Euro-switch

Europa al gelo invernale, Artico in veranda primaverile. Anche da noi in Svizzera, si vedano le T minime degli scorsi 2 giorni (quiquiUpdate 6/2 qui) e qui le minime assolute degli ultimi decenni, lontani parecchio ancora dal record di   -41.8 °C di La Brévine (un nome una garanzia per una mitica località posta in una conca sulle colline giurassiane, in un bellissimo altipiano con un suo microclima speciale e perfetto per le inversioni e...il fondo, nevvero Luca? ;-) del 12 gennaio 1987.

Tutto ciò è la conseguenza dell'attuale situazione meteorologica venutasi a formare in questo inizio di inverno reale.
Situazione che, per certi versi, ricorda le grandi invernate europee del passato, per es. quella del 1956 (febbraio fu davvero terribile, dopo due mesi più o meno anonimi) o quella del 1947 o del 1942, con i mesi di gennaio al culmine del freddo degli anni 40 (anche il 1940, il 1941 e il 1945 furono molto freddi). La similitudine sta nella presenza, forza e estensione dell'anticiclone russo siberiano che, come scrivevo già qui, si è espanso verso ovest e ai suoi margini meridionali correnti di gelida aria continentale si sono spinte fin sull'Europa centro-orientale e soprattutto sul Mediterraneo. La corrente a getto è così costretta a salire di latitudine, nel tentativo di aggirare la mole imperiosa della cella anticiclonica oramai quasi del tutto termicizzata (sull'Europa centrale, sulla Russia è continuamente alimentata da aria stabilizzante in quota) da aria molto fredda, densa e pesante che la alimenta. Il vento geostrofico sale così dal mite Nordatlantico e raggiunge Scandinavia occidentale e Artico europeo spingendosi poi verso nordest, portando il suo tiepido ed umido alito nordatlantico (ad es. nel capoluogo di Spitzbergen nei giorni scorsi era più caldo che a Milano o Istanbul), mentre noi qui ad assaporare quello rigido e piuttosto asciutto (tranne nelle zone mediterranee nelle quali si mischia con l'umidità marina) delle steppe continentali. Questa è anche una delle caratteristiche degli inverni degli anni 30 e 40 del XX secolo.
La novità, però sta nel fatto che l'Artico sta attraversando un periodo molto anomalo: da ottobre è in persistente anomalia positiva, la parte europea è da 3 anni buoni che manifesta scarti considerevoli in inverno anche senza che l'orso russo ci faccia visita (l'ultima volta che si espanse un po' verso l'Europa fu nel gennaio 2006) e senza quindi le conseguenze dinamiche spiegate prima. Gli ultimi 2 inverni, l'anomalia termica artica era concentrata però soprattutto sull'Artico groenlando-canadese.

Ci si potrebbe chiedere se la cosa sia stata simile durante la precedente fase di impennata termica artica avvenuta grossomodo fra gli anni 20 e l'inizio dei 40 (vedi per es. qui o qui). Ecco le principali analogie e differenze fra il riscaldamento dell'Artico odierno e quello di allora.

Analogie:
•  Il riscaldamento è sincronico a quello globale.
•  È accentuato da anomali pattern della circolazione (molto meridionali, anziché zonali), allora principalmente sul Nordalantico, oggi anche sul Nordpacifico (vedi ad es. qui)


Differenze:
• Di quantità: oggi più intenso rispetto al precedente (vedi qui o anche qui).
• Geografico: oggi comprende quasi tutto il bacino artico, allora principalmente concentrato sul Nordatlantico (a causa del meccanismo spiegato prima).
• Di profilo verticale: oggi il riscaldamento è presente anche in quota (troposfera medio-bassa), allora principalmente al suolo (vedi per es. qui o qui). Negli anni 30 su Groenlandia, Scandinavia e Russia occidentale in inverno (e parzialmente anche in estate) al suolo e solamente su Groenlandia in autunno anche in quota. Oggi: ovunque in tutte le stagioni e anche in quota, tranne su Bering d’inverno. Trend più netto: in primavera, soprattutto sull’Artico pacifico (Bering-Beaufort).
• Di qualità dei ghiacci marini: oggi molto probabilmente meno spessi di allora (vedi i numerosi post dedicati allo stato dell'Artico).


L'8 gennaio scrivevo in questo post di analisi e proiezione NAO della seconda parte della stagione invernale:
Una delle caratteristiche di questa stagione, comunque (...), è la forte anomalia dei ghiacci artici nel settore fra i mari di Groenlandia, di Barents e di Kara, (...). Mentre in zona Baffin/baia di Newfoundland - a differenza dello scorso inverno molto deficitario - oggi l'area coperta da seaice è decisamente in media, dall'altra parte del bacino atlantico polare siamo in forte deficit, soprattutto - e di nuovo specularmente all'anno scorso, ma allora venivamo da un autunno e un inizio inverno connotati da AO/NAO negativi, a differenza della stagione corrente - sui mari di Barents e Kara. Aree libere da ghiaccio in inverno significa aumento del flusso di calore sensibile (accumulato in estate) che l'oceano cede all'atmosfera sovrastante. Anche questa relazione non è lineare, ma in generale è dimostrato che simili anomalie possono favorire, nel corso della stagione invernale, pattern maggiormente bloccanti e NAO-.
Qui i due studi dai quali ho tratto questa associazione (uno e due), qui la mappa che mostra il "forcing" che il pattern di anomalie nell'estensione dei ghiacci marini (prima immagine sotto, nella seconda è quella di dx con la sigla ICE2) eserciterebbe sulla circolazione atmosferica. In grigio anomalia + dei ghiacci, in nero anomalia -. A seguire la risposta media nel gph a 500 hPa sia nel caso ICE2 sia nel caso (come quest'anno) nel quale la vera e propria anomalia è quella negativa in zona mare di Groenlandia-Barents-Kara (area nera nelle prime carte, sigla ICEGRN nell'ultima).
 


L'analisi prendeva spunto, oltre che dai lavori citati, da questo paper interessante già citato l'anno scorso ad es. qui (vedi anche questo post degli amici di climateranti). La non linearità a cui soggiace la relazione fra estensione glaciale (in specifiche aree del bacino artico, vedi la zona europea in media pluriennale per gennaio e oggi) e risposta atmosferica fa in modo che le conclusioni provvisorie a cui giunge questo lavoro (così come quelli citati prima o ad es. questi altri molto interessanti, qui, qui, qui e qui) possano essere cautelativamente utilizzate per un'indagine più approfondita sulle possibili cause di questa fase di Euro-switch, al di là della mera stocasticità a cui il tempo meteorologico soggiace (ma sappiamo come il rumore bianco che caratterizza la variabilità ad alta frequenza del tempo meteorologico possa subire estemporanei reddening dall'interazione fra l'atmosfera e gli oceani, la criosfera o la terraferma*).
Non perdersi, a tal proposito e per un ulteriore approfondimento, uno dei prossimi post del team di RC. Stefan Rahmstorf, in anteprima ma in tedesco (ma il succo è qui), ci ha già scritto qualcosa sul blog SciLogs. Ed è ciò a cui giunge anche questo recentissimo lavoro dell'Alfred Wegener (à propos: auguri!) Institute.
Tematica su cui torneremo sicuramente.

*Update 9/2: un possibile fraintendimento è relativo al modo in cui sorgenti di calore sensibile possano modificare il quadro barico sovrastante. Ne avevo già accennato qui. Un mio studente, l'anno scorso, mi chiese come sia possibile che una superficie più calda (relativamente) come il mare artico libero da ghiaccio non possa portare alla formazione di bassa pressione, stante l'ascesa dell'aria. La cosa è intuitiva, ma in realtà occorre distinguere: ai tropici e alle medie latitudini continentali questo è senz'altro vero a causa del sollevamento dell'aria più calda. Già sopra gli oceani delle medie latitudini la relazione diventa meno semplice e lineare, perché in questo caso si possono formare gradenti termici indotti da scarti di temperatura della superficie degli oceani che possono poi influenzare la direzione delle correnti a getto. Nelle regioni polari, infine, questa regola fisica non vale più perché lì l'atmosfera è stratificata in maniera talmente stabile che l'aria relativamente calda non ce la fa a salire di molto in quota. Il flusso di calore sensibile extra, liberato dal mare privo di ghiaccio, tende invece ad ispessire le superfici isobariche e ad alzare i geopotenziali,  destabilizzando il vortice polare.

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