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  1. #1
    Miraggio
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    Analisi teleconnettiva inverno 2007/08

    Apro questo post con l'intento di portare avanti un dibattito in chiave teleconnettiva sulle cause di questo inverno. A tale scopo posto un'analisi fatta e scritta dal Climate Prediction Staff che porta la firma di Alex Londero, Daniele Campello, Lorenzo Soricelli e Remigio Zago.





    Analisi TLC


    La stagione invernale 2007/2008 in ambito atmosferico, è stata caratterizzata da un Vortice Polare estremamente forte che non ha permesso la dinamicità che avevamo ipotizzato nella nostra previsione stagionale. Tra gli aspetti che hanno caratterizzato la dinamica invernale, va tenuto in estrema considerazione l’andamento dell’ENSO, il NAO e l' AO.
    Per ciò che riguarda l'ENSO, in autunno le previsioni dell’ International Research Institute for Climate and Society (IRI) per il settore Nino3.4 (5N-5S, 120-170W), prevedevano anomalie inferiori al grado, con la concreta possibilità di una fase neutra già nella seconda parte dell’inverno (possibilità a settembre oltre il 50%). Tale previsione si è dimostrata errata e ha indubbiamente pesato in fase d’elaborazione dell’outlook stagionale.
    Le anomalie superficiali dell’ENSO rivestono un ruolo fondamentale sulle dinamiche circolatorie atmosferiche del nord emisfero soprattutto per la loro influenza sulla stratosfera e sul conseguente andamento del Vortice Polare.
    Come possiamo classificare l’attuale episodio di Nina? L’indice più completo che abbiamo a disposizione per descrivere l’ENSO è indubbiamente il MEI, visto che riassume una serie di parametri (pressione atmosferica, temperatura superficiale degli oceani, componente del vento e nuvolosità). Il Multivariate ENSO Index si è assestato leggermente sotto i -1.2, quindi non superando tale soglia deve venir catalogato come episodio di Nina moderata-forte.
    Altro indice molto importante è l’ONI, esso definisce un episodio di El Nino/La Nina quando le SSTA nel settore Nino3.4 superano la soglia di +/-0.5° per almeno 5 mesi consecutivi. Prendendo in considerazione tale indice il trimestre invernale si è chiuso con un -1.5, con punte "record" a gennaio e febbraio superiori ai -2° di anomalia. Per il NOAA, dopo un gennaio pesantemente negativo anche febbraio 2008 ha continuato a riflettere una situazione di “Nina Strong”.

    Fig.1




    Riteniamo che i bassi valori delle SST del Pacifico tropicale abbiano condizionato la convenzione equatoriale riducendo la BDC (gli effetti di questa circolazione presuppongono comunque un processo lento e progressivo), inoltre il raffreddamento sempre più consistente della troposfera ha di fatto ridotto la differenza di temperatura tra basse e medie latitudini, fattore che ha permesso un rialzo e un'estensione dell’anticiclone delle Azzorre verso l'Europa (una Nina forte tende a favorire nella maggior parte dei casi un pattern anticiclonico in Europa). Rispetto alla figura sotto, nella prima parte della stagione abbiamo assistito ad un pattern tipico di una Nina, simile ad un TNH positivo (fig.6). In questo caso la forza del VP non ha permesso l'instaurarsi di un vero e proprio SCAND+, costringendo l'anticiclone a scivolare più basso (es: retrogressione dicembrina al sud Italia). Tale pattern ha penalizzato l'Europa centrale e il Triveneto.

    Fig.2




    Al contrario, anomalie meno marcate nel Pacifico tropicale avrebbero garantito una maggiore convenzione, con una MJO di forte magnitudo (caratteristica di anni di ENSO neutro o debolmente negativo).
    Grazie ad una QBO molto negativa, unita ad una bassa attività solare (minimo solare, ciclo 24 iniziato i primi di gennaio) nella stratosfera equatoriale vi erano tutte le condizioni per modulare al meglio la forza BDC aumentandone gli effetti. In questo caso la circolazione secondaria della Quasi Biennial Oscillation presuppone un modello ascendente, l'ozono prodotto va a sostare per meno tempo nella zona di maggior produzione e tende a distribuirsi più velocemente (temperature più fredde tra gli easterlies sovrastanti e i westerlies di fondo).

    Fig.3




    Il VPS nei casi di Nina risulta essere normalmente meno disturbato rispetto a condizioni di Nino, anche se nel primo caso si hanno più possibilità di eventi stratosferici notevoli, tuttavia questa fase di ENSO- ha aggravato una situazione per certi versi già al limite, con il risultato di un Vortice Polare compatto (wavenumber zonale basso). Ad una diminuzione delle ondulazioni planetarie fa sempre seguito un rilevante rinforzo dei venti zonali, questo fattore influisce sulla propagazione delle ondulazioni verticali, ne presuppone la dissipazione al limite della troposfera con conseguente raffreddamento della stratosfera. Va ricordato che la stratosfera in inverno, in assenza della radiazione solare, viene scaldata principalmente da movimenti troposferici in propagazione, e nel caso di elevate velocità zonali che procedendo con la quota divengano superiori ad un determinato valore, si ha la rifrazione dell’ondulazione stessa.
    La dinamica risulta molto chiara se si va ad analizzare l’andamento stagionale dell’EP flux.
    Il flusso di Eliassen e Palm è una grandezza vettoriale calcolata su un piano bidimensionale (y e z) la cui componente verticale assume un ruolo fondamentale nelle cause stratosferiche, essendo la somma del trasporto di calore (Head Flux) e di momento (Momentun Flux). La sua divergenza durante la stagione invernale ha descritto perfettamente una classica situazione di flusso zonale forte, quindi una riduzione dell’ampiezza delle onde di Rossby.
    L’ EP flux troposferico è un parametro molto importante in inverno, la sua convergenza (vettori che piegano verso il polo) può anticipare la comparsa di possibili ESEs, al pari delle anomalie zonali a 300 hPa, come hanno brillantemente dimostrato nei loro studi Ken Nakagawa e Koji Yamazaki dello Japan Meteorological Agency.
    Il raffreddamento della stratosfera dovuto alla mancanza di disturbi troposferici, ha comportato una serie di anomalie (temperature / geopotenziali) che si sono poi manifestate nei piani bassi, condizionando i patterns sottostanti come l’indice AO e NAO. Il problema delle anomalie stratosferiche è noto in ambito scientifico già dal 1977 grazie allo studio di Quiroz sull’evento stratosferico del medesimo anno, ma il passo più importante è stato fatto da Dunkerton Baldwin (1999/2001), i quali hanno trovato una soglia statistica basata sulle anomalie del NAM (+1,5/-3). In questa stagione la continua rifrazione dell’onda ha permesso a VPS di raggiungere una soglia del NAM superiore a +1,5 a gennaio, questo ha indubbiamente condizionato buona parte della stagione, in quanto come da letteratura, ha “portato” una fase AO+ molto forte (NAM 1000 hPa).
    Interessante notare dalla Fig.4 l’andamento delle temperature della wave1 e wave2. Si notano chiaramente due fasi: una prima metà stagionale priva di scossoni con uno “strat-cooling” molto intenso (nonostante una QBO- che avrebbe dovuto garantire un certo disturbo), e una seconda parte notevolmente più agitata che coincide anche con la progressiva ripresa della radiazione solare e non solo (secondo Labitzke del FUB, la seconda parte dell’inverno viene caratterizzata dal ciclo solare, in questo caso dal minimo solare).
    La fase “movimentata” è iniziata dal primo minor warming di metà gennaio, che ha prodotto uno SSW notevolissimo, in seguito, lo spostamento del VPS da una circolazione approssimativamente simmetrica al polo ha richiamato continui impulsi caldi che dall’area Siberiana centrale ruotavano fino al Mar di Bering e oltre. L’assenza di propagazioni nel campo del geopotenziale, oltre a dimostrare la mancanza di veri e propri “blocking” troposferici, ha in primo luogo garantito la rotazione antioraria dei warmings e contemporaneamente ha escluso un possibile affondo (split) verso il vortice stesso. Con questa dinamica e questi presupposti il MMW di febbraio poteva avvertire solo con lo spostamento del VPS a latitudini tali da consentire un’estesa antizonalità al polo (60N-90N), e così è stato.
    In generale l’andamento delle waves verticali mostra che la propagazione è stata debole e spesso portata avanti da una sola ondulazione, fatto che ha paradossalmente rinforzato il VPS. Una seconda propagazione avrebbe garantito un maggior disturbo, con un vortice ellittico tendente allo split.

    Dal punto di vista degli eventi stratosferici, l'inverno 2007/2008 si chiude con 3 Minor warming, 1 MMW e ben 3 SSW/SW (senza contare 1 CW a novembre 2007).

    Fig.4





    North Atlantic Oscillation, Artic Oscillation e Tropical/ Northern Hemisphere Pattern

    L’indice AO nel trimestre invernale si è attestato su valori ampliamente positivi, nonostante una QBO orientale associata al minimo solare che avrebbe dovuto favorire una fase dell’Arctic Oscillation tendenzialmente negativa.
    Il primo picco negativo a gennaio è coinciso con l’instaurarsi di uno SCAND+, mentre in alta stratosfera un VPS in prima armonica raggiungeva la soglia negativa del NAM a -1.5 . In seguito il vortice polare stratosferico ha assunto una posizione ellittica tra Groenlandia e Siberia, dinamica che in un secondo tempo ha portato alla formazione di un forte minor warming e al primo SSW stagionale.
    Il secondo picco dell’Arctic Oscillation è avvenuto tra la prima e la seconda decade di febbraio, con l’instaurarsi di un deciso pattern EA/WR+.
    L’indice NAO ha avuto un andamento positivo, in dicembre si è registrato un +0.34, gennaio +0.89, febbraio +0.73. L’unico picco negativo è stato raggiunto a dicembre a seguito di uno SCAND+ che ha portato la prima e l’unica irruzione continentale della stagione.

    Fig.5


    Se la seconda parte della stagione è stata caratterizzata da un indice AO positivo, grazie all'anomalia del NAM a 10hPa, la prima parte ha visto un pattern TNH positivo (indice che a dicembre ha toccato i +1,25). La fase positiva del Tropical/ Northern Hemisphere Pattern presuppone anomalie di segno più sul Golfo dell’Alaska, sul Golfo del Messico nord orientale e in maniera minore sull’Europa centrale ed anomalie bariche negative sul Canada orientale. Questa teleconnessione nella sua fase positiva si associa bene con l'andamento dell'ENSO- (Fig2).

    Fig.6



    Come abbiamo già precedentemente accennato, una delle conseguenze più penalizzanti per le zone Europee di una Nina moderata forte è stata quella di condizionare le fasi e gli effetti della Madden Julian:

    Fig.7




    L'unica occasione in cui ha influito per un tipico pattern invernale è stata la fase 3 avvenuta in dicembre (SCAND+), mentre la fase 7 in gennaio di magnitudo e durata considerevole ha condizionato gran parte del mese (NAO+, fasi piovose ma molto miti)
    Per quanto riguarda le SST in ambito emisferico gli effetti del coupling AMO+ PDO- ha condizionato i percorsi della Jetstream dando da un lato una continua spinta alla Alta Aleutinica posizionata nei pressi del Golfo dell’ Alaska e dall’ alto ulteriore forza al Vortice Polare nel suo ramo canadese, impedendo così qualsiasi tentativo di blocco alla circolazione atlantica : fattore che sommato agli effetti dell’ ENSO- ha in sostanza inibito le possibilità di irruzioni fredde indirizzate direttamente sulle nostre Regioni.
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  2. #2
    Socio Meteotriveneto
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    Re: Analisi teleconnettiva inverno 2007/08

    al di la di quello che avete scritto, ho bisogno di qualche mese per digerire e capire tutto quello che avete evidenziato sull'analisi.
    Grazie ragazzi, grazie e solo grazie, anche se fosse solo per il tempo che dedicate a fare questo.

    Sandrigo (VI) altitudine 64 mt Monitoraggio tramite stazione Davis Vantage Pro 2 ventilata
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  3. #3
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    Re: Analisi teleconnettiva inverno 2007/08

    Complimenti per il vostro lavoro ragazzi!
    Mi associo al GRAZIE di Husky!

  4. #4
    Socio Meteotriveneto Redazione M3V L'avatar di Maufen
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    Re: Analisi teleconnettiva inverno 2007/08

    Ottimo lavoro ragazzi!
    Come dice husky servirà tempo per "masticare" il tutto, ma ne vale la pena.
    "Tomàdego col capèl el temp l'è bèl, Tomàdego cò la zintùra piova segùra!!"
    Monitoraggio tramite stazione La Crosse ws 3650 ventilata diurna http://meteomugnai.altervista.org

    Vivas ut possit, quando nec quis ut velis.

  5. #5
    Cumulonimbus
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    Re: Analisi teleconnettiva inverno 2007/08

    Naturalmente abbiamo postato l'articolo sul forum perchè venga sviluppata una costruttiva discussione, aperta a tutti. Aspettiamo con trepidazione domande e richieste !!!!!

    Remigio Zago - freelance

  6. #6
    Socio Meteotriveneto L'avatar di old_Snoww
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    Re: Analisi teleconnettiva inverno 2007/08

    Bravissimi ragazzi, anche se son cose gia dette ve lo ripeto ben volentieri, complimenti per la preparazione e le capacità mostrate, non ultimo per questo articolo altamente didattico.

    E' meglio tacere e dare l'impressione di essere stupidi, che aprire la bocca e darne conferma.

  7. #7
    Cumulus Congestus
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    Re: Analisi teleconnettiva inverno 2007/08

    Grazie al CPS per questo articolo complesso ma allo stesso tempo ben spiegato....certo non ho capito proprio tutto, ma molte cose si.
    In definitiva direi che l'indice che ci ha influenzati più pesantemente è anche quello di cui si hanno più prove della sua influenza sui climi, ovvero l'ENSO che con la sua anomalia ha provocato un effetto domino sugli altri indici (in primis la MJO)

    Di conseguenza, mancando i forcing, il trasporto di calore lassù non c'è stato e si è verificato il maledetto cooling di gennaio ammazza-inverno.
    Da quello che ho capito, la fase di NINA non è stata ben prevista....la QBO invece ai minimi storici pare abbia deluso molto, si può dire che il vero flop in ambito strato è stato proprio l'indice quasi biennale? (altrimenti perchè si sarebbe generata l'anomalia del NAM?)
    ...qualsiasi cosa vive là dove sembrerebbe che nulla possa vivere....sfidando caldo, freddo, luce, tempeste, arsure e nubigragi...è la prova della grandezza e dell'eroismo insito in tutte le forme di vita....compreso l'uomo [E. Abbey]

  8. #8
    Iridescenza
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    Re: Analisi teleconnettiva inverno 2007/08

    Ottima analisi, sicuramente da considerare in occasione di configurazioni simili che potrebbero verificarsi in futuro.

    A novembre con una simulazione fatta in casa di tipo statistico avevo evidenziato come non fosse scontata la previsione di inverno molto promettente e che anzi le probabilità di avere i mesi di gennaio e febbraio con anomalia termica positiva erano elevate.
    Speravo che non andasse così, invece il modello aveva visto bene. O forse semplice casualità?

  9. #9
    Iridescenza
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    Re: Analisi teleconnettiva inverno 2007/08

    Ah! Una cosa ho notato nell'ottima analisi fatta da Neo, ovvero nessun accenno alla pesantissima anomalia negativa che presentavano i ghiacci artici (sia come volumi che come estensione) alla fine dell'estate sino ai primi mesi autunnali.
    Fattore considerato ininfluente ai fini dell'analisi o altro?

  10. #10
    Miraggio
    L'avatar di Daniele Campello
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    Re: Analisi teleconnettiva inverno 2007/08

    Citazione Originariamente Scritto da Woejkoff
    ..la QBO invece ai minimi storici pare abbia deluso molto, si può dire che il vero flop in ambito strato è stato proprio l'indice quasi biennale? (altrimenti perchè si sarebbe generata l'anomalia del NAM?)
    Facendo riferimento alla QBO negativa (ma anche al minimo solare), non ho dubbi nel definire questa stagione invernale come anomala. Una QBO negativa favorisce un EP flux più attivo, maggiori disturbi al VPS, cosa che non abbiamo visto in questo inverno.

    Ps: il problema non è solamente quello di comprendere la dinamica di una teleconnessione e di conseguenza formulare una previsione, il problema è “pesarla” in una situazione dove gli indici sono tanti (ci sono molti “indici” da prendere in considerazione anche in una previsione a 24h, a volte si sbaglia a volte no).

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