10 marzo 2021
ore 9:48
di Francesco Nucera
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 Per esperti
Vortice Polare
Vortice Polare


Per condizionamento della stratosfera si intende l'influenza che questo strato di atmosfera sopra i 10 km di altezza può avere nella circolazione delle medie latitudini. Questo condizionamento, che mediamente oscilla tra 45 e 60 giorni può essere di tipo caldo (warm) o freddo (cold) con diverse conseguenze. Nel primo tipo siamo di fronte ad uno stratwarming ovvero ad un riscaldamento stratosferico che comporta un indebolimento del vortice polare e nei casi limite anche ad una suddivisione dello stesso. Nel secondo caso invece il raffreddamento è tale da portare ad un rafforzamento del vortice polare a tutte le quote. Come requisito è richiesto che ci sia una comunicazione tra la stratosfera e la troposfera.

La teoria. Si fa riferimento ad un lavoro statistico di Baldwin e Dunkerton "Propagation of the Arctic Oscillation from the stratosphere to the troposphere". Il lavoro nasceva dal fatto che il comportamento dell'AO index era preceduto da segnali stratosferici. In riferimento al grafico più sotto, partendo da lag 0 periodo in cui inizia un condizionamento si può notare come la colorazione scenda dalla stratosfera e raggiunga la troposfera. Ma ci sono delle aree meno colorate o bianche che vengono definite finestre. In questo arco temporale possono esserci dei comportamenti meteorologici diversi rispetto alla media. Così nei casi di vortice polare debole possono esserci periodi temporali caratterizzati da una scarsa dinamicità e viceversa. Nel lavoro "Stratospheric Harbingers of Anomalous Weather Regimes" viene messo in dettaglio quali sono le soglie del NAM da condizionamento e  in che modo portano ad una condizione o all'altra del vortice polare attraverso una sorta di rimbalzo. Una volta partita la soglia NAM la circolazione delle medie latitudini si indirizza verso un determinato assetto che viene fotografato dall'Indice AO/NAO.  

casi di vortici polari deboli e forti secondo Baldwin e Dunkerton
casi di vortici polari deboli e forti secondo Baldwin e Dunkerton

Nel corso degli ultimi anni si è dato maggior rilevanza all'influenza della stratosfera. Su scale temporali sub-stagionali e stagionali la stratosfera, in caso di coupling, è nota essere un predictor di anomalie troposferiche invernali che primaverili ed agire sugli estremi. Una migliore comprensione di come la stratosfera influenzi la troposfera, insieme ad un miglioramento dei modelli meteorologici potrebbe un giorno essere d'aiuto a prevedere meglio questi tipi di eventi con settimane o mesi di anticipo come spiegano Amy Butler e Daniela Domeisen in "Stratospheric drivers of extreme events at the Earth's surface" (Commun Earth Environ1, 59, 2020)

Analizziamo il caso attuale attraverso questo grafico che è la situazione passata e attuale del NAM. In rosso, lo stratwarming del 4 gennaio ha influenzato la circolazione delle medie latitudini portando ad una dinamicità accesa sull'emisfero nord con ondate di maltempo e freddo. In blu invece abbiamo un comportamento diverso; la stratosfera si raffredda, il vortice polare rinforza e supera una soglia limite. La prima influenza sulla circolazione zonale è attorno all'11-13 marzo. 

andamento del NAM (fonte stratobserve)
andamento del NAM (fonte stratobserve)

In questo periodo l'indice AO, che era tornato positivo dopo gli effetti dello stratwarming, raggiunge un valore di picco a +6sigma, segno di un rafforzamento delle correnti occidentali; venti di tempesta andranno ad interessare il nord Europa.

Indice Ao in netta risalita in previsione
Indice Ao in netta risalita in previsione

La colorazione prosegue nel blu ma si evidenziano anche delle aree meno colorate che sottintendono fasi contrarie. Ma queste ovviamente sono previsioni. Questo stratcooling, che teoricamente dovrebbe terminare ad aprile con l'ultimo riscaldamento della stratosfera polare o Final Warming non è classico. Il motivo nasce dal fatto che le vorticità hanno subito un duro colpo dal precedente stratwarming. E' ragionevole pensare che il condizionamento, che di per sé porterebbe ad un vortice polare forte, dunque ad un maggior andamento zonale, possa avvenire solo a fasi alterne. In pratica ci potrebbero essere delle 'finestre' dinamiche maggiori e forse più ampie rispetto al lavoro di Baldwin e Dunkerton. Questo giustificherebbe la dinamicità attesa in primavera almeno nella prima parte. In una di queste finestre si collocherebbe la fase dinamica attesa dopo metà mese col ritorno del freddo. 

le vorticità basse dentro il vortice polare lasciano intendere una modesta trasmissione
le vorticità basse dentro il vortice polare lasciano intendere una modesta trasmissione

C'è da dire che sono evoluzioni previste che vanno sempre valutate di volta in volta per via di altre variabili che possono dar luogo a delle variazioni su un comportamento teorico.


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