Eccovi il lavoro che mi ha seriamente impegnato nelle ultime settimane, spero si possa rivelare uno studio utile e non un buco nell'acqua ma questo lo sapremo solo nei prossimi anni . Nel frattempo ditemi cosa ne pensate....
Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5 - MeteoNetwork
In base a questo studio vediamo come si sarebbe e come si è realmente classificato l'evento avvenuto questo inverno appena concluso.
Le anomalie gpt a 30 hPa del mese di novembre mostrano un chiaro segnale di BDC forte e quindi il predictor di cui parlo nel mio lavoro ha indicato un probabile decoupling in seguito ad un superamento della soglia (poi avvenuto a fine dicembre).
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Andando poi ad analizzare i dati da applicare alla formula per trovare il grado di condizionamento, abbiamo una media delle velocità zonali a 150 hPa nei 30 giorni sucessivi alla data di superamento della soglia NAM di 15,77 contro una media del periodo di 14, per una differenza di 1,77 a cui va sommata la media AO dello stesso periodo (+1,06), totale c= 1,77+1,06= 2,83.
Un c positivo indica un condizionamento troposferico avvenuto, quindi in contrapposizione col verdetto emesso dal predictor di novembre ma il valore di 2,83 è tra i più bassi, tra i positivi, di tutta la serie storica e anche graficamente si nota un certo disaccoppiamento tra i 2 piani isobarici (stratosfera e troposfera)
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Quello di quest'ultimo inverno si può quindi classificare in tutto e per tutto come evento border line, così come fu definito anche dai più, proprio durante la stagione invernale. Anche le conseguenze di questo evento si sono rivelate piuttosto contrastanti, abbiamo avuto un forte disturbo su tutta la colonna del VP (come si nota dall'immagine sopra) ma senza la trasmissione T-S-T che evidenzia gli anni con decoupling conclamato.
Si va avanti con i test...
Ultima modifica di cavaz; 28/03/2017 alle 21:14
Complimenti, perché il risultato ti ha richiesto una grande mole di lavoro!
tramite Tapatalk
bravissimo! interessantissimo, abbiamo davanti anni per poterlo verificare ulteriormente.
Si vis pacem, para bellum.
È il momento di riportare su questa discussione per la verifica di quest’anno, dato che nella stagione appena passata abbiamo avuto un ese cold.
Partiamo dal predictor, la B&D circulation del mese di novembre
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Nel lavoro dell’anno scorso è emerso che una BDC più intensa della media a novembre predice un scarso o nullo condizionamento della troposfera in caso di ese cold. Come si può intuire dalla carta qui sopra, a novembre 2017 la BDC è stata leggermente più forte della media.
Il 27/12/2017 c’è stato il superamento della soglia NAM (>1,5) che ha certificato l’evento stratosferico estremo. Nei successivi 30 giorni la media delle velocità zonali (U) a 150hpa è stata 12,57 a fronte di una media climatologica per il periodo di 14 mentre l’AO media è stata -0,41. Da questi due dati possiamo ricavare il grado di condizionamento troposferico (C) con una semplice equazione C=deltaU+AO. Il risultato è -1,84, C quindi negativo che dimostra che nell’evento di quest’anno non c’è stato condizionamento troposferico come viene visto in letteratura.
Nell’ultimo punto del mio lavoro ricercavo possibili conseguenze sulla colonna del VP negli ese in cui non c’è stato condizionamento troposferico (C negativo) ed emerse che in questo casi, il disaccoppiamento strato-tropo sfocia in un T-S-T che in estremo può portare ad un warming di tipo major. Direi che anche in questo punto lo studio si rivela corretto, in quanto quest’anno a seguito dell’ese cold abbiamo avuto un potente mmw.
Concludo sottolineando ancora che in questo lavoro non c’è assolutamente l’arroganza di volersi sostituire alla letteratura già esistente che nella maggioranza dei casi si dimostra esatta ma semplicemente di analizzare alcuni casi limite o border-line che in alcune particolari condizioni si possono verificare. Il lavoro ovviamente non finisce qui, necessita assolutamente di ulteriori verifiche nei prossimi anni e anche di qualche possibile miglioramento e/o approfondimento
Ciao, scrivo solo per segnalare che purtroppo il link del 2017 non funziona più, ma questo qui dovrebbe funzionare!
Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5 - MeteoNetwork
Anche se purtroppo ho problemi a visualizzarlo, e non riesco quindi a comprendere bene, è un problema solo mio? Ad esempio:
Anno    Data superamento
78/79 Â Â 08/01/1979
79/80 Â Â 14/01/1980
Come già preannunciato, riporto per intero il lavoro che nel nuovo sito si vede male.
Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5
Introduzione
Con questo studio si vogliono andare a ricercare i rapporti di causa-effetto associati ad un determinato evento, individuato da numerosi altri lavori elaborati da studiosi di calibro internazionale, cioè l’ipotetico condizionamento della troposfera da parte della stratosfera a seguito del superamento della soglia NAM di 1,5 a 10 hPa. Lo scopo finale è la differenziazione di questi eventi e la possibilità di prevederne i modi di realizzazione e le successive conseguenze troposferiche e stratosferiche. Nella ricerca dei dati è presa in considerazione la fase di attività del Vortice Polare Stratosferico (ottobre-aprile) con range temporale che va dal 1978 al 2012 e in caso di più superamenti nella stessa stagione si conterà solamente il primo evento.
Fase 1: individuare eventi disuperamento soglia e relativo ipotetico condizionamento troposferico
Dei 34 anni analizzati sono ben 26 quelli in cui la soglia è stata superata almeno una volta
Anno Data superamento 78/79 08/01/1979 79/80 14/01/1980 80/81 13/12/1980 81/82 16/03/1982 82/83 03/01/1983 83/84 06/01/1984 85/86 22/02/1986 87/88 15/01/1988 88/89 27/12/1988 89/90 24/12/1989 90/91 03/12/1990
92/93 13/01/1993 93/94 25/02/1994 94/95 13/12/1994 95/95 14/12/1995 96/97 01/02/1997 98/99 29/01/1999 99/00 30/12/1999 03/04 14/03/2004 04/05 14/12/2004 06/07 30/11/2006 07/08 31/12/2007 08/09 30/12/2008 09/10 06/01/2010 10/11 21/01/2011 11/12 22/11/2011
Una prima considerazione che sicuramente emerge è la facilità e la costanza di realizzazione di questo fenomeno nel corso degli anni, solamente in 8 stagioni su 34 non si è verificato.
Individuati gli anni da analizzare proseguiamo nel ricercare un metodo numerico, che vada al di là della semplice osservazione di grafici, per verificare se la troposfera ha risentito del processo stratosferico. Andiamo quindi a prendere le velocità zonali in medio-alta stratosfera (10 hPa), le stesse in bassa stratosfera (150 hPa) e l’indice AO che viene misurato al livello del suolo, riportando di questi 3 parametri la media dei 30 giorni successivi al giorno di superamento della soglia e per le velocità zonali, tra parentesi, la media 78/16 del periodo:
Anno U10 U150 AO 78/79 36,53(34) 12,37(13,5) -2,019 79/80 47,72(28) 11,69(13) -2,344 80/81 57,31(39) 18,09(14,5) -0,052 81/82 10,08(6) 13,83(10,5) 0,724 82/83 47,70(34) 19,75(13,5) 1,112 83/84 53,41(34) 17,31(14) 0,531 85/86 20,72(17) 15,08(12) 0,553 87/88 53,38(28) 12,51(13) -0,276 88/89 62,89(38) 22,69(14) 2,719 89/90 48,86(38) 17,27(14) 1,101 90/91 42,62(37) 19,32(14,5) 1,204 92/93 47,09(28) 21,52(13) 2,290 93/94 28,25(17) 17,34(11,5) 1,155 94/95 46,55(39) 17,31(14,5) 0,390 95/96 46,59(39) 13,68(14,5) -2,037 96/97 49,34(24) 18,84(12) 1,915 98/99 29,66(26) 14,16(12) 0,269 99/00 52,60(38) 18,14(13,5) 1,039 03/04 24,41(6) 10,98(11) -0,099 04/05 48,58(39) 20,06(14,5) 2,299 06/07 40,79(37) 16,14(14,5) 2,063 07/08 42,07(37) 16,16(13,5) 0,679 08/09 40,42(37) 14,33(13,5) 0,740 09/10 18,31(34) 7,68(13,5) -2,089 10/11 41,61(27) 15,78(12,5) 0,801 11/12 43,73(36) 18,60(14) 2,101
Si nota come a fronte di velocità zonali a 10 hPa oltre la media del periodo in tutti gli anni (a parte l’estremo 09/10), quelle a quote più basse siano soggette a variazioni maggiori rispetto alla norma. Per ovviare, quindi, alla necessità di descrivere numericamente il grado di condizionamento (c) possiamo operare una semplice somma che abbia come addendi la differenza tra valore assoluto e media di velocità zonali a 150 hPa e il valore dell’Artic Oscillation:
c=ΔU150+AO
Anno c 78/79 -3,149 79/80 -3,654 80/81 3,538 81/82 4,054 82/83 7,362 83/84 3,841 85/86 3,633 87/88 -0,766 88/89 11,409 89/90 4,371 90/91 6,024 92/93 10,81 93/94 6,995 94/95 3,200 95/96 -2,857 96/97 8,755 98/99 2,429 99/00 5,679 03/04 -0,119 04/05 7,859 06/07 3,703 07/08 3,339 08/09 1,570 09/10 -7,909 10/11 4,081 11/12 6,701
Con una semplice operazione aritmetica possiamo verificare efficacemente quanto la troposfera è influenzata dalle vicende stratosferiche in questione, più il valore della tabella in alto è elevato più è incidente il condizionamento, viceversa più il valore è negativo più il disaccoppiamento tropo-strato è forte. I valori positivi spaziano tra gli 11,409 dell’88/89 e l’1,570 del 08/09, evidenziando quindi vari gradi di influenza mentre i valori negativi sono solamente 6 (dal -0,119 del 03/04 al -7,909 del 09/10). Palese quindi l’elevata probabilità di coupling tra i 2 livelli atmosferici di seguito ad un superamento della soglia a fronte di una certa rarità del fenomeno contrario.
Fase 2: verificare il differentecomportamento della troposfera nei casi di c>0 e c<0
Applicata la formula per dare valenza numerica oggettiva a processi che analizzati graficamente avrebbero potuto cadere nella soggettività, andiamo ad analizzare il secondo punto, il comportamento della troposfera in entrambi i casi in oggetto e più nello specifico dell’indice AO, partendo da 10 giorni prima del superamento della soglia fino a 50 giorni dopo esso.
ao con c maggiore di 0.png
ao con c minore di 0.png
Esplicative e chiarissime le differenze negli effetti troposferici delle due situazioni opposte di c (positica e negativa). Nel primo caso abbiamo un’Artic Oscillation neutra nei giorni precedenti al superamento della soglia con rapido incremento a seguito di esso, tendenziale calo verso valori nuovamente neutri dopo il quarantesimo giorno, il che coinciderebbe con i precedenti studi che individuano in un periodo medio di 45-60 giorni il condizionamento troposferico a seguito di NAM>1,5; il secondo grafico mostra un indice AO ben negativo per tutto il periodo analizzato con tendenza alla neutralità verso il cinquantesimo giorno.
Per evidenziare le differenti modalità di reazione della troposfera nelle varie fasi di attività del Vortice Polare Stratosferico, dividiamo i dati in 3 periodi temporali: il primo in cui il VPS è in fase di sviluppo, il secondo dove abbiamo un VPS alla massima intensità ed infine il terzo in cui il VPS è in fase calante.
ao con c maggiore di zero e superamento soglia fino al 30-11.png
ao con c maggiore di 0 e superamento soglia tra 01-12 e 09-01.png
ao con c maggiore di 0 e superamento soglia dopo il 10-01.png
Vediamo tre differenti comportamenti dell’indice troposferico, i valori più alti li troviamo nel primo caso con valori in aumento già nei giorni precedenti al giorno 0, uniti però ad una breve fase neutra a metà del periodo di condizionamento, nel secondo caso abbiamo valori decisamente più stabili anche nei giorni antecedenti con modesto calo solo tra trentacinquesimo e quarantacinquesimo giorno, infine abbiamo il caso numero 3 che mostra un leggero lag nella trasmissione delle anomalie dalla stratosfera alla troposfera e una durata minore del condizionamento che porta a valori di AO negativi alla fine del periodo in analisi.
Fase 3: possibilità di prevedere inanticipo i casi di c<0
Analizzati i comportamenti dello strato di atmosfera a noi più prossimo proseguiamo con la ricerca di una causa scatenante che differenzia i casi di c>0 da quelli <0. Appurato che la stragrande maggioranza di eventi ricade nel primo caso, vanno analizzate le motivazioni che portano saltuariamente a differenti conseguenze partendo da uno stesso punto (NAM>1,5). Studiando uno ad uno gli indici teleconnettivi (ciclici, atmosferici, oceanici, solari, ecc.) non emerge nessuna connessione capace di portare ad una conclusione plausibile che potrebbe condurre ad una previsione di un caso rispetto all’altro, il che farebbe pensare a fattori di variabilità interna ed intrinseca al sistema e quindi impossibile da prevedere. L’unico fattore saliente è che dei 3 esempi con superamento soglia avvenuto successivamente ad un riscaldamento stratosferico di tipo major (87/88 – 98/99 – 03/04), 2 di questi hanno avuto c<0 e uno c=2,429, valore tra i più bassi di quelli positivi, il che potrebbe far intuire che una sorta di imprinting venga dato ad inizio stagione con annate più incini a situazioni di turbolenza atmosferica che poi sfocia nel disaccoppiamento tropo-strato. Andando ad analizzare più nel dettaglio, emergono configurazioni nette e contrapposte nei periodi che anticipano stagioni con condizionamento rispetto a stagioni con decoupling. Nelle figure sotto, che mostrano le anomalie gpt a 30 hPa, possiamo vedere rispettivamente i mesi di novembre che anticipano stagioni con c>5, 0<c<5 e c<0
B&D con c maggiore di 5.png
B&D con c tra 0 e 5.png
B&D con c negativo.png
Evidenti le differenze, nelle prime due immagini abbiamo anomalie negative ai poli e positive tra i 2 tropici (con particolare riferimento per la prima), sintomo di una B&D Circulation debole mentre le anomalie sono praticamente opposte nell’ultima immagine, quella che mostra gli anni in cui il condizionamento troposferico non è avvenuto, in cui la BDC risulta decisamente più intensa.
Fase 4: individuare possibiliconseguenze comuni in casi di c<0
Veniamo al punto finale di questo studio, la ricerca di possibili conseguenze prevedibili a seguito di un disaccoppiamento post superamento soglia NAM. Ovviamente, data l’elevata cadenza e quindi le più disparate conseguenze, non è possibile effettuare lo stesso lavoro per i casi opposti. Da un’attenta analisi delle anomalie sulla colonna atmosferica, si nota che il periodo di decoupling in 5 casi su 6 è sfociato in un T-S-T event con innesco proprio dai disturbi troposferici dovuti al disaccoppiamento.
78-79.png
79-80.png
87-88.png
2004.png
09-10.png
Conclusioni
Siamo riusciti, in questo lavoro, a descrivere numericamente il grado di condizionamento della troposfera a seguito di un superamento della soglia critica NAM di 1,5. Successivamente abbiamo mostrato graficamente il comportamento dell’AO in caso di decoupling e di coupling nei vari periodi stagionali ma i punti cruciali erano sicuramente gli ultimi 2 e cioè la possibilità di prevedere un evento di decoupling e conoscere in anteprima le conseguenze di questo evento raro. Ribadiamo le incertezze di questo studio che arrivano innanzitutto da una campionatura scarna per gli esempi più rilevanti e cioè quelli con c<0 e di conseguenza da possibili errori che potranno emergere solo nel corso dei prossimi anni. Un altro elemento di incertezza è la scarsa valenza statistica teleconnettiva del periodo che stiamo vivendo, abbiamo sotto gli occhi ogni anno ultimamente le difficoltà predittive derivanti da indici o da particolari pattern inevitabilmente mutati con il profondo cambiamento in atto (riscaldamento globale, maggior vapore acqueo in atmosfera, scioglimento dei ghiacci artici, ecc.). Tenendo ben presenti questi limiti credo che questa ricerca andrà comunque verificata e migliorata nei prossimi anni, con la speranza e non l’arroganza di poter comprendere maggiormente alcuni movimenti ancora parzialmente incompresi.
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