Uno sguardo a Barents-Kara: sempre più predominanti per gli inverni dell'Emisfero Nord?

[Flying Kangaroo]

Salve a tutti,
devo dire che è da un po' che trovo veramente noioso e frustrante seguire gli eventi meteorologici della nostra piccola penisola.
D'altra parte l'ultimo inverno è stato terrificante alle basse quote e questo dicembre sembra lasciare poche speranze ai sogni freddofili.
Eppure non è un trend consolidato, l'evento storico è praticamente storia di qualche manciata di mesi fa, se guardiamo alla nostra piccola penisola, ma guardando da una prospettiva un po' più ampia abbiamo visto di tutto in europa dal 2009 in avanti, spesso si sono avuti eventi di assoluto rilievo e degni di essere ricordati. Gran Bretagna, Germania, Francia, l'Italia in vari round sono stati interessati da eventi di rilievo e "manovre climatiche" che nei trent'anni precedenti erano quasi sparite dai radar.
Tuttavia, nonostante il disinteresse e la quasi rassegnazione, mi è sempre rimasto in testa qualcosa e pensandoci bene era da un po' che non mi divertivo a spulciare l'andamento del ghiaccio artico; in particolare ricordavo di un primo rudimentale studio pubblicato qualche anno fa e pubblicizzato l'indomani dell'inverno record in Gran Bretagna (qui un riassunto http://neespi.org/web-content/meetin...09/Semenov.pdf).
Riassumendo in pochissime parole: la riduzione dei ghiacci marini su Barents e Kara influenza fortemente l'andamento degli inverni europei, stando a un modello sviluppato dagli scienziati Semenov e Petoukhov. Questa influenza non è lineare, in particolare una riduzione nel range 100%-80% e 40%-1% porta mediamente a inverni più caldi sul centro Europa, nel range 80%-40% l'opposto.

Barents_Sea_map.jpg

Temevo francamente che fossimo nel range 40%-1%, invece sono rimasto "piacevolmente" sorpreso che il ghiaccio marino non avesse subito un sensibile tracollo, anzi, tutt'altro.

Ecco il confronto 2008-2014 (2014 è l'ultima a dx) intorno la data attuale:

compar.jpg

Si può vedere che negli ultimi due anni il ghiaccio marino in quell'area sembra in ripresa (non eclatante). Il punto è che questo effettivamente potrebbe essere il nodo cruciale per gli inverni europei: visto il comportamento assolutamente non lineare delle anomalie superficiali in funzione della concentrazione di ghiaccio in quella zona, una minima variazione dell'estensione del ghiaccio potrebbe portare a una variazione molto più ampia per quanto riguarda le anomalie di temperatura invernali.

Ecco quanto previsto dal modello di cui parlavo prima per il mese di febbraio nei 3 diversi range citati (per gli altri mesi l'andamento è simile, basta vedere l'andamento dei venti zonali della figura 5 del riassunto postato sopra):

sem.jpg

Queste, invece, sono le anomalie di temperatura degli ultimi inverni:

comparison2.jpg

Si può notare come 2009/2010 e 2010/2011 rispecchino praticamente perfettamente il secondo scenario (correlato al range 80-40%), il 2011/2012 e 2012/2013 con qualche modifica lo possano ricordare abbastanza. L'inverno scorso a livello di nord emisfero sembra un ibrido tra i due scenari, anche se per noi europei si avvicina sicuramente di più al range 100-80%. In effetti se si dà un'occhiata all'estensione dei ghiacci nel dicembre 2011 e 2012 si hanno notevoli differenze (in negativo) con il 2013. Più difficile da stimare un confronto con gli altri inverni, anche se il 2009 sembra effettivamente povero di ghiaccio quasi quanto 2011 e 2012.

Da questi grafici in effetti sembrerebbe filare più o meno tutto il discorso:

region.all.anom.region.7.jpg

region.all.anom.region.6.jpg

Ovvero, in sintesi, si nota un aumento dell'estensione nell'ultimo biennio (Kara in primis).

Penso che alla luce di tutto ciò sia molto utile monitorare l'andamento nei prossimi giorni e mesi, perchè le indicazioni ad oggi non sono favorevoli a un inverno freddo su scala europea e potrebbe innescare un trend opposto al precedente (2009-2013) nei prossimi anni.

PS

Spulciando sul web ho visto questo articolo fresco fresco, farò in modo di recuperarlo domani, adesso è veramente troppo tardi.

Here we use a 100-member ensemble of simulations with an atmospheric general circulation model driven by observation-based sea-ice concentration anomalies to show that as a result of sea-ice reduction in the Barents–Kara Sea, the probability of severe winters has more than doubled in central Eurasia.

http://www.nature.com/ngeo/journal/v.../ngeo2277.html

PPS
ogni osservazione, commento, domanda è ben accetto.

[Flying Kangaroo]

Vorrei oggi fare un discorso leggermente più ampio. Spiace che nessuno abbia voluto portare un'opinione, un contributo o una critica alla discussione.
Premetto che non mi occupo di climatologia, ma penso di avere abbastanza chiari i concetti di sistemi caotici, perturbazioni e importanza di una variabile rispetto ad altre.
Quello che mi è sempre stato un po' indigesto delle teleconnessioni e affini è la volontà di mescolare un sacco di variabili diverse per giungere a un output "mentale" o frutto di un calcolatore.

Ad esempio, poniamo che io voglia considerare ENSO, Solar Flux, SSTA e SIA del Labrador, Kara, Barents.
Volendo stimare un parametro P (NAO, AO, temperatura media mensile a Civitavecchia ...) quel che si fa spesso è, dati parametri arbitrari a,b,c,d

P=a*f(NAO)+b*g(ENSO)+c*h(SF)+d*k(SIA)

ossia pensare che il parametro P sia somma di funzioni di un solo parametro pesate con un parametro arbitrario. Non voglio soffermarmi sul significato matematico, statistico o climatico, ma sulla scelta che si fa. Spesso si dice che si il 30% è dovuto all'ENSO, il 40% al Sole e il 30% ai rimanenti, ad esempio. Non voglio neppure fare le pulci sui numeri, ma soltanto sull'ordine di grandezza. Da un punto di vista scientifico nulla mi vieta di pensare che un parametro possa valere invece lo 0,001% e un altro il 99,6%.
Come faccio a risolvere questo problema? Beh di solito in un sistema caotico non orientato basta guardare ai dati acquisiti, sviluppare un modello e vedere quanto ci si avvicina alla verità.
Questo vale per tantissime applicazioni della fisica che si occupa di sistemi non risolvibili esattamente (dai legami molecolari alla fluidodinamica) e di tante altre scienze.
Il clima e la meteorologia non fanno eccezione. Per esempio si ipotizza che le equazioni di Navier-Stokes in 3-D non siano risolvibili (Equazioni di Navier-Stokes - Wikipedia). Per non parlare dei dati al contorno che sono per natura incompleti e/o errati.
Questi ovviamente sono dei problemi non trascurabili ed è per questo che abbiamo previsioni limitate nel tempo, visto che un sistema caotico con dati di partenza anche minimamente incerti causa una deriva previsionale dopo un certo tempo. Questa è l'essenza del caos ed è praticamente irrisolvibile.

Tutto questo pippone non era per annoiarvi, ma per dire che sì, non è errato dire che alcuni parametri importanti (ENSO, Solar Flux...) possano determinare quasi equamente e quasi totalmente (ovviamente dipende dalla magnitudo etc...) l'output: la giustificazione di questo fatto è visibile nei dati storici (gli unici dati disponibili e più o meno affidabili) del XX secolo. Su questi dati si fanno congetture, si fanno girare i modelli e/o si confrontano i dati provenienti dai modelli etc.
Badate bene che mi riferisco a previsioni oltre i 15 giorni, ovviamente, o a tendenze climatiche.
In effetti ENSO e attività del Sole e dei vulcani sono solitamente tre ottimi parametri per descrivere il clima passato. D'altra parte eventi eclatanti (NINO '98, Pinatubo '91, Krakatoa XIX secolo...) hanno avuto esattamente gli effetti che ci si aspetta conoscendo il sistema climatico e le equazioni che lo descrivono a grandi linee.

Veniamo ora al motivo per cui ho sottolineato non orientato sopra: possiamo ancora dire che il nostro sistema climatico è non orientato? Decisamente no, dalla metà del XIX secolo in avanti e con particolare riferimento agli ultimi 40-50 anni. Ci siamo noi, la nostra anomala produzione di CO2 (livelli più elevati "di sempre") e tutto ciò che questo comporta. Con un particolare focus sui due regolatori climatici per eccellenza: Oceani e ghiacci semipermanenti/permanenti.

Perchè quindi (è un ragionamento mio, non voglio tirare in ballo scienziati o studi, posso anche avere torto su tutta la linea) dico che sì tutto sommato le congetture sulle teleconnessioni non sono poi così drammatiche da un punto di vista scientifico, ma dal mio personale punto di vista vacillano negli ultimi tempi (no non ho detto OPI)?
Beh perchè tutto sommato il GW non è nuovo, però in un certo senso a livello di effetti sull'inverno forse lo è; ossia FORSE non era ancora la variabile principale per la stima del nostro parametro P, ma lo è lentamente diventato e ce ne siamo accorti in ritardo (probabilmente anche gli scienziati, se si guarda all'effetto preciso). La situazione d'altra parte è "nuova", dati ce ne sono "pochi" e tutti "indiretti" (carotaggi, microrganismi etc...).

Come avrete intuito voglio concentrarmi sul ghiaccio e in particolare sull'Artico, visto che si parla di Emisfero Nord e stagioni invernali.
Quindi qual è il grande cambiamento degli ultimi anni? Beh potete vederlo da voi (Polar Sea Ice Cap and Snow - Cryosphere Today noterete sempre delle oscillazioni intorno allo zero, in alcune regioni una sofferenza estiva o primaverile più accentuata, ma con un'anomalia invernale meno importante. Eccetto che in due zone: ebbene sì proprio Barents e Kara che mostrano oscillazioni su una anomalia di base ben al di sotto dello 0.

Perchè questo dovrebbe essere così importante e così dominante? La mia risposta non vuole servirsi di cifre o sigle o indici, vuole essere prettamente fisica.

La mia spiegazione è che si induce uno stravolgimento profondo in una zona che fa parte della sede naturale del VP in inverno. Non è un semplice riscaldamento, ma un mutamento molto profondo della natura di un'intera zona geografica: dove prima c'era ghiaccio bianco e spesso ora c'è oceano scuro, dove prima c'era un qualcosa di assimilabile a un terreno ora c'è acqua o ghiaccio sottile che si scioglie e si ricrea. L'albedo sappiamo più o meno tutti che è un regolatore climatico fondamentale, per esempio.
Quindi non si induce un semplice riscaldamento riducendo il ghiaccio, bensì un imponente riscaldamento permanente in una regione su cui risiede praticamente durante tutta la stagione invernale il VP: il risultato è fornire una perturbazione permanente al VP, che è una cosa ben diversa rispetto alla variazione di attività solare o alla variazione dell'ENSO.


illustration-polar-vortex-red-around-north-pole.jpg

In questo, a mio avviso, risiede la crucialità di quello che sta avvenendo in queste zone e il fatto che sia importante ora, mentre lo fosse probabilmente molto più marginalmente 10 anni fa lo si può ricondurre al fatto che nel 2004 i ghiacci erano addirittura in surplus, ad esempio, in questa regione.
Se un sistema caotico che prima era grossomodo influenzato in modo paritario da alcune variabili viene così profondamente modificato da un nuovo trend ci vorranno delle deviazioni molto più significative, a livello di quelle precedenti variabili, per vedere un'inversione o per vedere ridotta il dominio di quel trend.
Quindi, in sintesi per chiudere il cerchio, a mio avviso non stiamo più oscillando in un sistema tutto sommato stabile (una retta costante), ma stiamo oscillando lungo una retta costante a coefficiente positivo o negativo (a seconda delle situazioni): questo crea l'illusione di un'alternanza, quando in realtà stiamo semplicemente procedendo a micro-trend e probabilmente con il passare del tempo la situazione diverrà più stabile e duratura, dando vita a un sistema climatico totalmente nuovo (e forse riprenderemo a oscillare su una nuova retta costante).

[Marcoan]

Interessante. ....

[elz]

Oppure i mari di Barents-Kara rispondono al forcing remoto dalle medie latitudini dell'oceano atlantico come mostra uno studio(pubblicato prima ma inviato poco dopo a quello di nature) di alcuni degli stessi autori:
http://iopscience.iop.org/1748-9326/...9_8_084009.pdf

[AspiranteMetereologo]

Bella discussione ma lascio la parola a chi ne sa certamente più di me

[Flying Kangaroo]

Oppure i mari di Barents-Kara rispondono al forcing remoto dalle medie latitudini dell'oceano atlantico come mostra uno studio(pubblicato prima ma inviato poco dopo a quello di nature) di alcuni degli stessi autori:
http://iopscience.iop.org/1748-9326/...9_8_084009.pdf

Interessante, ho letto alcune parti, domani cercherò di leggerlo tutto. Ah grazie per il contributo.

In ogni caso non capisco l'oppure, visto che non mi sembra di aver mai parlato del rapporto di causalità per quanto riguarda la riduzione dei ghiacci. Nè ho mai detto che il global warming dovrebbe portare a un costante scioglimento (infatti ho menzionato la leggere ripresa dell'ultimo biennio).
In effetti l'articolo che hai linkato potrebbe essere considerato la pistola fumante di tutto lo scenario (o forse potrebbe essere causata da altro ancora).

Lo stesso articolo chiude indicando lo studio dei russi:

Although several studies have mentioned that thecooling over Eurasia associated with the Arctic sea-ice
decline is a transitional response and do not dominate in a warming future climate under very low sea-ice extent con-
dition (e.g., Petoukhov and Semenov 2010, Peings and Magnusdottir 2014a), such a projection could be improved at
a certain level if the effect of the poleward shift of the Gulf Stream is taken into account

[elz]

Non era una critica, è riferito all'articolo di nature che è in parte in contraddizione con i risultati dell'altro.

[Tempesta273]

Interessantissimo

[Flying Kangaroo]

Non era una critica, è riferito all'articolo di nature che è in parte in contraddizione con i risultati dell'altro.

Ah ok, scusa

Curioso siano firmati da due autori in comune allora

[Zlatan86]

Discussione molto interessante, la seguirò ma le mie conoscenze sono nulle in quest'ambito, lascio la parola a gente più esperta di me