Di Andrej Flis – 25 Luglio 2021
La fredda La Nina torna per l’inverno 2021/2022, con la “previsione La Nina” ora ufficialmente rilasciata per i prossimi mesi. È iniziato un nuovo raffreddamento nel Pacifico tropicale, che dovrebbe intensificarsi in autunno per proseguire verso la stagione invernale.
Ma cos’è esattamente La Nina e come può essere così potente da influenzare il clima invernale in tutto l’emisfero settentrionale? Come state per scoprire, La Nina è in realtà una parte di un grande sistema che collega l’oceano e l’atmosfera chiamato ENSO.
Daremo anche un’occhiata alle prime previsioni a lungo termine per l’autunno e l’inverno 2021/2022, per vedere se c’è qualche indizio di un impatto di La Nina sul nostro tempo.
EL NINO OSCILLAZIONE SUD
Per renderlo il più semplice possibile, ENSO è l’abbreviazione di “El Niño Southern Oscillation“. Questa è una regione dell’oceano nel Pacifico tropicale, che alterna fasi calde e fredde, chiamate rispettivamente El Nino e La Nina.
L’ENSO ha un impatto importante sui modelli di convezione tropicale e sulla complessa interazione del sistema oceano-atmosfera. Possiamo osservare cambiamenti nei modelli di pressione su larga scala nei tropici e con un certo ritardo anche nel resto del mondo, poiché l’ENSO si sposta tra le sue fasi.
L’immagine sotto mostra le regioni ENSO nel Pacifico tropicale. Le regioni principali sono 3 e 4 e insieme coprono gran parte del Pacifico tropicale. La maggior parte delle previsioni e delle analisi si basa su una combinazione di entrambe le regioni, 3 e 4, viste nell’immagine come regione Nino 3.4. La regione 3 copre il Pacifico tropicale orientale, mentre la regione 4 copre le parti centrale e occidentale.
Ogni fase ENSO ha un effetto diverso sul tempo ai tropici e sulla circolazione generale, e quindi ha un impatto diverso sul tempo in tutto il mondo. Una fase specifica (freddo/caldo) si sviluppa solitamente in tarda estate e in autunno e può durare fino all’estate successiva, o anche fino a due anni in alcuni casi.
La fase ENSO fredda si chiama La Nina e la fase calda si chiama El Nino. Il nome La Nina si traduce letteralmente in “la bambina” e il nome El Nino si traduce in “il bambino”, indicando una relazione opposta tra le fasi.
Determiniamo la fase ENSO dalle anomalie della temperatura superficiale del mare (più caldo/più freddo) nella regione ENSO 3.4 nel Pacifico tropicale, che avete appena visto nell’immagine sopra.
L’immagine qui sotto invece, dal sito NOAA Climate mostra la circolazione tipica durante una fase ENSO di tipo freddo. L’aria scende nel Pacifico orientale, causando un clima stabile e secco, mentre l’aria sale nel Pacifico occidentale, causando frequenti temporali e abbondanti precipitazioni.
In questo modo, l’ENSO ha un impatto importante sulle precipitazioni tropicali e sui modelli di pressione e ha un impatto sul sistema di feedback oceano-atmosfera. Attraverso questo sistema oceano-atmosfera, l’influenza dell’ENSO è distribuita a livello globale. Di solito osserviamo un cambiamento globale nei modelli di pressione durante l’emergenza e la durata delle fasi ENSO.
L’attuale analisi delle anomalie oceaniche globali rivela un raffreddamento nel Pacifico tropicale. Questo è esattamente nella regione ENSO 3.4, vista in precedenza sopra. La forma “ondeggiante” delle anomalie fredde indica che questo raffreddamento è nelle sue fasi iniziali.
Alcune delle anomalie fredde sono in realtà delle recrudescenze della forte La Nina che è durata dallo scorso autunno e durante l’inverno, concludendosi questa primavera. L’immagine sotto mostra l’andamento della temperatura nelle regioni ENSO, dove è possibile vedere la fase La Nina nel 2020/2021, che si è conclusa questa primavera.
Ciò che forse è interessante anche nell’immagine sopra, è che molti eventi La Nina del primo anno continuano ad evolversi in una seconda La Nina nella successiva stagione. Questo è esattamente ciò che ci attendiamo di vedere quest’anno, poiché sta emergendo un nuovo raffreddamento nella regione dell’ENSO. Tale evento si chiama La Nina del secondo anno.
Ma non è insolito avere due eventi La Nina che si susseguono. Infatti, dei dodici eventi La Nina del primo anno, otto sono stati seguiti da La Nina l’inverno successivo, due da neutrali e due da El Nino.
L’attuale raffreddamento è stato abbastanza consistente e persistente nelle ultime settimane. L’immagine sotto mostra le temperature della superficie del mare nella regione principale di ENSO 3.4. Possiamo vedere un calo costante della temperatura dall’inizio di luglio, che dovrebbe continuare, con un certo riscaldamento intermittente nel mezzo.
Ma dobbiamo rimuovere le temperature normali, per vedere il raffreddamento effettivo e le anomalie del freddo. L’immagine sotto mostra l’anomalia della temperatura nella regione ENSO 3.4 e rivela la fine del primo anno di La Nina in primavera e il nuovo raffreddamento che inizia ora il secondo anno di La Nina.
Di seguito abbiamo un’immagine ravvicinata delle regioni ENSO. Puoi vedere bene le anomalie fredde in via di sviluppo, poiché i modelli di pressione stanno cambiando di nuovo, contribuendo ad avviare il raffreddamento dell’oceano guidato dal vento.
Guardando indietro allo scorso autunno come confronto, puoi vedere bene l’anomalia del freddo molto più forte attraverso l’Oceano Pacifico equatoriale. Questa è la forte La Nina della scorsa stagione, che ha raggiunto il suo apice tra la fine di novembre e l’inizio di dicembre 2020.
Se osserviamo le attuali temperature, rivelano una “lingua fredda” che si estende dal Sud America, verso ovest, direttamente attraverso l’equatore. In questa regione le acque superficiali sono sempre più fredde delle regioni circostanti, ma durante un evento La Nina possono essere fino a 4°C più fredde del normale.
L’immagine successiva in basso mostra una sezione trasversale per profondità lungo l’equatore nell’Oceano Pacifico, dal lato asiatico a sinistra al Sud America a destra. Il profilo verticale completo sulle regioni ENSO rivela l’anomalia della temperatura dell’oceano in base alla profondità. Puoi vedere che le anomalie più forti si trovano tra 50 e 150 metri sotto la superficie.
È abbastanza evidente come ci fossero effettivamente temperature oceaniche più calde del normale sotto la superficie questa primavera. Questo ha contribuito a concludere l’evento La Nina. Ma puoi vedere che entro luglio le anomalie del caldo si sono sostanzialmente indebolite e il raffreddamento è iniziato a circa 50-100 metri sotto la superficie.
L’ultima analisi approfondita sulle regioni ENSO mostra che il raffreddamento sta continuando costantemente. La grande pozza fredda si estende ora più a ovest e si spinge più in profondità, raggiungendo ora tra i 50 e i 150 metri di profondità.
Sulla base di tutti i dati disponibili, il Centro di previsione del clima del NOAA ha rilasciato una previsione ufficiale La Nina:
“La neutralità dell’ENSO è favorita durante l’estate dell’emisfero settentrionale e in autunno (51% di probabilità per la stagione agosto-ottobre), con La Niña potenzialmente emergente durante la stagione settembre-novembre e che durerà fino all’inverno 2021-22 (66% di probabilità nel periodo novembre-gennaio).”
LA NINA CONTRO EL NINO
Per comprendere appieno l’ENSO, dobbiamo anche guardare alla sua fase calda. Di seguito abbiamo due immagini di anomalie della temperatura dell’oceano, una è l’ultima La Nina nell’ottobre 2020. La seconda è il forte evento El Nino della stagione invernale 2015/2016.
Possiamo vedere una situazione completamente opposta e due fasi diverse sulla stessa area dell’oceano. Temperature oceaniche più fresche del normale durante La Nina e temperature più calde della media durante El Nino. Come vedremo in seguito, anche la loro influenza sul clima è diametralmente opposta.
Guardando invece la temperatura effettiva delle anomalie, possiamo anche vedere una grande differenza nella temperatura della superficie dell’oceano. La prima immagine mostra le temperature della superficie del mare nell’ultima La Nina, e la seconda immagine mostra le temperature durante l’evento El Nino 2015/2016.
Evidente di nuovo è la “lingua fredda” dell’acqua oceanica più fredda durante un evento La Nina, che crea queste anomalie negative. La differenza di temperatura dell’oceano tra La Nina ed El Nino può essere piuttosto grande, fino a 10 gradi Celsius in alcune zone.
Si vede brevemente la “lingua fredda” anche nella fase calda sotto, ma è molto repressa, e molto più debole del normale. Questa lingua fredda è in realtà normale, ma è molto più forte durante La Nina e molto più debole durante El Nino.
Ma cosa causa queste fasi fredde e calde? Non c’è una risposta semplice, ma possiamo dire che è il risultato della complessa dinamica tra modelli di pressione e venti. Gli alisei tropicali di solito possono iniziare o fermare una certa fase, poiché mescolano la superficie dell’oceano e alterano le correnti oceaniche.
Per farla semplice, gli alisei sono venti costanti e persistenti, che soffiano verso (e lungo) l’equatore in entrambi gli emisferi. L’immagine qui sotto da Weather.gov mostra bene una versione semplificata dei venti prevalenti globali. Gli alisei sono in giallo e rosso, a seconda dell’emisfero.
Quando questi venti orientali diventano più forti, possono effettivamente iniziare a cambiare le correnti superficiali oceaniche e possono iniziare a spingere l’acqua da est a ovest. Questo sposta le acque superficiali calde verso ovest, sostituendole con le acque più fredde provenienti da sotto la superficie.
L’immagine sotto mostra le ultime correnti superficiali oceaniche nelle regioni ENSO. Possiamo vedere forti correnti orientali, che spingono l’acqua verso ovest raffreddano la superficie dell’oceano. Notate anche la Corrente del Golfo (Gulf Stream) che scorre dal Golfo del Messico verso la Florida, proseguendo verso nord-est, lungo la costa orientale degli Stati Uniti.
Ma il segreto non è solo nei venti stessi, poiché sono guidati dai cambiamenti di pressione. La fase ENSO risponde direttamente a una speciale variabilità della pressione atmosferica, chiamata Southern Oscillation Index.
Il Southern Oscillation Index o SOI rappresenta la differenza nella pressione atmosferica media misurata a Tahiti (Polinesia francese) e Darwin (Australia). L’immagine sotto mostra la posizione delle due zone di pressione.
Valori SOI positivi indicano che la pressione sul lato di Tahiti è superiore a quella su Darwin in Australia. Ciò corrisponde alle condizioni di La Nina. Ma durante un El Nino, vediamo una pressione più bassa nel Pacifico orientale e su Tahiti, e più alta su Darwin, in Australia. Questo produce un valore SOI negativo.
Il SOI ci dice come appare il modello di pressione nel Pacifico tropicale, che poi influenza gli alisei, riscaldando o raffreddando le regioni ENSO.
Abbiamo i valori SOI medi di 30 giorni e 90 giorni nell’immagine sottostante, che mostrano i valori positivi crescenti e confermano il nuovo sviluppo di La Nina. Il SOI può essere utilizzato per determinare l’effetto potenziale o l’influenza della fase ENSO sul clima nel Pacifico occidentale e in Australia.
Possiamo vedere questo cambiamento di pressione negli alisei se osserviamo i venti zonali (ovest-est) nel tempo. L’immagine seguente mostra il movimento ovest-est dei venti sopra l’equatore nel tempo. Le principali regioni ENSO sono comprese tra 90 W e 180 W.
Anomalia del vento zonale positiva (colori rossi) significa venti deboli da est o persino venti da ovest. Un’anomalia del vento zonale negativa (colori blu) indica venti orientali più forti del normale. Ovviamente possiamo vedere che per le prossime due settimane ci saranno alisei da est più forti del normale presenti sulle regioni ENSO. Ciò sosterrà il raffreddamento persistente nelle regioni centrali dell’ENSO. La grafica è di cyclonicwx.com.
Anche i forti alisei sono importanti perché influenzano la catena alimentare nelle regioni tropicali del Pacifico. Forti alisei significano che l’acqua più profonda e più fredda sale da sotto la superficie per sostituire l’acqua che è stata spinta via.
Questo processo è noto come “upwelling”. Essenzialmente questo è un processo di trasporto verticale, come mostrato nell’immagine qui sotto, che trasporta le acque più fredde e le sostanze nutritive in superficie.
L’acqua che sale in superficie a seguito della risalita è in genere più fredda ed è piuttosto ricca di sostanze nutritive. Questi nutrienti possono “fertilizzare” le acque superficiali, il che significa che queste acque superficiali hanno spesso un’elevata produttività biologica. Possiamo rintracciarlo osservando la quantità di clorofilla (fitoplancton) nell’oceano.
Il confronto seguente mostra le concentrazioni di clorofilla nell’ultima La Nina (prima immagine) e durante lo stesso periodo nell’evento El Nino 2015 (seconda immagine).
Possiamo vedere che durante La Nina sono disponibili molti più nutrienti lungo l’intera regione dell’ENSO e anche nelle aree costiere del Medio e Sud America. Ciò significa che è disponibile più cibo per i pesci, il che indica una stagione di pesca potenzialmente buona nel Pacifico equatoriale orientale.
Possiamo vedere bene questo effetto di risalita quando osserviamo la temperatura in base alla profondità durante un evento La Nina e un evento El Nino. La prima immagine in basso mostra la temperatura dell’acqua in base alla profondità durante l’evento El Nino 2015/2016.
Di seguito è riportata la temperatura durante un evento La Nina, puoi vedere bene come la soglia dei 20°C sia molto più vicina alla superficie durante un evento La Nina. Ciò è dovuto all’effetto di risalita, poiché gli alisei fanno sì che l’acqua più fredda e profonda salga verso la superficie.
LA NINA E IL METEO INVERNALE
A questo punto, dobbiamo aggiungere, che una fase ENSO non è solo un puro “influencer” solo per il nostro tempo. Può anche essere visto/interpretato come una sorta di risposta allo stato globale dell’atmosfera. Quasi come una “spia d’avvertimento” sul cruscotto di un’auto. Ma in generale, l’ENSO indica un’importante influenza sul Jet stream nell’Oceano Pacifico, e di conseguenza anche in tutto il mondo.
La corrente a getto è un grande e potente flusso d’aria (vento) a circa 8-11 km (5-7 mi) di altitudine. Scorre da ovest a est attorno all’intero emisfero, influenzando i sistemi di pressione, la loro forza e modellando così il nostro clima in superficie.
Confrontando le due fasi dell’ENSO nella prossima immagine sotto, possiamo vedere che possono produrre un modello climatico invernale completamente diverso in tutto il Nord America, poiché hanno una grande influenza sulla posizione della corrente a getto.
La Nina presenta una corrente a getto polare più forte ed estesa dall’Alaska e dal Canada occidentale negli Stati Uniti. Mentre El Nino presenta una corrente a getto del Pacifico più forte e una scia tempestosa amplificata sugli Stati Uniti meridionali.
Guardando più da vicino La Nina, possiamo vedere che la sua caratteristica principale è un sistema di alta pressione forte e persistente nel Nord Pacifico. Piega la corrente a getto da nord-ovest a sud-est, creando un modello di dipolo sugli Stati Uniti.
L’Alaska, il Canada occidentale e gli Stati Uniti settentrionali di solito sperimentano un inverno più freddo del normale, con più precipitazioni. Il sud-ovest e il sud degli Stati Uniti di solito sperimentano condizioni più calde e un po’ più secche durante gli inverni di La Nina.
La corrente a getto spostata significa anche un diverso potenziale di nevicate. L’aria più fredda è più facilmente accessibile negli Stati Uniti settentrionali, che mostrano anche un aumento del potenziale di nevicate durante gli inverni con La Nina. Soprattutto aree come l’Alaska, il Canada e gli Stati Uniti nordoccidentali beneficiano della corrente a getto settentrionale per produrre più nevicate. Il grafico qui sotto è della NOAA-Climate.
INVERNO 2020/2021 – LA NINA INFLUENCE
Abbiamo visto che la caratteristica principale degli inverni La Nina è un forte sistema di alta pressione nel Pacifico settentrionale. Nell’immagine qui sotto potete vedere l’andamento della pressione invernale media durante gli eventi La Nina del primo anno. Il primo anno La Nina significa che non è stato preceduto da un altro evento La Nina come quest’anno.
Anche l’inverno 2020/2021 ha avuto un primo anno La Nina. Ma come potete vedere nell’immagine di rianalisi qui sotto, il modello di pressione era abbastanza diverso dal normale modello di La Nina. Non c’era nessun sistema di alta pressione dominante nel Pacifico settentrionale, con anche qualche bassa pressione sulle Aleutine.
Guardando da vicino il Nord Pacifico e il Nord America, puoi vedere che l’inverno 2020/2021 non ha giocato bene con La Nina. Sotto puoi vedere due grafici. Quello in alto mostra le anomalie della pressione atmosferica durante i primi due mesi invernali dell’inverno 2020/2021. Il grafico in basso mostra le anomalie della pressione atmosferica media durante i 13 eventi La Nina più forti negli ultimi 70 anni.
Non dovete essere meteorologi professionisti per vedere che non si adattano molto bene. Gli attuali modelli invernali non mostrano una forte influenza La Nina. In confronto, la differenza principale è stata il forte sistema di alta pressione Groenlandia/Artico quest’inverno.
La prossima sotto è un’altra immagine, che mostra un confronto tra i 13 eventi La Nina più forti dal 1949, con il modello di pressione invernale medio di La Nina. Fondamentalmente, questa immagine è un’approssimazione approssimativa di quanto forte fosse il segnale o l’influenza di La Nina durante la sua stagione invernale.
Tutti gli anni mostrano un certo livello di correlazione con i modelli di pressione previsti. Gli unici a spiccare sono l’inverno 1984/1985 e ovviamente 2020/2021. Lo scorso inverno è particolarmente interessante, in quanto ha un valore negativo, indicando uno sviluppo quasi opposto a quello previsto.
La ragione principale dietro questo forse non è così facile da individuare. Sulla base dei dati disponibili, uno dei probabili motivi è stato il forte riscaldamento stratosferico tra la fine di dicembre e l’inizio di gennaio.
Di seguito abbiamo un semplice grafico che mostra le anomalie di pressione nella bassa atmosfera sulle regioni polari. I colori rossi indicano una pressione più alta del normale, che è iniziata nella stratosfera e si è fatta strada verso la superficie, cambiando i modelli di pressione attraverso l’emisfero.
Questo processo racchiude molta energia e può causare un grande cambiamento nei modelli meteorologici. C’erano più eventi in gioco questo inverno, ma questo evento di riscaldamento stratosferico si sta distinguendo come uno dei principali influencer, che ha pesantemente interrotto l’influenza La Nina.
Questi eventi di riscaldamento stratosferico non si verificano ogni anno. Considerando che ora abbiamo sperimentato due eventi di riscaldamento stratosferico invernale di fila, è attualmente una bassa possibilità che assisteremo a un altro evento di riscaldamento stratosferico questo inverno. Ciò significa che La Nina 2021/2022 dovrebbe vedere meno interruzioni alla sua influenza.
PREVISIONI AUTUNNO E INVERNO 2021/2022
Guardando avanti verso l’autunno, abbiamo le previsioni dell’oceano qui sotto dall’ufficio BOM australiano. Mostra le previsioni sull’anomalia della temperatura globale dell’oceano per ottobre. Puoi vedere lo sviluppo del freddo La Nina nell’Oceano Pacifico tropicale.
La previsione ENSO di BOM mostra il raffreddamento che si estende fino alla fine dell’autunno, raggiungendo la soglia di La Nina. Una previsione più accurata verrà rilasciata nei prossimi due mesi, ma questo è un indicatore precoce che supporta lo sviluppo del secondo anno La Nina.
La previsione stagionale europea dell’ECMWF mostra anche la presenza della La Nina dall’autunno alla stagione invernale 2021/2022. Questo non sembra un La Nina particolarmente forte, ma La Nina del secondo anno sono solitamente più deboli degli eventi del primo anno.
La previsione dell’ensemble della regione ENSO di seguito da ECMWF mostra che La Nina inizia a svilupparsi durante la tarda estate, ma ha una vasta gamma che va in inverno. La maggior parte degli scenari supporta lo sviluppo di La Nina, ma le previsioni dell’ECMWF non mostrano ancora un’elevata confidenza, il che è normale per questo periodo dell’anno.
La previsione probabilistica ufficiale dell’ENSO CPC/IRI mostra l’alta probabilità per lo sviluppo della Nina dall’autunno all’inverno. Questa è la previsione dei primi di luglio e ha una probabilità maggiore di un evento La Nina rispetto alle previsioni precedenti di maggio e giugno.
Guardando il modello di pressione di fine autunno-inizio inverno previsto da CFSv2, possiamo vedere un’area di alta pressione moderata svilupparsi nell’Oceano Pacifico settentrionale. Ciò corrisponde all’atteso sviluppo dell’influenza di La Nina dall’autunno all’inverno.
Le previsioni del modello ECMWF per lo stesso periodo mostra anche la forte presenza di un sistema di alta pressione nel Pacifico settentrionale, con un accenno di un’area di bassa pressione sul Canada occidentale. Questo è un tipico modello La Nina che si sviluppa durante la transizione dall’autunno all’inverno 2021/2022.
Di seguito possiamo vedere il modello medio durante gli eventi La Nina del secondo anno. Come abbiamo già visto in precedenza, il segno principale di un inverno La Nina è il forte sistema di alta pressione nel Pacifico settentrionale. Questo aiuta a piegare la corrente a getto, creando un sistema di bassa pressione sul Canada occidentale e sugli Stati Uniti nordoccidentali.
Ma c’è un’altra anomalia che spicca durante gli eventi di La Nina del secondo anno, ed è il sistema di alta pressione sulla Siberia nordoccidentale. Ciò può avere un ruolo importante nel modello invernale europeo, poiché possiamo vedere una pressione inferiore al normale su gran parte dell’Europa continentale, il che significherebbe un clima più freddo.
L’attuale previsione di inizio inverno da CFSv2 mostra l’alta pressione nel Pacifico settentrionale e l’accenno di un sistema di bassa pressione sul Canada occidentale e sul nord degli Stati Uniti. Molto più impressionante è l’anomalia dell’alta pressione sulle regioni polari. Questa è solo una prima previsione, con importanti cambiamenti probabilmente man mano che ci avvicineremo all’inverno.
La previsione della temperatura per lo stesso periodo mostra le condizioni più calde su gran parte dell’Europa e degli Stati Uniti occidentali. Ma possiamo vedere il tipico clima più freddo di La Nina nel Canada occidentale, suggerito per estendersi negli Stati Uniti nordorientali.
A differenza del Nord America, questa previsione non corrisponde direttamente a un’influenza La Nina prevista per il secondo anno sull’Europa. Ma l’Europa è molto più lontana dalla regione dell’ENSO e non ha un collegamento diretto con la sua influenza. In Europa, l’influenza dell’ENSO viene per lo più distorta, modificata dai modelli di pressione nel Nord Atlantico e nelle regioni polari.
Fonte: Severe Weather Europe
