8 dare la giusta interpretazione a quei dati in mancanza di elementi importanti quale la prognosi della posizione d’onda.<\/p>\n

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Come scritto poco pi\u00f9 su, l’alterata attivit\u00e0 d’onda trae origine anche da un’anomalia dell’attivit\u00e0 convettiva equatoriale che, come visibile in figura 12,<\/strong> \u00e8 stata lungamente poco attiva ed incisiva, soprattutto tra la seconda met\u00e0 di novembre fino alla prima met\u00e0 della prima decade di gennaio. Non da meno \u00e8 da considerare l’elevato valore positivo raggiunto dall’indice IOD (Indian Oscillation Dipole) all’origine della tremenda fase secca e calda in Australia. Nel primo articolo ho accennato al regime oceanico riconducibile all’indice PDO indicando, quale fattore precursore, la graduale modifica del regime atmosferico nel Pacifico settentrionale imputato al successivo lento cambiamento di segno dell\u2019indice. Nell’articolo indicai il raggiungimento di una fase negativa tra la seconda parte dell\u2019inverno o nel corso della primavera.<\/p>\n

Questo segnale \u00e8 confermato e potrebbe indicare l’atteso cambio di regime atmosferico. Vedremo.<\/p>\n

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Ora provando a spingerci oltre verso una possibile evoluzione futura, possiamo attenderci sia la ripresa dell’attivit\u00e0 d’onda che dei relativi flussi di calore, come da grafico in figura 11. Il che potrebbe portare ad un altro HHFE entro la prima decade di marzo. Quindi potremmo aspettarci un cambiamento rispetto alle condizioni atmosferiche in atto pi\u00f9 o meno ad iniziare dalla fine della prima decade o la met\u00e0 di febbraio per un periodo che potrebbe rimanere favorevole fino alla met\u00e0 di marzo. Seguiremo gli eventi attraverso i deterministici per le eventuali conferme o smentite.<\/p>\n

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