Il Centro Meteo Toscana è orgoglioso di presentare lo studio relativo all'intensità della Brewer Dobson Circulation estiva, correlata con l'intensità del Vortice Polare Tropo-Stratosferico invernale.
Lo studio è di Filippo Casciani (Cloover ) , Presidente del CSCT(Center for Study on Climate and Teleconnections):
- Tutti gli anni , alla fine dell'Estate/ inizio Autunno, i Meteoappassionati si pongono con ricorrenza il medesimo quesito: Che tipo di Inverno ci attenderà?
Con questo studio non c'è la pretesa di rispondere in maniera precisa a questa domanda, ma più semplicemente di poter prevedere, con buona percentuale di successo, se il Weather Regime emisferico sarà caratterizzato da un Vortice Polare forte oppure debole.
Per prima cosa dobbiamo chiarire il concetto di Brewer e Dobson circulation.
La BDC raffigura una circolazione generata dalla fisica del nostro pianeta, dove le masse d'aria equatoriali tendono a salire di altitudine sino a sfondare la tropopausa e giunte in stratosfera si dirigono poi verso i Poli.
Se ci pensate bene è un pò la circolazione che si instaura con le brezze marine o di terra date dallo scarto termico:
Adesso fate uno sforzo e pensate allo stesso meccanismo ma molto più in grande:
In pratica la BDC mantiene l'equilibrio termodinamico del pianeta con una ridistribuzione delle masse d'aria.
Questo spiega anche perchè i Poli hanno più Ozono rispetto all'Equatore(pur essendo qui che viene principalmente prodotto) , e perchè l'inquinamento atmosferico che si produce in tali zone e che si innalza sino in stratosfera in realtà non si disperde nello spazio, ma ricade proprio sui Poli ( ma questo ahimè, è un altro discorso....).
La BDC può essere accelerata in maniera logica, nel caso in cui i venti nella stratosfera equatoriale spirino da Est verso Ovest (QBO negativa) e l'attività solare sia debole.
Non solo, è influenzata anche dal regime Enso, risultando rafforzata durante le fasi di El Nino.
A suffragio di tale discussione , ecco il profilo termico a 50mb del periodo 1990-'95, trimestre DJF:
Si evidenzia una stratosfera polare molto fredda, a testimonianza di una scarsa attività della BDC e, quindi, una tensione zonale decisamente forte. Ecco l'inevitabile responso per quanto riguarda le anomalie di GPT in sede EuroAtlantica:
Viceversa, un inverno come il 2009/'10 ha favorito ad esempio una forte accelerazione della BDC :
Ecco il responso per quanto riguarda le anomalie di GPT in sede EuroAtlantica:
Come avrete capito una forte attività di questa circolazione stratosferica accelera il moto delle masse d'aria equatoriali, con un incremento della convezione e successiva ricaduta nella regione Polare:
è facilmente intuibile come questo tipo di circolazione sia legata in maniera stretta alla fase ENSO ed alla QBO.
I moti ascendenti nell'area Equatoriale favoriscono un raffreddamento per espansione adiabatica, mentre una volta che l'aria torna a scendere in prossimità dell'area Polare,un riscaldamento per compressione adiabatica.
Una BDC accelerata farà quindi registrare valori termici anomalmente bassi nell'area equatoriale a livello stratosferico e valori anomalmente alti nell'area Polare, facendo diminuire la tensione zonale e predisponendo il VP ad essere fortemente disturbato.
La domanda è la seguente: - È possibile adesso conoscere il comportamento del BDC invernale andando così ad estrapolare la forza reale del VP?
Questa è la domanda che mi sono fatto anch'io svariato tempo fa, e dopo varie analisi sono giunto alla conclusione che oltre agli ottimi spunti offerti dall'analisi teleconnettiva, c'è un ulteriore predictor offerto proprio dall'attività della BDC durante la fase Estiva.
In pratica sembra che già durante la stagione estiva il clima entri in un assetto determinato che rimane impresso durante il prosieguo stagionale, mantenendo inalterate le potenzialità inquadrate grazie ad una correlazione tutt'altro che casuale.
Analizzando l'Inverno 2006/'07, che tutti conosciamo per essere stato contraddistinto da una situazione scarsamente evolutiva e di bassa attività d'onda, ho notato che in realtà la situazione era già corrotta nell'ultima fase Estiva (AS) , esprimendo la scarsa attività della BDC :
In pratica già alla fine dell'estate era possibile estrapolare una scarsa attività dell'E-P flux ed un flusso zonale più attivo del normale (VP forte).
Tale tipologia circolatoria si è espressa durante l'inverno con un raffreddamento precoce della stratosfera Polare, un E-P flux divergente ed una forte anomalia negativa di Geopotenziale (B&D et al.), sino al raggiungimento di un evento stratosferico estremo (ESE).
analizzando il 2009-'10 , si è ripetuto il medesimo concetto. Già nel mese di Agosto era possibile intravedere la forte attività della BDC, ipotizzando così un trimestre invernale contraddistinto da forte attività d'onda e da un possibile Stratwarming ( come in effetti è avvenuto):
Ma tale correlazione si ripete con un'altissima percentuale, manifestando il fortissimo legame con la fase della QBO ed evidenziando il "rumore" provocato dal segno dell'ENSO.
Ecco alcuni degli inverni contraddistinti da un forte riscaldamento stratosferico Polare durante il trimestre invernale con Vortice Polare debole :
Questo il responso dell'anomalia Geopotenziale in media troposfera:
Questo il predictor di Agosto relativo all'intensità della BDC:
Questa l'anomalia termica stratosferica nel periodo DJF del 1993 e del 2000 (AO+) :
E la seguente anomalia GPT in media troposfera nel comparto Euro-atlantico(DJF):
Ed ecco il predictor relativo all'intensità della BDC durante il mese di Agosto:
Ecco l'inverno 2013/'14:
stratosfera molto fredda causa di un e-p flux debole e divergente, VP forte
Anomalia GPT in media troposfera:
Predictor mese di agosto in relazione all'intensità della BDC:
Già nel mese di Agosto come vedete era possibile avanzare ipotesi su di un inverno con caratteristiche di debole attività d'onda.
Passiamo alla situazione attuale:
Come vedete la situazione attuale al momento si sposa perfettamente con la correlazione
BDC strong --->POLAR VORTEX WEAK , anticipando quelle che sono le condizioni per un Inverno dinamico ,con waves intrusive e stazionarie (Ondate di freddo e/o neve sull'Europa centro meridionale), rientrando nella casistica dibattuta poco sopra, con elevata correlazione.
Ecco a suffragio di tale ricerca, un campione che abbraccia un periodo di 43 anni (2013-->1970). La correlazione è elevatissima soprattutto negli ultimi 20-25anni, poi il segnale si fa più debole anche in relazione agli episodi ENSO .
BDC STRONG ( AS) , POLAR VORTEX WEAK ( DJF):
PREDICTOR BDC STRONG (AS)
ANOMALIA GPT (DJF)
ANOMALIA TERMICA (DJF)
BDC WEAK (A) POLAR VORTEX STRONG (DJF)
PREDICTOR BDC WEAK (A):
ANOMALIA GPT (DJF)
AMOMALIA TERMICA (DJF)
Come possiamo notare, se le ultime fasi del WR estivo sono caratterizzate da un'elevata attività della BDC in media stratosfera, l'inverno seguente ha un'elevata probabilità di essere contraddistinto da un Vortice Polare molto debole, con forte raffreddamento del settore Siberiano / Russo-Scandinavo , possibilità di forti ondate di freddo/neve anche sul mediterraneo e centro Europa, nonchè un avanzamento del gelo verso ovest(Anticiclone Russo-Siberiano).
Se invece le ultime fasi del WR estivo sono caratterizzate da una bassa attività della BDC in media stratosfera, l'inverno seguente ha un'elevata probabilità di essere contraddistinto da un Vortice Polare molto forte, con ingresso delle correnti atlantiche sino nel cuore del continente ed un tipo di tempo più asciutto e generalmente più caldo sul centro-Europa e sulla nostra penisola( ma non al centro-sud italico che viceversa vede rimanenere sospeso sul limbo di queste 2 configurazioni opposte la possibilità di un ottimo inverno).
Alla luce di quanto dibattuto [BDC strong (AS)----> Polar Vortex Weak(DJF) ; BDC Weak (AS) --->Polar Vortex Strong (DJF)] , proviamo a filtrare tale correlazione, plottando gli anni con ESEs (Extreme Stratospheric Events) o comunque borderline(vale a dire con NAM molto positivo/negativo e buon coupling tropo stratosferico):
BDC weak---->ESE(DJF), Polar Vortex Strong(DJF)
BDC Strong---->ESE(DJF) , Polar Vortex Weak(DJF)
In pratica una forte/debole attività della BDC nel periodo (AS) , è correlata con l'insorgenza di un ESE nel periodo (DJF) con Vortice Polare Debole/forte.
CAPITOLO SECONDO
Andiamo a concentrarci sul mese di SETTEMBRE:
fig.A
fig.B
La fig.A rappresenta una BDC forte, con generale raffreddamento della fascia equatoriale/sub-tropicale ed un riscaldamento dell'area emisferica compresa indicativamente fra i 30°N ed i 60°N, rappresentando uno schema per altro già molto esaustivo considerata l'immaturità della fase stagionale.
La fig.B rappresenta invece una BDC debole, con generale riscaldamento della fascia Equatoriale ed un debole raffreddamento fra i 30°N ed i 60°N specie sul continente Euro-Asiatico.
Tale dinamica, vediamo come anticipi un mese di Dicembre in cui viene esaltata tale correlazione:
Fig.1
Fig.2
Anticipando una stagione invernale dominata da forti scambi termici o viceversa una stagione invernale dominata da una forte attività del VP ,con conseguenze ben diverse.
A tal proposito , se ci concentriamo sui campi termici al suolo, notiamo come i mesi di NOVEMBRE che anticipano inverni con VP forte , siano contraddistinti da un cospicuo raffreddamento dell'area Balcanica, con invernate precoci anche sulla nostra Penisola e, addirittura, possibili nevicate a bassa quota o in pianura specie lungo il versante ADRIATICO.
In pratica le invernate precoci tra fine OTTOBRE&NOVEMBRE sulla nostra Penisola ,sono anti-correlate con un VP debole invernale, anche se spesso tale dinamica potrebbe confondere i meno esperti. Il vero forcing ovviamente si esplica sul comparto Siberiano con anomalia termica positiva e snow cover poco esteso specie alla latitudini più basse
Le anomalie di GPT si riferiscono ad un pattern EA/WR+, molto indicativo durante il mese di NOVEMBRE .
Viceversa, i mesi di NOVEMBRE che anticipano trimestri invernali contraddistinti da VP debole, trascorrono con temperature SOPRA LA MEDIA sul mediterraneo ed est Europa, a causa di un pattern contrapposto (EA/WR-).
Per quanto riguarda la nostra Penisola, si registra un tempo di stampo oceanico con precipitazioni sopra la norma al Nord e Toscana e venti dominanti dai quadranti occidentali o sud/occidentali.
Forte incremento dello Snow cover sulla Siberia specie sotto i 60°N con netto raffreddamento.
CAPITOLO TERZO
Campo Termico 30mb Novembre
Filippo Casciani (Cloover), Presidente del CSCT , riadattamento a cura del Centro Meteo Toscana
E' vietata la riproduzione totale o parziale di grafica e contenuti presenti in questo articolo senza il preventivo consenso scritto dell'associazione Centro Meteo Toscana.
Unauthorised reproduction and/or distribution of the contents of this site in whole or in part by any means is strictly prohibited without the prior written consent of Centro Meteo Toscana Association.
Lo studio è di Filippo Casciani (Cloover ) , Presidente del CSCT(Center for Study on Climate and Teleconnections):
- Tutti gli anni , alla fine dell'Estate/ inizio Autunno, i Meteoappassionati si pongono con ricorrenza il medesimo quesito: Che tipo di Inverno ci attenderà?
Con questo studio non c'è la pretesa di rispondere in maniera precisa a questa domanda, ma più semplicemente di poter prevedere, con buona percentuale di successo, se il Weather Regime emisferico sarà caratterizzato da un Vortice Polare forte oppure debole.
Per prima cosa dobbiamo chiarire il concetto di Brewer e Dobson circulation.
La BDC raffigura una circolazione generata dalla fisica del nostro pianeta, dove le masse d'aria equatoriali tendono a salire di altitudine sino a sfondare la tropopausa e giunte in stratosfera si dirigono poi verso i Poli.
Se ci pensate bene è un pò la circolazione che si instaura con le brezze marine o di terra date dallo scarto termico:
Adesso fate uno sforzo e pensate allo stesso meccanismo ma molto più in grande:
In pratica la BDC mantiene l'equilibrio termodinamico del pianeta con una ridistribuzione delle masse d'aria.
Questo spiega anche perchè i Poli hanno più Ozono rispetto all'Equatore(pur essendo qui che viene principalmente prodotto) , e perchè l'inquinamento atmosferico che si produce in tali zone e che si innalza sino in stratosfera in realtà non si disperde nello spazio, ma ricade proprio sui Poli ( ma questo ahimè, è un altro discorso....).
La BDC può essere accelerata in maniera logica, nel caso in cui i venti nella stratosfera equatoriale spirino da Est verso Ovest (QBO negativa) e l'attività solare sia debole.
Non solo, è influenzata anche dal regime Enso, risultando rafforzata durante le fasi di El Nino.
A suffragio di tale discussione , ecco il profilo termico a 50mb del periodo 1990-'95, trimestre DJF:
Si evidenzia una stratosfera polare molto fredda, a testimonianza di una scarsa attività della BDC e, quindi, una tensione zonale decisamente forte. Ecco l'inevitabile responso per quanto riguarda le anomalie di GPT in sede EuroAtlantica:
Viceversa, un inverno come il 2009/'10 ha favorito ad esempio una forte accelerazione della BDC :
Ecco il responso per quanto riguarda le anomalie di GPT in sede EuroAtlantica:
Come avrete capito una forte attività di questa circolazione stratosferica accelera il moto delle masse d'aria equatoriali, con un incremento della convezione e successiva ricaduta nella regione Polare:
è facilmente intuibile come questo tipo di circolazione sia legata in maniera stretta alla fase ENSO ed alla QBO.
I moti ascendenti nell'area Equatoriale favoriscono un raffreddamento per espansione adiabatica, mentre una volta che l'aria torna a scendere in prossimità dell'area Polare,un riscaldamento per compressione adiabatica.
Una BDC accelerata farà quindi registrare valori termici anomalmente bassi nell'area equatoriale a livello stratosferico e valori anomalmente alti nell'area Polare, facendo diminuire la tensione zonale e predisponendo il VP ad essere fortemente disturbato.
La domanda è la seguente: - È possibile adesso conoscere il comportamento del BDC invernale andando così ad estrapolare la forza reale del VP?
Questa è la domanda che mi sono fatto anch'io svariato tempo fa, e dopo varie analisi sono giunto alla conclusione che oltre agli ottimi spunti offerti dall'analisi teleconnettiva, c'è un ulteriore predictor offerto proprio dall'attività della BDC durante la fase Estiva.
In pratica sembra che già durante la stagione estiva il clima entri in un assetto determinato che rimane impresso durante il prosieguo stagionale, mantenendo inalterate le potenzialità inquadrate grazie ad una correlazione tutt'altro che casuale.
Analizzando l'Inverno 2006/'07, che tutti conosciamo per essere stato contraddistinto da una situazione scarsamente evolutiva e di bassa attività d'onda, ho notato che in realtà la situazione era già corrotta nell'ultima fase Estiva (AS) , esprimendo la scarsa attività della BDC :
In pratica già alla fine dell'estate era possibile estrapolare una scarsa attività dell'E-P flux ed un flusso zonale più attivo del normale (VP forte).
Tale tipologia circolatoria si è espressa durante l'inverno con un raffreddamento precoce della stratosfera Polare, un E-P flux divergente ed una forte anomalia negativa di Geopotenziale (B&D et al.), sino al raggiungimento di un evento stratosferico estremo (ESE).
analizzando il 2009-'10 , si è ripetuto il medesimo concetto. Già nel mese di Agosto era possibile intravedere la forte attività della BDC, ipotizzando così un trimestre invernale contraddistinto da forte attività d'onda e da un possibile Stratwarming ( come in effetti è avvenuto):
Ma tale correlazione si ripete con un'altissima percentuale, manifestando il fortissimo legame con la fase della QBO ed evidenziando il "rumore" provocato dal segno dell'ENSO.
Ecco alcuni degli inverni contraddistinti da un forte riscaldamento stratosferico Polare durante il trimestre invernale con Vortice Polare debole :
Questo il responso dell'anomalia Geopotenziale in media troposfera:
Questo il predictor di Agosto relativo all'intensità della BDC:
Questa l'anomalia termica stratosferica nel periodo DJF del 1993 e del 2000 (AO+) :
E la seguente anomalia GPT in media troposfera nel comparto Euro-atlantico(DJF):
Ed ecco il predictor relativo all'intensità della BDC durante il mese di Agosto:
Ecco l'inverno 2013/'14:
stratosfera molto fredda causa di un e-p flux debole e divergente, VP forte
Anomalia GPT in media troposfera:
Predictor mese di agosto in relazione all'intensità della BDC:
Già nel mese di Agosto come vedete era possibile avanzare ipotesi su di un inverno con caratteristiche di debole attività d'onda.
Passiamo alla situazione attuale:
Come vedete la situazione attuale al momento si sposa perfettamente con la correlazione
BDC strong --->POLAR VORTEX WEAK , anticipando quelle che sono le condizioni per un Inverno dinamico ,con waves intrusive e stazionarie (Ondate di freddo e/o neve sull'Europa centro meridionale), rientrando nella casistica dibattuta poco sopra, con elevata correlazione.
Ecco a suffragio di tale ricerca, un campione che abbraccia un periodo di 43 anni (2013-->1970). La correlazione è elevatissima soprattutto negli ultimi 20-25anni, poi il segnale si fa più debole anche in relazione agli episodi ENSO .
BDC STRONG ( AS) , POLAR VORTEX WEAK ( DJF):
PREDICTOR BDC STRONG (AS)
ANOMALIA GPT (DJF)
ANOMALIA TERMICA (DJF)
BDC WEAK (A) POLAR VORTEX STRONG (DJF)
PREDICTOR BDC WEAK (A):
ANOMALIA GPT (DJF)
AMOMALIA TERMICA (DJF)
Come possiamo notare, se le ultime fasi del WR estivo sono caratterizzate da un'elevata attività della BDC in media stratosfera, l'inverno seguente ha un'elevata probabilità di essere contraddistinto da un Vortice Polare molto debole, con forte raffreddamento del settore Siberiano / Russo-Scandinavo , possibilità di forti ondate di freddo/neve anche sul mediterraneo e centro Europa, nonchè un avanzamento del gelo verso ovest(Anticiclone Russo-Siberiano).
Se invece le ultime fasi del WR estivo sono caratterizzate da una bassa attività della BDC in media stratosfera, l'inverno seguente ha un'elevata probabilità di essere contraddistinto da un Vortice Polare molto forte, con ingresso delle correnti atlantiche sino nel cuore del continente ed un tipo di tempo più asciutto e generalmente più caldo sul centro-Europa e sulla nostra penisola( ma non al centro-sud italico che viceversa vede rimanenere sospeso sul limbo di queste 2 configurazioni opposte la possibilità di un ottimo inverno).
Alla luce di quanto dibattuto [BDC strong (AS)----> Polar Vortex Weak(DJF) ; BDC Weak (AS) --->Polar Vortex Strong (DJF)] , proviamo a filtrare tale correlazione, plottando gli anni con ESEs (Extreme Stratospheric Events) o comunque borderline(vale a dire con NAM molto positivo/negativo e buon coupling tropo stratosferico):
BDC weak---->ESE(DJF), Polar Vortex Strong(DJF)
BDC Strong---->ESE(DJF) , Polar Vortex Weak(DJF)
In pratica una forte/debole attività della BDC nel periodo (AS) , è correlata con l'insorgenza di un ESE nel periodo (DJF) con Vortice Polare Debole/forte.
CAPITOLO SECONDO
Andiamo a concentrarci sul mese di SETTEMBRE:
fig.A
fig.B
La fig.A rappresenta una BDC forte, con generale raffreddamento della fascia equatoriale/sub-tropicale ed un riscaldamento dell'area emisferica compresa indicativamente fra i 30°N ed i 60°N, rappresentando uno schema per altro già molto esaustivo considerata l'immaturità della fase stagionale.
La fig.B rappresenta invece una BDC debole, con generale riscaldamento della fascia Equatoriale ed un debole raffreddamento fra i 30°N ed i 60°N specie sul continente Euro-Asiatico.
Tale dinamica, vediamo come anticipi un mese di Dicembre in cui viene esaltata tale correlazione:
Fig.1
Fig.2
Anticipando una stagione invernale dominata da forti scambi termici o viceversa una stagione invernale dominata da una forte attività del VP ,con conseguenze ben diverse.
A tal proposito , se ci concentriamo sui campi termici al suolo, notiamo come i mesi di NOVEMBRE che anticipano inverni con VP forte , siano contraddistinti da un cospicuo raffreddamento dell'area Balcanica, con invernate precoci anche sulla nostra Penisola e, addirittura, possibili nevicate a bassa quota o in pianura specie lungo il versante ADRIATICO.
In pratica le invernate precoci tra fine OTTOBRE&NOVEMBRE sulla nostra Penisola ,sono anti-correlate con un VP debole invernale, anche se spesso tale dinamica potrebbe confondere i meno esperti. Il vero forcing ovviamente si esplica sul comparto Siberiano con anomalia termica positiva e snow cover poco esteso specie alla latitudini più basse
Le anomalie di GPT si riferiscono ad un pattern EA/WR+, molto indicativo durante il mese di NOVEMBRE .
Viceversa, i mesi di NOVEMBRE che anticipano trimestri invernali contraddistinti da VP debole, trascorrono con temperature SOPRA LA MEDIA sul mediterraneo ed est Europa, a causa di un pattern contrapposto (EA/WR-).
Per quanto riguarda la nostra Penisola, si registra un tempo di stampo oceanico con precipitazioni sopra la norma al Nord e Toscana e venti dominanti dai quadranti occidentali o sud/occidentali.
Forte incremento dello Snow cover sulla Siberia specie sotto i 60°N con netto raffreddamento.
CAPITOLO TERZO
Codice:
Abbiamo visto come l'analisi del campo termico in media stratosfera nel periodo tardo estivo , sia fortemente correlato con l'attività del Vortice Polare invernale.
L'andamento termico anticipa il quadro relativo all'altezza della tropopausa autunnale, nonchè dell'anomalia dei Geopotenziali.
Logicamente,parlando di temperature, finiamo per parlare anche di pressione ed altezza dei GPT.
Bene, analizzando il profilo Geopotenziale in media/alta Stratosfera dei mesi di NOVEMBRE che hanno preceduto un trimestre invernale caratterizzato da scarsa/forte attività d'onda e VP STRONG/WEAK (ESE , Stratcooling/Stratwarming, NAM>+1.5/NAM<-3), ecco cosa risulta:
[IMG]http://oi61.tinypic.com/im2f4o.jpg[/IMG]
[IMG]http://oi61.tinypic.com/13zx4sn.jpg[/IMG]Campo Termico 30mb Novembre
Filippo Casciani (Cloover), Presidente del CSCT , riadattamento a cura del Centro Meteo Toscana
E' vietata la riproduzione totale o parziale di grafica e contenuti presenti in questo articolo senza il preventivo consenso scritto dell'associazione Centro Meteo Toscana.
Unauthorised reproduction and/or distribution of the contents of this site in whole or in part by any means is strictly prohibited without the prior written consent of Centro Meteo Toscana Association.
