Prospettive sull'inverno 2011-2012. Il segreto dell'inverno

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Scritto da Vincenzo Ficco Sabato 01 Ottobre 2011 16:07

Spesso dibattiamo sulle future (possibili) vicende meteo a lungo e lunghissimo termine: confrontiamo carte di previsione alle varie quote atmosferiche, commentiamo indici teleconnettivi (i famosi AO, NAO, QBO, ecc.), citiamo precedenti storici per ipotizzare i possibili scenari futuri della stagione successiva, oppure del proseguimento di una stagione già iniziata.



I risultati di tali sforzi di indagare nelle nebbie, ben di là dai fatidici 5 o 7 giorni, sono di solito altalenanti, ma non di rado del tutto inutili. Il tempo sembra spesso farsi beffe dei nostri tentativi di interpretarne in anticipo il suo comportamento, ma soprattutto degli sforzi dei migliori centri meteo internazionali dotati di mezzi potentissimi e modelli molto sofisticati.
Ciò significa che non si può fare più di quanto non si stia già facendo, nel mondo. No, forse si può ottenere qualcosa di più; forse si può scrutare una stagione futura, nei suoi tratti essenziali, con qualche settimana e magari anche qualche mese di anticipo, tracciandone le tendenze, con un grado di attendibilità che, vedremo, può essere sorprendente.

Allo stesso modo cerchiamo di comprendere le cause che hanno determinato specifiche condizioni meteo sul vecchio Continente, non riuscendo a esprimere spiegazioni plausibili. In realtà, una logica c’è, e in quest’articolo cercheremo di illustrarla nel modo più chiaro possibile.
Sappiamo che gli indici teleconnettivi si possono definire descrittivi (AO, NAO, PNA, ecc…) o predittivi (AMO, PDO, ENSO, ecc…). I primi sono tratti dalle corse dei modelli, quindi subiscono dei ribaltoni, i secondi possono essere impiegati per disegnare un quadro previsionale a lunghissimo termine. Ebbene, tra tutti gli indici predittivi ce n’è uno che ricopre un ruolo fondamentale per le sorti degli inverni europei: la QBO (Quasi Biennal Oscillation), o meglio l’accoppiata QBO/attività solare.

Ai fini della nostra ricerca abbiamo considerato gli inverni europei (i lettori ci perdoneranno, l’Italia è troppo piccola perché costituisca un campione di studio indicativo), dal 1950 a oggi. Scorrendo gli archivi delle mappe a 500 e 850 hPa (sono disponibili, ad esempio, su www.wetterzentrale.de) abbiamo notato sorprendenti correlazioni tra alcuni indici e certe configurazioni bariche e le relative isoterme. In sintesi: dall’esame della QBO a 30 Hpa, dell’andamento del solar flux (ovvero dalla condizione di vicinanza a un minimo o a un massimo solare) e del sunspot number, abbiamo tratto alcune importanti conclusioni.

Di seguito riportiamo quanto abbiamo potuto riscontrare, poi trarremo qualche conclusione.

Andamento degli inverni oggetto di analisi

Inverno 1952-1953: gennaio rigido con ondata di gelo intorno a metà mese (il 13 la -10 a 850 hPa abbraccia l’Italia centrale). Febbraio molto freddo con nuova ondata di gelo intorno al 9, con la -10 sull’Italia centrale e la -15 sul Nord-Est. Anche marzo prosegue il trend, con incursione fredda a metà mese. Indici: QBO negativa (intorno a -2/-3); attività solare bassa con N.Spots medio nei mesi invernali =18.6 e Solar Flux=76.

Inverno 1953-1954: sia gennaio sia febbraio mediamente freddi sull’Europa. Ondata di gelo storica a fine gennaio che colpisce Italia, Francia e Spagna (il 1° febbraio la -15 è sulla Spagna!!!). Indici: QBO negativa (-5/-7); attività solare bassa con N.Spots medio nei mesi invernali = 5.9 e Solar Flux =61.4.

Inverno 1957-1958: dicembre parte subito gelido, con discesa fredda che colpisce il Centro-Sud (addirittura con la -10). Gennaio e febbraio sono contraddistinti da tre ondate di freddo intenso sull’Europa: la prima il 22 gennaio, la seconda il 18 febbraio e la terza, più intensa, il 27-28 febbraio. Anche marzo è gelido per l’Europa centrale e Italia settentrionale. Indici: QBO positiva (+4/+7); attività solare elevatissima con N. Spots medio nei mesi invernali=200 e Solar Flux=245.

Inverno 1959-1960: gennaio storico con ondata di gelo il 9 (che colpisce soprattutto l’Europa occidentale) e l’altra il 14, con la –10°c ad 850 hPa su Roma. Anche febbraio propone due avvezioni gelide con maggior coinvolgimento dell’Europa centrale e orientale. Indici: QBO positiva (+8/+4); attività solare molto elevata con N. Spots medio nei mesi invernali=120 e Solar Flux=170.

Inverno 1961-1962: ondata di gelo intensa sull’Italia il 17 dicembre, con la -10°C a 850 hPa che abbraccia quasi tutto il Paese. Dicembre propone una nuova avvezione gelida sull’Europa, il 24, ma l’Italia questa volta resta ai margini. Nuova incursione fredda il 31 gennaio, con la -10 sul §Nord dell’Italia. Altre ondate fredde rilevanti a febbraio e marzo (in particolare il 15 marzo la -10 è ancora sull’Italia centrale). Indici: QBO positiva (+8/+5); attività solare in calo ma ancora abbastanza elevata con N. Spots medio nei mesi invernali=44 e con Solar Flux=95 (tenendo conto che siamo in uscita dal ciclo più forte del XX sec.).

Inverno 1962-1963: oltre al celebre gennaio 1963 è da segnalare l’ondata di gelo del Natale 1962. Indici: QBO negativa (-15/-19); attività solare bassa con N. Spots medio nei mesi invernali=21 e Solar Flux=77.5.

Inverno 1964-1965: gelido febbraio 1965 con svariate ondate di gelo che colpiscono l’Europa. A Roma cadono 40 cm di neve!!! Indici: QBO negativa (-2/-3); attività solare ai minimi con N. Spots medio nei mesi invernali=11.8 e con Solar Flux=74.5.

Inverno 1966-1967: gennaio-febbraio costantemente freddi sull' Europa e Italia. Due ondate di freddo notevoli: la prima intorno all’8 gennaio, con la -10 su Firenze, la seconda il 10 febbraio, molto duratura. Freddo sull’Italia anche a fine marzo. Indici: QBO positiva (+13/+10); attività solare elevata con N. Spots medio nei mesi invernali=96.7 e con Solar Flux=141.2.

Inverno 1970-1971: molto mite sull’Europa fino a fine febbraio-marzo. A inizio marzo, infatti, si registra un’ondata di gelo intensa sull’Europa e sull’Italia (nevica nuovamente in modo copioso a Roma con la -15 sull’Italia settentrionale il giorno 7). Indici: QBO che è negativa fino a metà febbraio. Da lì volta su valori positivi; attività solare abbastanza elevata con N. Spots medio nei mesi invernali=78.6 e con Solar Flux=138.

Inverno 1978-1979: gennaio storico su parte dell’Europa e Italia, la -15 è sull’Italia settentrionale (il 3 la -10 abbraccia quasi tutta l’Italia). Ancora gelo il 17 con nuova discesa polare. Indici: QBO positiva (+1/+4); attività solare ai massimi con N. Spots medio nei mesi invernali=141.2 e con Solar Flux=187.

Inverno 1980-1981: gennaio gelido sull’Italia, con due avvenzioni fredde notevolissime; la prima è la più intensa, con la -10 su tutta l’Italia centrale il 9 gennaio, la seconda il 28. Indici: QBO positiva (+9/+7); attività solare ancora elevatissima con N. Spots medio nei mesi invernali=141.3 e con Solar Flux=197.

Inverno 1984-1985: forse il più famoso del XX secolo per la possente ondata di gelo verificatasi la prima decade di gennaio. Indici: QBO negativa -8 a dicembre e -0.37 a gennaio. Da febbraio svolta su valori positivi; attività solare ai minimi con N. Spots medio nei mesi invernali=17 e con Solar Flux=72.5.

Inverno 1986-1987: celebre il gennaio 1987. In zone come Scandinavia, Paesi Baltici, Polonia è fra i mesi più freddi di tutti i tempi e all’ondata di gelo d’inizio gennaio di quell’anno appartiene più della metà dei record assoluti in quelle zone; l’Italia fu solo sfiorata dal grosso del gelo, ma al Centro-Nord riuscì comunque a nevicare copiosamente a metà mese. Freddissimo anche febbraio in Europa, prima che scoppiasse il mese di marzo più freddo del secolo in Italia e zone come i Balcani: l’ondata di gelo del marzo 1987 durò oltre 15 giorni e fu eccezionale in zone come la Puglia, per durata e picchi (un’ondata di gelo che sarebbe stata eccezionale, anche se fosse capitata a gennaio). Indici: QBO negativa (-10/-14); attività solare bassissima con N. Spots medio nei mesi invernali= 8.5 e con Solar Flux=71.

Inverno 1990-1991: entrato nella storia il gelido febbraio 1991 per l’Europa e Italia (si registrano punte di -15-18°in Pianura Padana). Indici: QBO positiva (+10/+; attività solare ai massimi con N. Spots medio nei mesi invernali=144 e con Solar Flux=221 (con picco proprio a febbraio).

Inverno 1992-1993: ondata di gelo storico sull’Italia a gennaio 93. Il 3 la -15 è sul Nord Italia e la -10 sul Centro: Indici: QBO positiva (+8/+11); attività solare ancora alta con N. Spots medio nei mesi invernali=75.6 e con Solar Flux=139.

Inverno 1996-1997: si registra una delle ondate di gelo siberiano più forti del secolo (il 27 dicembre la -15 tocca, l’Italia centrale). Indici: QBO negativa (-12/-16); attività solare ai minimi con N. Spots medio nei mesi invernali=8.8 e con Solar Flux=72.9.

Inverno 2001-2002: dicembre 2001 (prima al Centro-Nord il famoso blizzard di S. Lucia, poi al Sud) e gennaio 2002, ultimo inverno in cui si sono gelati per più giorni (ovvero settimane) gran parte della Laguna Veneta, alcuni tratti fluviali del Nord dell’Italia e laghi come il Trasimeno. Indici: QBO positiva (+1.5/+9); attività solare molto elevata con N. Spots medio nei mesi invernali=113 e con Solar Flux=206.

Inverno 2005-2006: ha limitato il suo gelo in Russia (a Mosca si è scesi sotto i -30° dopo quasi 20 anni, dal gennaio 1987), ma è stato freddo anche in Italia, con medie invernali di molto inferiori a quelle delle annate precedenti e col freddo da fine novembre a metà marzo. Spicca una nevicata superiore ai 50-80 centimetri sul Nord-Ovest e sul Veneto alla fine di gennaio. Indici: QBO negativa (-25/-0.38); attività solare bassa con N. Spots medio nei mesi invernali=18 e con Solar Flux=78.

Inverno 2009-2010: gelido in tutta la sua durata su gran parte d’Europa e sull’Italia settentrionale come non accadeva da anni. Indici: QBO negativa (-15/-19); attività solare bassissima con N. Spots medio nei mesi invernali=14.55 e con Solar Flux=79.5.

Tutti gli altri inverni non citati sono stati miti, o perlomeno non contraddistinti da incursioni fredde rilevanti. Le eccezioni, poche ma degne di nota, sono riportate di seguito in un paragrafo specifico.

A nostro avviso, è possibile enunciare almeno tre regole, valide nella grande maggioranza degli inverni, dal 1950 a oggi, in cui abbiamo riscontrato forti ondate di freddo su buona parte dell’Europa.

In presenza di QBO, specie se ampiamente positiva, avvengono ondate di fredd, di origine artica o continentale, solo se il ciclo solare sia al suo massimo o prossimo a esso (Solar Flux e Sunspot number prossimi ai valori massimi del ciclo in corso).

In presenza di QBO negativa, specie se ampiamente negativa, le ondate di freddo sono molto spesso associate a situazioni di minimo solare o prossime a esso (Solar Flux e Sunspot number prossimi ai valori minimi del ciclo in corso).

Se si verifica un’accoppiata QBO-ciclo solare diversa dalle prime due, osserviamo tipicamente un “non inverno”, caratterizzato da zonalità, alta pressione distesa in prevalenza sui paralleli, nessuna irruzione artica né alcuna retrogressione fredda continentale di rilievo.

Ulteriori considerazioni

La storia degli inverni europei sembra ora limpida e di facile lettura. Prendiamo ad esempio in considerazione la serie degli inverni che parte dal 1957-58, collocati in un periodo di elevatissima attività solare. Si può costatare che da qui parte la famosa sequenza di un inverno freddo ogni due: 57-58 gelido, causa QBO+; 58-59 mite QBO-, 59-60 di nuovo freddo QBO+; 60-61 anonimo QBO-; 61-62 di nuovo gelido QBO+. Di qui s’interrompe la sequenza di un inverno freddo ogni 2 anni, essendo l’inverno 62-63 storico per il gelo. La causa? Inizia il minimo solare e gli inverni buoni si presentano in concomitanza con la QBO-. Non a caso l’inverno 63-64 fu mite causa QBO+; 64-65 di nuovo gelido causa QBO-;

A tal proposito ci piace farvi notare come entrambi gli inverni 1988-1989, 1989-1990, famosi per la loro straordinaria mitezza, siano stati caratterizzati da condizioni di elevatissima attività solare e QBO- (in quel frangente si è riscontrata una QBO rimasta in campo negativo per un periodo anomalo). Il disaccoppiamento tra attività solare e QBO è stato anche causa del mitissimo inverno 2006-2007.

Prendendo come riferimento il segno della QBO a 30hpa in entrata alla stagione invernale e l’intensità del Solar Flux, si è scoperto che episodi di Stratwarming e, in particolare, di MMW, sono più frequenti durante gli anni dominati da QBO+ e massimo solare e da QBO- e minimo solare. Al contrario QBO+ e minimo solare, così come QBO- e massimo solare, tendono a favorire marcata, zonalità sul comparto europeo.

Tale relazione ha conseguenze pure nei confronti della Brewer-Dobson Circulation (BDC), la circolazione che descrive le modalità di trasporto di ozono dai tropici verso le regioni polari. La maggior parte dell’ozono è, infatti, prodotto a latitudini tropicali, come effetto della fotolisi dell’ossigeno che è sollevato fino a entrare nella stratosfera. La continua produzione di ozono sospinge quello degli strati superiori della stratosfera tropicale a muoversi verso le alte latitudini, dove le molecole di ozono si accumulano, essendo quindi quantitativamente maggiori rispetto al volume di molecole presente ai tropici.

Il processo sopra descritto avviene in tempi molto lunghi alle latitudini tropicali, basti pensare che una particella di aria impiega 4-5 mesi per passare da un’altezza di 16km a una di 20 km e venire coinvolta nei processi che porteranno alla trasformazione in ozono.

La BDC, oltre ad essere modulata dalla variazione d’intensità dell’attività convettiva in sede tropicale (MJO), come conseguenza di un innalzamento o abbassamento della tropopausa, trae influenza dai diversi abbinamenti QBO/ciclo solare che si vengono a creare. Com’è facilmente intuibile, durante QBO+ e massimo solare o QBO- e minimo solare, si ha un rafforzamento della BDC, con conseguente maggior trasporto di ozono ai poli. L’opposto accade con le altre due combinazioni, quando si ha un indebolimento della BDC e di riflesso un minor trasporto di ozono verso le latitudini polari.

La motivazione è dunque abbastanza chiara: l’ozono è prodotto in presenza d’irradiamento solare. La maggior quantità di ozono stratosferico si dovrebbe riscontrare lungo l’equatore poiché lì la radiazione solare è maggiore. Non è per nulla così poiché l’ozono è un gas che è trasportato dai forti venti stratosferici verso i poli per compensare il deficit termico indotto da un minore soleggiamento. Il risultato è che la maggior concentrazione dell’ozono stratosferico si riscontra sopra i poli anziché sopra l’equatore. Un’accoppiata favorevole QBO/attività solare comportano un indice BDC maggiore, dunque una circolazione dell’ozono più forte. In questo caso si possono avere concentrazioni di ozono maggiori sopra i poli, favorendo di conseguenza situazioni di Stratwarming.

A sua volta la stratosfera ha un ruolo fondamentale per le sorti degli inverni europei. Per avere ondate di gelo rilevanti sulla “mite” europa è di fondamentale importanza che la stratosfera prenda le redini dell’inverno. In altre parole con una stratosfera fredda difficilmente si riscontrano situazioni clamorose sul “vecchio continente”.

Le eccezioni: il ruolo di Nina

A tal proposito si può osservare che i soli inverni che rappresentano un’eccezione rispetto all’ipotesi da noi formulata sono stati contraddistinti da condizioni di Nina strong. Infatti, gli inverni 74-75 e 76-77 che sono stati caratterizzati da QBO- e bassa attività solare, avrebbero dovuto portare gran freddo in Europa, e invece entrambi sono stati incredibilmente “miti”. La spiegazione va ricercata appunto in Nina che, non favorendo l’intensificazione dell’East Asian Low, fondamentale per lo sviluppo dei fenomeni di Stratwarming, riduce le probabilità che avvengano grossi disturbi in sede polare. Lo stesso discorso vale per l'inverno 2007-2008, anch’esso trascorso in condizioni di minimo solare e QBO negativa ma con Nina Strong.

E’ però d’obbligo una nota specifica sull’inverno 1955-1956; apparentemente rappresenta l’anomalia per eccellenza: fu contraddistinto da condizioni di elevata attività solare, QBO lievemente negativa (a febbraio) e Nina strong; eppure è ricordato come un inverno “storico” per il freddo e la neve, sull’Italia e su buona parte dell’Europa.

In realtà il freddo e la neve sono concentrati unicamente nelle prime tre settimane di febbraio, mentre il resto dell’inverno, in particolare dicembre e gennaio, è trascorso in modo sostanzialmente anonimo.

Il ruolo della bassa attività solare

E' d’obbligo una considerazione in rapporto al profondo minimo solare che abbiamo vissuto in questi anni. Tutti i dati da noi presi in considerazione per la nostra indagine (dal 1950 a oggi) fanno riferimento a un periodo complessivamente di elevata attività solare, vale a dire che un profondo minimo di notevole durata, come quello appena concluso, rappresenta un fattore del tutto inedito.

Riteniamo possa essere in grado di cambiare del tutto le carte in tavola. Vale a dire una vera e propria variabile aleatoria. Ora abbiamo visto come gli episodi più eclatanti in Europa si sono avuti in coincidenza di minimo solare e QBO negativa (1963 e 1985), dettati da potenti fenomeni di riscaldamento stratosferico in sede polare con conseguente rottura del vortice polare stratosferico, e di conseguenza anche di quello troposferico.

Quello che ci aspettiamo da un grande minimo solare (sole passato in fase di massimo solare ma che risulta ancora molto debole), soprattutto nel lungo termine, è un nuovo indebolimento del VP e una sua maggiore vulnerabilità e dunque una propensione a situazioni che innescano eventi eclatanti sui lidi europei. Inoltre, in condizioni di minimo permanente l’accoppiata migliore (QBO-/bassa attività solare) si presenterebbe circa una volta ogni due anni, a differenza dei periodi caratterizzati da cicli solari fortissimi in cui, per ovvi motivi, si riscontrava una volta ogni 10-11 anni.

In altre parole non sarebbe necessario attendere ogni volta 10 o addirittura 20 anni per registrare episodi storici in Europa. Quest’ultima condizione corrisponde proprio a quanto successo nei decenni scorsi, quando a causa di NINA STRONG del 75, per assistere nuovamente a condizioni di gelo estremo dettato “dall’accoppiata migliore”, si è dovuto attendere dal 1963 al 1985, esattamente 22 anni, cioè ben 2 cicli solari completi!

Che cosa aspettarci dall'inverno 2011-2012?

I dati a disposizione a oggi, rilevano come prospettiva per l'inverno, una fase di QBO leggermente negativa e un'attività solare moderata (siamo in presenza di un ciclo di massimo solare), senza dimenticare la Nina prevista strong da gennaio.

La combinazione QBO- e massimo solare non è favorevole al freddo in Europa. Ci attendiamo quindi che il prossimo inverno trascorra all'insegna del clima mite "non inverno" con l'alta pressione distesa sui paralleli e zonalità accentuata alle medie e alte latitudini. Forse nella nostra analisi è sfuggito un piccolo particolare che potrebbe rimescolare le carte. La combinazione QBO, attività solare e Nina sono molto simili a quelle presenti nel famoso inverno 1955-1956. Secondo questa considerazione non escludiamo intense incursioni fredde nei classici mesi di gennaio e febbraio.

Vincenzo Ficco

bellissima analisi complimenti per il gran lavoro spero che si rpospettino vere le tendenze per il prossimo inverno anche perchè per un'altro febbraio gelido e storico come quello del 56 ci farei una fima che dico la firma con il sangue nella mia perugia si ricordano anche 2 metri di neve! giornate di ghiaccio con blizzard anche in pieno aprile.