L’Outlook di CM – Inverno 2019-2020

Autore: Carlo Colarieti Tosti
Data di pubblicazione: 11 Dicembre 2019
Fonte originale:  http://www.climatemonitor.it/?p=52029

Purtroppo per mancanza di tempo scrivo questo primo Outlook in ritardo; non potendolo argomentare come avrei voluto sono costretto ad andare dritto al dunque.

In premessa va ricordato che siamo in una fase di bassa attività solare e in un regime di Quasi Biennial Oscillation (QBO) alle quote isobariche di 10hPa, 30hPa e 50hPa rispettivamente negativa, neutra e positiva. L’indice ENSO è attorno alla neutralità, mentre assai più interessante è la graduale modifica del regime atmosferico che nel Pacifico settentrionale causerà un lento cambiamento di segno dell’indice PDO (Pacific Decadal Oscillation) che mi aspetto potrà virare in territorio negativo nella seconda parte dell’inverno o in primavera.

La dinamica attuale della stratosfera è più o meno corrispondente ad un Canadian Warming (CW), però è anche vero che non si può definire un CW per il solo movimento dell’Anticiclone stratosferico delle Aleutine verso l’Alaska e il Canada con relativo spostamento del vortice polare verso l’area siberiana. Men che meno si può dare per assodato che in tale circostanza si abbia come effetto diretto un incontrollato calo del geopotenziale a partire dal core del vortice durante la sua successiva rotazione e riconquista del polo geografico con sbocco inevitabile verso un ESE (Extreme Stratospheric Event) di tipo cold. A monte di tutto ciò risponde la fisica secondo il principio della conservazione del momento angolare.

Al momento dell’insorgere della migrazione verso l’Alaska e il Canada dell’anticiclone stratosferico delle Aleutine durante il periodo autunnale e l’inizio dell’inverno, dobbiamo verificare lo stato di salute del vortice polare. Più il vortice è profondo più sarà ben strutturato e viceversa. Se il vortice risulta prematuramente profondo ed esteso, minore sarà l’aumento della sua velocità angolare. Secondo l’equazione L=Iω (L è il momento angolare, I è il momento di inerzia e ω è la velocità angolare), poiché il momento angolare si conserva nei moti rotatori, I e ω devono essere tra loro inversamente proporzionali. All’aumentare dell’una deve diminuire l’altra e viceversa. Ma un vortice più profondo ed esteso, all’atto dello spostamento assume una forma piuttosto eccentrica rispetto ad una meno eccentrica e più simile ad una circolare nel caso di un vortice meno profondo e meno esteso. Infatti in questo caso il momento d’inerzia totale, dato da I=Σmr² (sommatoria della massa moltiplicato il quadrato della distanza dal centro di rotazione), risulterà minore rispetto al caso con vortice più profondo ed esteso; quindi per la conservazione del momento angolare secondo l’equazione L=Iω, la velocità angolare ω sarà maggiore. Possiamo semplificare affermando che un vortice poco profondo che si accompagna ad una sua scarsa estensione meridionale a seguito dello sviluppo del Canadian Warming, avrà come effetto ultimo al riassorbimento del disturbo canadese un vistoso approfondimento del vortice con rapida acquisizione di una circolazione quasi-barotropica e con relativo forte raffreddamento fino, in molti casi, a raggiungere e superare in breve tempo la soglia del NAM_10hPa di +1,5.

Inoltre, e questo è il caso di questi ultimi due anni, nel momento dello sviluppo e spostamento verso il Canada dell’anticiclone delle Aleutine, il vortice è già piuttosto profondo ed esteso, per cui al momento dello spostamento è costretto ad assumere una figura molto eccentrica (ellittica). Per quanto detto poco più su, il momento d’inerzia totale risulta essere maggiore con conseguente riduzione della velocità angolare. Detto questo, al riassorbimento del disturbo stratosferico in conseguenza del CW, possiamo aspettarci un tentativo di accelerazione che però, a mio avviso, non condurrà verso un ESE cold, anzi, tale accelerazione finirà per riattivare i flussi di calore riaprendo la strada verso tutt’altra soluzione trovando il suo naturale sbocco nel fenomeno denominato SSW di tipo maggiore con target temporale, più o meno, per l’ultima decade di dicembre.

Dalla figura 1, che si riferisce all’indice NAM_10hPa, notiamo che nel mese di ottobre l’indice è stato lungamente in territorio positivo a denotare un vortice polare piuttosto in forma rispetto alle attese stagionali. Questa situazione rappresenta già un primo indizio ad indicare che il vortice è destinato a ricevere disturbi nella prima fase invernale.

Dalla figura 2, inerente l’andamento dei flussi di calore calcolati su un intervallo di 40 giorni, si evidenzia molto bene la causa del vortice così prematuramente approfondito. La letteratura ci viene in soccorso e ci fornisce ulteriori indizi circa l’insorgere di disturbi proprio a partire tra la fine dell’autunno e l’inizio dell’inverno meteorologico. Ma, ad oggi, cosa ci dicono i principali modelli? Al momento, diciamolo chiaramente, non c’è traccia di quanto supposto, anche perché siamo ben oltre la capacità previsionale. Tuttavia, dovremmo essere in grado di scorgere delle avvisaglie.

Per il modello GFS, la cui lunghezza temporale della previsione è maggiore (+384 ore), nelle code si evidenzia un approfondimento del vortice polare stratosferico con una accelerazione della circolazione zonale e un possibile raggiungimento della soglia NAM_10hPa di +1,5. Per il modello ECMWF, l’evoluzione presenta un’ipotesi molto più possibilista. Infatti, al limite del range previsionale si notano i prodromi dell’insorgere dell’impulso troposferico a capo della  seconda onda (Wave2) in sviluppo dal Mediterraneo centro-occidentale alla penisola Scandinava, evoluzione che avvierebbe la dinamica  di partenza dell’intero meccanismo che porterebbe al MMW.

Questo impulso è previsto in propagazione nella medio-bassa stratosfera (100-50hPa), al di sotto del flusso occidentale riscontrabile nella medio-alta stratosfera (10-1hPa). Tale circostanza ci indica che l’impulso (se sarà confermato) potrà avere una buona propagazione verso l’alto. In definitiva ECMWF porterebbe ad avvalorare la tesi sopra indicata circa la propensione all’instaurarsi di una circolazione in grado di produrre un forte disturbo al vortice polare nell’ultima decade di dicembre, mentre GFS lo escluderebbe. Se guardiamo al grafico di figura 3, inerente l’attività d’onda espressa dal calcolo dell’indice IZE, che ricordo si conclude alla fine del mese di ottobre, notiamo che appare una buona coerenza con quanto l’atmosfera sta mostrando in questi primi giorni di dicembre e quanto previsto da ECMWF.

Ricordo che l’errore temporale del modello dell’indice IZE è di ±3 giorni per ogni singolo step di elaborazione, quindi dobbiamo mettere in conto un possibile scostamento temporale massimo per un singolo periodo di calcolo di 6 giorni. Per cui, senza prendere per dogma ogni singola data di previsione possiamo però avvalerci del più significativo messaggio della previsione dell’attività d’onda lungo l’intero periodo invernale, andamento che riassumo nel grafico di figura 4.

In figura 5 è rappresentato l’indice di Effetto di Attività d’Onda che esprime i massimi/minimi effetti dell’attività d’onda prevista dal modello IZE.

Se quanto indicato trovasse conferme nei prossimi giorni, potremmo ipotizzare una prima fase invernale piuttosto intensa causata dallo sviluppo dell’MMW. Successivamente, per la graduale ripresa zonale, dovremmo ipotizzare una circolazione troposferica ad alto indice zonale ma bassa di latitudine in ingresso nel Mediterraneo a complicare le cose fornendo un elevato contributo di umidità. L’evoluzione ulteriore nel corso della seconda parte del mese di gennaio e e in febbraio, porterebbe ad un graduale rinforzo del vortice polare ma senza raggiungere e superare la soglia critica del NAM_10hPa di +1,5. Il proseguo vedrebbe una ripresa dell’attività d’onda verso la fine di febbraio con possibile altro innesco di un nuovo riscaldamento stratosferico per la metà di marzo circa. Su questo avremo modo di tornarci, comunque se questa evoluzione trovasse conferma il prossimo inverno potrebbe essere piuttosto lungo.

Nel frattempo, non possiamo che monitorare attentamente l’evoluzione del prossimo futuro. Se la realtà dovesse essere diversa da quanto qui indicato faremo i dovuti aggiornamenti.