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  1. #1
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    Predefinito Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5

    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

  2. #2
    Burrasca L'avatar di Gio83Gavi
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    Predefinito Re: Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5

    Molto interessante Daniele! Sto leggendo il paragrafo 2 e manca, pertanto, tutto il resto... Pero' e' un ottimo lavoro


    IEMILIAR66 su Weather Underground.
    Nell'avatar: le due torri della mia città...

  3. #3
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    Predefinito Re: Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5

    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).
    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5-ez5bnu8h0v.png
    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)
    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5-hgt.ao.cdas.gif
    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

  4. #4
    Vento forte L'avatar di Lucas80
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    Predefinito Re: Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5

    Complimenti, perché il risultato ti ha richiesto una grande mole di lavoro!

    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5 Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5

    tramite Tapatalk

  5. #5
    Tempesta violenta L'avatar di jack9
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    Predefinito Re: Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5

    bravissimo! interessantissimo, abbiamo davanti anni per poterlo verificare ulteriormente.
    Si vis pacem, para bellum.

  6. #6
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    Predefinito Re: Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5

    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
    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5-ae01f89d-6e9c-4ffb-9a11-85b918e4c254.png
    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

  7. #7
    Vento teso L'avatar di Calibre
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    Predefinito Re: Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5

    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

  8. #8
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    Predefinito Re: Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5

    Citazione Originariamente Scritto da Calibre Visualizza Messaggio
    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
    Purtroppo con lo spostamento nel nuovo sito devono esserci stati dei problemi vedrò se nei prossimi giorni riuscirò a rimettere il lavoro completo qui, grazie per la segnalazione

  9. #9
    Vento teso L'avatar di Calibre
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    Predefinito Re: Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5

    Citazione Originariamente Scritto da cavaz Visualizza Messaggio
    Purtroppo con lo spostamento nel nuovo sito devono esserci stati dei problemi vedrò se nei prossimi giorni riuscirò a rimettere il lavoro completo qui, grazie per la segnalazione
    Ok, grazie a te! In tal caso avrò piacere a leggerlo ed eventualmente commentarlo

  10. #10
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    Predefinito Re: Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5

    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.
    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5-ao-c-maggiore-0.png
    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5-ao-c-minore-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.

    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5-ao-c-maggiore-zero-superamento-soglia-30-11.png

    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5-ao-c-maggiore-0-superamento-soglia-01-12-09-01.png
    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5-ao-c-maggiore-0-superamento-soglia-dopo-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

    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5-b-and-d-c-maggiore-5.png
    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5-b-and-d-c-0-5.png
    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5-b-and-d-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.

    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5-78-79.png
    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5-79-80.png
    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5-87-88.png
    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5-2004.png
    Ipotesi e previsioni di condizionamento troposferico in caso di superamento soglia NAM +1,5-09-10.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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