Monitoraggio Vortice Polare semestre invernale 2017/18

[Marcoan]

interessanti considerazioni
Arctic Oscillation and Polar Vortex Analysis and Forecasts | AER

Bentornato sebastian !...sarebbe utile avere una traduzione delle considerazioni di Choen...anche se ho capito che a parte i prossimi 5 gg, poi è previsto un raffreddamento del settore russo europeo ( e forse temporaneo riscaldamento del settore nordamericano) e anche in parte dell'europa centro meridionale con prevalenti gpt positivi alle medio alte latitudini...a occhio mi sembrerebbe un'ipotetica situazione simile al 2009/10, con possibili retrogressioni non sotto il 45°N in interazione con un atlantico basso.

[mat69]

Aggiungo alcuni passaggi fondamentali presi dal Dipartimento di Meteorologia dell'Università di Reading editi da Andrew James Charlton:

http://www.met.rdg.ac.uk/phdtheses/T...roposphere.pdf

Although there is a large body of literature which suggests that the stratospheric state has an
impact on the troposphere, there is little agreement in the literature about the mechanism for this
link. Mechanisms proposed to explain the impact of the stratosphere on the troposphere can be
broadly divided into three categories.

1. Reflection of Tropospheric planetary waves in the Stratosphere
e2. Downward descent of critical lines from the stratosphere into the troposphere

soffermiamoci un attimo sul secondo per dovuta chiarezza.

A further mechanism by which the troposphere and stratosphere can interact is the bal
anced geostrophic and hydrostatic adjustment of the tropospheric flow to the stratospheric
PV distribution. This mechanism differs from those described above in that the balanced
geostrophic and hydrostatic adjustment described here would be effectively instantaneous.
A theory of the influence of the stratosphere and troposphere which invokes this mechanism
must also explain why the impact of large amplitude changes to the stratospheric flow in
the troposphere tends to occur some time after the peak of stratospheric event...

...The strong stratospheric jet can be regarded as
a positive PV anomaly in the polar lower stratosphere. This PV anomaly causes the polar
tropopause to rise. This results in vortex stretching in the polar region and a consequent
increase in positive vorticity over the pole and associated low pressure signal. Both Hartley
et al. (1998) and Black (2002) have shown that stratospheric PV anomalies could induce
differences to the tropospheric flow of similar order, using piecewise, quasi-geostrophic
PV inversion techniques.

[Calibre]

Ti risponderò quando avrai chiarito se partecipi o no a queste discussioni (vista la tua premessa iniziale )

Detto questo dopo tanto tentennamento io vi faccio la mia previsione :
Allegato 475417

Ci si aggiorna tra un mese

Ciao! Non ho capito quale sia la tua previsione. Prevedi un VPT strong a partire dalla 2° decade fino a fine febbraio o poco oltre come da letteratura, o cosa?

[Calibre]

Ora , al di là che nel caso in questione l'ese cold in atto non condizionerà probabilmente più di tanto la troposfera, esiste un'ampia letteratura a riguardo con correlazioni statistiche buone che indicano che nel caso in cui si verifichi un importante evento di tipo cold a livello dei 10 hpa (superamento soglia NAM di +1,5) , questo possa poi CONDIZIONARE tutta la colonna atmosferica per 45/60 gg con prevalente AO media positiva....QUESTO è il condizionamento, a meno che tu non ne sappia più di chi ha eseguito tali studi e redatto una letteratura (pubblicata) ben circostanziata....quindi le tue domande ponile a chi ha effettuato tali studi.

A mio modestissimo e ignorante parere (premessa doverosa), la statistica è vera, ma dovrebbe essere SEMPRE rapportata a un background fisico ben preciso! Se tale statistica non è sempre rispettata, probabilmente ci sono degli aspetti fisici che ignoriamo o che magari, più semplicemente, andrebbero investigati meglio. In questa maniera, per esempio, è nata la meccanica relativistica, senza la quale oggi non saremmo in grado di spiegare certi fenomeni che oltrepassano la "statistica classica". Non credo perciò che basti una soglia sorpassata per decretare certi eventi... a volte sì, altre no, ma proprio perchè cambiano le condizioni al contorno, fondamentali nella fisica dell'atmosfera (e non solo)

[Marcoan]

A mio modestissimo e ignorante parere (premessa doverosa), la statistica è vera, ma dovrebbe essere SEMPRE rapportata a un background fisico ben preciso! Se tale statistica non è sempre rispettata, probabilmente ci sono degli aspetti fisici che ignoriamo o che magari, più semplicemente, andrebbero investigati meglio. In questa maniera, per esempio, è nata la meccanica relativistica, senza la quale oggi non saremmo in grado di spiegare certi fenomeni che oltrepassano la "statistica classica". Non credo perciò che basti una soglia sorpassata per decretare certi eventi... a volte sì, altre no, ma proprio perchè cambiano le condizioni al contorno, fondamentali nella fisica dell'atmosfera (e non solo)

Assolutamente si, infatti è STATISTICA ( con un buon indice di correlazione)...ma siccome qualcuno dal suo scranno parla di "quale condizionamento" come se le dinamiche strato non possano MAI o quasi incidere su quelle tropo, da qui la mia risposta....non casualmente mat ha citato molti studi a tal riguardo.

[mat69]

A mio modestissimo e ignorante parere (premessa doverosa), la statistica è vera, ma dovrebbe essere SEMPRE rapportata a un background fisico ben preciso! Se tale statistica non è sempre rispettata, probabilmente ci sono degli aspetti fisici che ignoriamo o che magari, più semplicemente, andrebbero investigati meglio. In questa maniera, per esempio, è nata la meccanica relativistica, senza la quale oggi non saremmo in grado di spiegare certi fenomeni che oltrepassano la "statistica classica". Non credo perciò che basti una soglia sorpassata per decretare certi eventi... a volte sì, altre no, ma proprio perchè cambiano le condizioni al contorno, fondamentali nella fisica dell'atmosfera (e non solo)

Vero.
Infatti alla statistica numerosi studi in letteratura, alcuni citati sopra, vanno ad integrare il meccanismo dell'interazione strato-troposferica.
Per semplicità tuttavia spesso si ricorre agli outputs statistici che non risolvono sempre e non spiegano tutto.
Bisogna avere pazienza, voglia e tempo di approfondire.
Talvolta, avvalendoci degli studi in materia, ci proviamo.

Citando, a titolo esemplificativo, il cap. V dello studio sopra riportato di

A. J. Charlton

,

..... By careful design of PV inversion experiments the instantaneous geostrophic and
hydrostatic adjustment of the troposphere to the lower stratospheric PV distribution (relative to a
defined reference stratospheric PV distribution) can be calculated. There are a number of studies
in the literature which have determined that there is a significant tropospheric adjustment to the
lower stratospheric PV distribution.....

si fa riferimento ad una significativa influenza tra la bassa stratosfera e la troposfera attraverso la distribuzione delle Vorticità Potenziali di Ertel.
Come già dimostrato sopra, la perdita del segnale arriva principalmente dai piani alti della stratosfera tra cui il piano corrispondente a 10 hpa ove viene misurato il North Annular Mode.
E' evidente quindi che l'anomalìa oggi riscontrabile in bassa stratosfera (100/150 hpa) è assai poca cosa rispetto la profondità del vps a 10 hpa allo stesso modo in cui, in questo caso, oltrepassare la soglia di +1,5 possa aver significato molto relativo.

[Fabry18]

Vero.
Infatti alla statistica numerosi studi in letteratura, alcuni citati sopra, vanno ad integrare il meccanismo dell'interazione strato-troposferica.
Per semplicità tuttavia spesso si ricorre agli outputs statistici che non risolvono sempre e non spiegano tutto.
Bisogna avere pazienza, voglia e tempo di approfondire.
Talvolta, avvalendoci degli studi in materia, ci proviamo.

Citando, a titolo esemplificativo, il cap. V dello studio sopra riportato di

A. J. Charlton

,

..... By careful design of PV inversion experiments the instantaneous geostrophic and
hydrostatic adjustment of the troposphere to the lower stratospheric PV distribution (relative to a
defined reference stratospheric PV distribution) can be calculated. There are a number of studies
in the literature which have determined that there is a significant tropospheric adjustment to the
lower stratospheric PV distribution.....

si fa riferimento ad una significativa influenza tra la bassa stratosfera e la troposfera attraverso la distribuzione delle Vorticità Potenziali di Ertel.
Come già dimostrato sopra, la perdita del segnale arriva principalmente dai piani alti della stratosfera tra cui il piano corrispondente a 10 hpa ove viene misurato il North Annular Mode.
E' evidente quindi che l'anomalìa oggi riscontrabile in bassa stratosfera (100/150 hpa) è assai poca cosa rispetto la profondità del vps a 10 hpa allo stesso modo in cui, in questo caso, oltrepassare la soglia di +1,5 possa aver significato molto relativo.

prima di tutto bella discussione al solito e argomentata con link! e vi ringrazio!

Matteo mi sembra di capire che tu non sei per il condizionamento "grave" passami il termine.
Quindi a questo punto...il VPT (e siamo on topic) come reagirà?continuerà su questo trend che comunque vede una nao sempre neutra positiva e quindi mai con situazioni fredde e durature, seppur umide, oppure si cambia?

[mat69]

Ora passiamo a confrontare alcuni dati prendendo come spunto eventi definiti quali ESEs cold:

Confrontiamo le velocità zonali (U) anche nel periodo antecedente il superamento della soglia del NAM rispettivamente a 150/50/10 hpa per valutare l'impatto delle EPV sulla trasmissione di vorticità attraverso i diversi piani del vps.

Questa la situazione attuale (1/12/17 - 09/01/18)

DATA 150 HPA 50HPA 10 HPA

2017-12-01 8.67 15.70 27.91
2017-12-02 11.49 15.05 27.14
2017-12-03 11.62 13.17 25.53
2017-12-04 9.72 11.67 24.20
2017-12-05 11.73 13.80 27.66
2017-12-06 12.66 12.44 23.08
2017-12-07 12.31 10.87 18.83
2017-12-08 9.70 10.85 14.01
2017-12-09 8.19 12.04 13.77
2017-12-10 7.66 11.50 15.39
2017-12-11 10.55 12.96 18.72
2017-12-12 12.52 16.44 23.24
2017-12-13 12.70 15.87 23.69
2017-12-14 9.96 13.48 24.29
2017-12-15 9.05 12.74 23.61
2017-12-16 12.25 15.01 23.86
2017-12-17 15.53 15.85 26.24
2017-12-18 14.60 14.32 23.36
2017-12-19 14.24 13.32 18.79
2017-12-20 14.65 13.85 16.74
2017-12-21 13.53 12.88 19.58
2017-12-22 12.29 12.07 16.11
2017-12-23 12.22 11.61 11.01
2017-12-24 11.70 13.97 16.12
2017-12-25 12.12 16.74 24.39
2017-12-26 10.96 16.94 33.28
2017-12-27 8.82 16.10 40.68
2017-12-28 8.53 17.39 45.16
2017-12-29 10.36 20.66 49.43
2017-12-30 10.96 22.86 51.73
2017-12-31 9.50 22.28 50.21
2018-01-01 11.22 22.38 50.44
2018-01-02 12.95 23.93 52.82
2018-01-03 13.89 24.84 50.02
2018-01-04 13.33 22.31 44.74
2018-01-05 14.49 22.04 40.77
2018-01-06 12.23 22.09 42.04
2018-01-07 11.93 25.44 48.52
2018-01-08 10.97 26.77 52.58
2018-01-09 12.55 30.90 54.89

Prendendo grossomodo, quale periodo di confronto, un mese prima dell'evento, notiamo il comportamento nei diversi piani isobarici da parte delle velocità zonali.
Si nota subito il forte incremento a 10 hpa (ESE cold conclamato tra il 29/30-12) mentre la propagazione di moto si attenua già notevolmente a 50 hpa per divenire scarsamente influente a 150 hpa ove già nel corso del mese di dicembre si erano attestati valori anche superiori.

Poi è del tutto evidente che anche le pregresse condizioni della troposfera possano influire nell'agevolare la trasmissione di moto della stratosfera, come anche vi sono alcune condizioni di partenza da parte della troposfera refrattarie al condizionamento ma che hanno visto prevalere le dinamiche stratosferiche a causa dell'elevata concentrazione delle EPV nei vari piani isentropici.


Il 2010/2011, pur presentando condizioni iniziali troposferiche di forte refrattarietà con intensa precedente trasmissione di moti verticali, le EPV nella norma (poi divenute elevate prima dell'evento) hanno portato, dopo il superamento della soglia del NAM, al condizionamento troposferico (nonostante le velocità zonali a 10 hpa fossero di parecchio inferiori a quelle attuali):


DATA 10 HPA 50 HPA 10 HPA

2011-01-01 9.72 14.42 43.72
2011-01-02 6.98 14.45 41.91
2011-01-03 6.01 14.57 37.55
2011-01-04 6.18 14.46 33.69
2011-01-05 5.16 14.19 32.00
2011-01-06 7.94 15.93 30.78
2011-01-07 7.57 16.34 29.18
2011-01-08 8.78 15.48 28.00
2011-01-09 7.01 13.95 26.34
2011-01-10 5.11 14.30 27.07
2011-01-11 5.84 16.03 28.90
2011-01-12 5.40 17.84 31.89
2011-01-13 6.82 19.02 39.24
2011-01-14 7.83 20.70 43.89
2011-01-15 6.21 18.42 38.88
2011-01-16 6.89 16.04 35.14
2011-01-17 9.04 17.47 37.49
2011-01-18 11.16 21.21 42.59
2011-01-19 12.46 23.14 42.56
2011-01-20 12.52 22.51 44.97
2011-01-21 13.16 23.79 49.76
2011-01-22 11.96 22.16 50.46
2011-01-23 12.65 22.02 49.37
2011-01-24 12.62 23.21 47.81
2011-01-25 11.83 22.42 41.75
2011-01-26 12.05 20.87 41.51
2011-01-27 13.19 19.94 40.32
2011-01-28 13.33 19.49 40.63
2011-01-29 14.49 20.44 35.26
2011-01-30 14.99 21.49 34.02
2011-01-31 15.06 23.81 32.66
2011-02-01 17.28 22.55 29.08
2011-02-02 16.91 21.68 25.58
2011-02-03 17.12 21.22 23.24
2011-02-04 20.20 22.88 27.53
2011-02-05 21.45 25.53 33.31
2011-02-06 21.41 26.09 37.52
2011-02-07 19.72 25.28 38.18

Immagine.png

[Sandro58]

Ora , al di là che nel caso in questione l'ese cold in atto non condizionerà probabilmente più di tanto la troposfera, esiste un'ampia letteratura a riguardo con correlazioni statistiche buone che indicano che nel caso in cui si verifichi un importante evento di tipo cold a livello dei 10 hpa (superamento soglia NAM di +1,5) , questo possa poi CONDIZIONARE tutta la colonna atmosferica per 45/60 gg con prevalente AO media positiva....QUESTO è il condizionamento, a meno che tu non ne sappia più di chi ha eseguito tali studi e redatto una letteratura (pubblicata) ben circostanziata....quindi le tue domande ponile a chi ha effettuato tali studi.

Guarda che la conosco bene la letteratura, quella vecchia e quella nuova. Occhio che la "statistica" di queste ricerche e' anche un po' "forzata" dai vari episodi degli anni 90 ... condizioni molto particolari, difficilmente capibili e difficilmente riproducibili in futuro.
Io conosco la fisica e questo mi porta a dire che non esiste un condizionamento da sopra sulla troposfera, ma e' il sotto che innesca le condizioni x andare a stabilità innescando vorticità e velocità (condizioni al contorno normalmente sono sempre quelle, MJO, ENSO, Orso siberiano/innevamento eurasiatico, sole ...). Ma questo puo' avvenire appunto in determinate condizioni al contorno di tipo "climatico" ... altrimenti come si spiegherebbero le innumerevoli volte (basta guardare le reanalisi) che la strato ha accellerato tantissimo e poi e' finita o a certe 48 con esplosione del VP o la tropo se n'e' fregata altamente o situazioni miste di velocità e rimbalzo ?

Gli studi ci dicono che certamente la colonna e' una e i flussi certamente vanno dalla tropo alla strato ma che essendo una gli strati si influenzano fra loro (vorticità, piegamento dei flussi, lieve rientro in certe circostanze, ...) e quindi una stratosfera che la tropo ha accellerato creerà "disturbo" durante le eventuali azioni rossby troposferiche, "cercando" un equilibrio dinamico e termodinamico fra questi ... quindi influenza c'e' di sicuro ma chi guida le danze e' sempre la troposfera ... x questo non capisco il termine "condizionamento", semmai userei "influenzamento" zonale o antizonale che sia.

Perche' se ne sbatte la troposfera ? ... intendo fino a quanto si puo' vedere ad oggi, in futuro potrebbero anche mettersi "d'accordo", ma lo deve volere la troposfera.



Perche' deve fare i conti con le sue condizioni al contorno ... capite quelle si possono pure fare "previsioni", io al momento non ne sono in grado ma da come si perpetuano onde di alta sia in tropo che in strato di risposta temo che non potrà continuare a correre troppo a lungo.

[mat69]

prima di tutto bella discussione al solito e argomentata con link! e vi ringrazio!

Matteo mi sembra di capire che tu non sei per il condizionamento "grave" passami il termine.
Quindi a questo punto...il VPT (e siamo on topic) come reagirà?continuerà su questo trend che comunque vede una nao sempre neutra positiva e quindi mai con situazioni fredde e durature, seppur umide, oppure si cambia?

Vero.
Al momento non propendo, visti i presupposti, per una risonanza continuativa della stratosfera nei confronti della troposfera.
Complessivamente, a meno che le PV non dovessero schizzare rendendo la comunicazione più efficace, penso che anzi queste fasi alterne di accelerazione e decelerazione a livello zonale nella zona polare, in accordo con alcuni indicatori troposferici (vedi PNA mediamente positivo) possano creare i presupposti per un incremento del wave train ondulatorio con progressivi riflessi sulla corrente a getto polare proprio nel comparto atlantico.

Vedremo