Uno sguardo all' Oceano Indiano.

**mmg1** · 28/03/2008, 10:59

Ho voluto dare anche una sbirciata ad una altro indice a mio avviso importante, per le dinamiche atmosferiche europee , il DMI o IOD, indice che sintetizza il comportamento delle anomalie delle SST nell’Oceano Indiano.

Figura 1: in questa figura possiamo vedere le aree usate per il calcolo del DMI.

La IOD o DMI ( Indian Ocean dipole)è un fenomeno climatico scoperto nel 1999, dal dott. Toshio Yamagata, e dal dott. Saji Hameed. Questo indice ha impatti importanti sul clima dell'India e dei paesi asiatici ed africani. A seconda delle anomalie della temperatura della superficie dell'oceano indiano può infatti determinare effetti diversi in queste regioni.
Uno studio del 2001 di Ashok ha addirittura attribuito un influenza maggiore sulla stagione monsonica al DMI rispetto al SOI.
Il DMI deve la sua fenomenologia al legame tra l'oceano e l'atmosfera . Sarebbe indipendente da Enso e soltanto il 35% degli eventi del dipolo oceano indiano si produce con ENSO. Nel 1961, IOD + si è prodotta senza EL Niño e nel 1967 IOD + ha coinciso con Niña infine il dipolo positivo del 1997 si è prodotto con un forte EL Niño.
Lo IOD + è positivo quando la temperatura della superficie dell'acqua dell'oceano indiano è superiore al normale ad ovest ed inferiore al normale ad est in prossimità dell’isola di Sumatra. Quando si ha IOD + nel centro-ovest dell'oceano indiano tropicale delle precipitazioni sopra la norma si hanno sulle coste orientali sudafricane sull’India e in parte del centro Africa, mentre si evidenziano zone di ridotte precipitazioni a largo di Sumatra.

Figura 2:Schema delle anomalie del SST (in SST rossa che si riscalda; blu raffreddandosi) durante un evento positivo del dipolo oceano indiano. Le macchie bianche indicano l'attività nuvolosa e piovosa. Le frecce indicano la direzione del vento.

In presenza di IOD positivo abbiamo già visto che si creano le condizioni per un monsone asiatico capace di influenzare anche le dinamiche atmosferiche europee

Figura 3 : schema riassuntivo delle influenze emisferiche in caso di IOD +

Con il IOD - la superficie dell'acqua dell'oceano indiano è inferiore al normale ad ovest e superiore al normale ad est. Quando si ha una IOD - hanno luogo delle precipitazioni inferiori alla norma sul centro-ovest dell'oceano indiano tropicale mentre nell'est dell'oceano indiano tropicale e nell'ovest dell'oceano pacifico tropicale le precipitazioni sono superiori al normale.

Figura 4:Schema delle anomalie del SST (in SST rossa che si riscalda; blu raffreddandosi) durante un evento positivo del dipolo oceano indiano. Le macchie bianche indicano l'attività nuvolosa e piovosa. Le frecce indicano la direzione del vento.

INDICE IOD O DMI
L'indice indian ocean dipole (IOD) è anche indicato coll’acronimo DMI. È calcolato secondo la differenza tra l'anomalia della temperatura di superficie dell'acqua dell'Oceano Indiano occidentale ( area WTIO 50°E -70°E e 10°S -10°N) e orientale (area SETIO 90°E-110°E e 10°S -0°N).

Figura 5: grafico illustrante l'andamento della IOD invernale dal 1870 al 2004

Uno studio di Saji si dimostra interessante per due motivi: in primis evidenzia come non esista una correlazione diretta tra DMI e ENSO ,o meglio, anche in accordo con un successivo studio del 2005 (Decadal modulations of the Indian Ocean Dipole in the SINTEX-F1 coupled GCM Tomoki Tozuka, Jing-Jia Luo, Sebastien Masson, and Toshio Yamagata) pareche possa esserci una influenza marginale, non esclusiva, relativa alle SST Pacifiche ma non in tutte le occasioni. Nel seguente grafico infatti notiamo come le fasi DMI siano anticorrelate con i venti zonali registrati nell’area equatoriale indiana, al contrario prendendo di riferimento le SST in area Nino 3.0 notiamo come episodi di buona magnitudo del DMI ( 1961, 1967, 1972,1994, 1997) sono correlati a fasi eterogenee delle SST .

Figura 6: in questa figura notiamo come lo DMI (in blu) sia anticorrelato in maniera evidente con le anomalie dei venti equatoriali ( in rosso) ma non con gli episodi ENSO ( in nero)

Nello stesso studio di Tozuka si fa pure riferimento al fatto che la variabilità interannuale può essere pure inquadrata in una varianza decadale della IOD.
Gli studi condotti da Saji inoltre tendono ad evidenziare come le prime anomalie dei venti zonali prendono corpo nel mese di Giugno, si intensificano nel mese di Luglio e raggiungono il loro picco in Ottobre.
Ma come si origina un’anomalia nelle SST oceaniche ? Facciamo un esempio: un cambio nei venti superficiali a largo di Sumatra verso una direzione da sudest rinforza il locale upwelling, aumenta il termoclino, e riduce le SST. Acque più fredde nell’Oceano Indiano orientale aumentano le easterlies equatoriali rinforzando così il raffreddamento dell’Oceano Indiano ad est e promuovendo il riscaldamento nella sua parte occidentale.

Effetti del DMI:
Per cominciare ho distinto l’indice DMI in modo da classificarlo in strong e weak distinguendo i seguenti 4 cluster: DMI +/- weak, DMI +/- moderate strong (> +/- 0.3)
Vediamo allora dal timeseries http://www.jamstec.go.jp/frsgc/research/d1/iod/dmi_jun_to_nov_average.txt come si è alternato il DMI.
Prendendo di riferimento la serie seguente e assumendo come deboli ( weak) quelle con magnitudo inferiore a +/-0.3 avremo:

DMI- : 1958, 1959, 1960, 1964, 1980, 1992, 1996.
DMI – weak: 1962, 1965,1968, 1969, 1970, 1971,1973, 1974, 1975, 1978, 1981, 1984, 1985, 1986, 1988, 1989, 1990, 1993, 1998, 2005.
DMI +: 1961,1963, 1967, 1972,1976, 1982, 1983, 1987, 1991, 1994, 1997, 2006.
DMI + weak: 1966, 1977, 1979, 1995, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004.

Se vogliamo indagare sugli effetti della DMI può risultare utile un confronto tra anni con
DMI + e DMI -.
Cominciamo con le anomalie delle SST relative ad anni di DMI negativo.

Figura 7: valutazione delle anomalie delle SST Marzo, Aprile-Maggio, Giugno-Luglio, Agosto-Settembre nel confronto in anni DMI -

Nella precedente figura vediamo che da Marzo a Settembre le anomalie negative delle SST risalgano dalle coste orientali del Madagascar , quindi passano davanti le coste della Tanzania , del Kenia e della Somalia. L’area relativa alle coste occidentali di Sumatra invece resta sempre in anomalia positiva.
Analizziamo ora il comportamento delle SST in presenza di eventi DMI +.

Figura 8: anomalie delle SST in Marzo, Aprile-Maggio, Giugno-Luglio, Agosto-Settembre in anni DMI +

Infine un confronto tra anni con DMI + vs DMI –

Figura 9: confronto delle anomalie delle SST in Marzo, Aprile-Maggio, Giugno-Luglio, Agosto-Settembre tra anni DMI + e DMI -

Rileviamo come aree di SST significativamente diverse si trovano a largo del Madagascar a Marzo, e a sud di Sumatra ( da Luglio a Settembre), divenendo poi col proseguire dei mesi più evidenti su tutto l’ambito oceanico.
Come possiamo notare il cambiamento delle SST parte da sud , più precisamente come accaduto nel caso di DMI – a largo del Madagascar , risalendo quindi verso nord , mentre le acque a ovest di Sumatra hanno intensificato coi mesi la loro anomalia negativa.
Eseguendo poi una comparazione DMI + vs DMI – riferita alle precipitazioni vediamo anche l’andamento delle precipitazioni da Giugno a Settembre:

Figura 10: anomalie precipitative da Giugno a Settembre nel confronto fra anni con DMI- e DMI +

Da queste figure emerge chiaramente come in anni DMI - si registri un’ aumento delle piogge su tutta la fascia tropicale africana e in area indonesiana per tutti i mesi estivi, mentre pare essere schivata dalle precipitazioni la fascia asiatica costiera orientale. Ovviamente avremo il contrario in caso di DMI positivo. In uno studio (The link between Indian Ocean SST and East African rainfall – An observational study Emily Black CGAM, University of Reading) si finisce col considerare gli effetti relative alle piogge in Africa più che ad un rapporto diretto con le SST alla interazione oceano-atmosfera che si genera e che in seconda analisi implica anomalie nella disposizione dei venti, responsabili a loro volta di anomalie precipitative in Africa. (vedere anche la figura relativa ai venti)
Continuiamo questo confronto analizzando le SLP tra DMI – vs DMI +.

Figura 11: anomalie delle SLP nel confronto tra anni DMI - e DMI + da Giugno a Settembre.

Continuiamo vedendo le temperature durante i mesi estivi:

Figura 12: anomalie termiche sempre nel confronto DMI- vs DMI + da Giugno a Settembre.

Finiamo con i vector wind registrati nel confronto fra anni DMI – e DMI +

Figura 13: anomalie dei vector winds nel confronto DMI- DMI+ da Giugno a Settembre.

Prevedere il DMI ?
Vediamo se è possibile intuire l’andamento di questo indice partendo dalle SST di Gennaio:
Farei proprio notare come possa essere significativo in quadro previsionale vedere le SST a Gennaio a sud del Madagascar, e sempre a Gennaio ad ovest dell’indonesia.
Mad - Sum – 1959, 1962,1965, 1967,1968, 1976, 1979,1982, 1984, 1996, 1997,
Mad - Sum + 1958, 1960,1963,1964, 1970, 1975, 1980, 1983, 1989, 1990, 1992, 1994, 2001, 2003
Mad + Sum – 1966,1971, 1972, 1974, 1977, 1981, 1986, 1987, 2002
Mad + Sum + 1961,1969, 1973, 1978, 1985, 1988,1991, 1993, 1995, 1998, 1999, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008
In effetti nessun anno negative ha visto in Gennaio anomalie positive delle SST a sud del Madagascar,

Vediamo allora caso per caso le anomalie delle SST registrate in Gennaio distinguendo i seguenti 4 cluster: DMI +/- weak, DMI +/- moderate strong (> +/- 0.3)
Vediamo allora dal timeseries http://www.jamstec.go.jp/frsgc/research/d1/iod/dmi_jun_to_nov_average.txt come si è alternato il DMI.
Prendendo di riferimento la serie seguente e assumendo come deboli ( weak) quelle con magnitudo inferiore a +/-0.3 avremo:

DMI- : 1958, 1959, 1960, 1964, 1980, 1992, 1996.
DMI – weak: 1962, 1965,1968, 1969, 1970, 1971,1973, 1974, 1975, 1978, 1981, 1984, 1985, 1986, 1988, 1989, 1990, 1993, 1998, 2005.
DMI +: 1961,1963, 1967, 1972,1976, 1982, 1983, 1987, 1991, 1994, 1997, 2006.
DMI + weak: 1966, 1977, 1979, 1995, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004.

Figura 14: anomalie delle SST in Gennaio nei 4 cluster individuati.

Può pure essere interessante valutare le anomalie geopotenziali dei 4 cluster da Gennaio a Marzo per stabilire se altre correlazioni possono anche essere individuate in base ai gpt ed alle temperature del continente asiatico.Di fatto quella più evidente resta la correlazione delle SST a sud del Madagascar e anni con DMI - , mentre una più debole correlazione che comunque si accentua all’incirca verso Marzo si riscontra tra Australia ed Indonesia.

Figura 15: anomalie della pressione ( a sinistra) e delle temperature ( a destra) nei 4 cluster.

Sembra essere pure importante far notare come in presenza di DMI negativo troviamo SLP in anomalia positiva sulla Mongolia e sulla Russia sud-orientale, e temperature inferiori alla norma sulla Cina e sulla Mongolia , mentre in anni con DMI + SLP in anomalia negativa tra Russia e Kazakistan, e temperature sopra media su tutta la fascia che va dal Kazakistan passando per Mongolia e Cina.

Volendo vedere il 2008 ecco cosa sta presentando il plottaggio Gennaio- Marzo fino a questo punto:

Figura 16: situazione relativa ai primi 15 giorni di Marzo 2008

Seguendo questo ragionamento vediamo cosa ci propongono le SST di Marzo. Se andiamo a rivedere la progressione precedentemente analizzata per DMI- e DMI + vediamo analogie con tendenza DMI –

Figura 17: anomalie delle SST in Marzo per i 4 cluster.

Confronto con il 2008:

Figura 18: andamento delle anomalie delle SST da Gennaio a Marzo.

Anche l’andamento delle SST farebbe propendere per un anno con DMI debolmente negativo visto l’anomalia negativa registrata a sud del Madagascar. Le anomalie a sud di Sumatra tuttavia mettono in confusione visto che a Marzo registravano anomalie negative, contrariamente a quanto ci si aspetterebbe dai plottaggi relativi a DMI deb negativo.

Il confronto del Vector wind per il mese di Febbraio propende per un anno di DMI debolmente negativo.

Figura 19: confronto dei vectro wind in anni DMI -, DMI + e nel 2008.

In particolare pare antitetica la circolazione nell’emisfero sud tra il 2008 ed anni con DMI + mentre maggiori concordanze sembrano esserci con lo schema indotto da anni DMI – ( sia in area indonesiana, che tra Australia e Madagascar).