Ancora NAO- il prossimo inverno?

[elz]

Il SAI(blu) e l'AO dell'inverno successivo(arancio) secondo le reanalisi, per entrambi l'indice è l'anomalia standardizzata rispetto al periodo 1998-2011, non sono detrendizzati:
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Sarà interessante vedere la risposta dell'AO ad un valore così anomalo in assenza però di una forzante enso come quella del 2009/2010...

[steph]

Il SAI(blu) e l'AO dell'inverno successivo(arancio) secondo le reanalisi, per entrambi l'indice è l'anomalia standardizzata rispetto al periodo 1998-2011, non sono detrendizzati:
sai.png

Sarà interessante vedere la risposta dell'AO ad un valore così anomalo in assenza però di una forzante enso come quella del 2009/2010...

Scusa, elz, hai invertito il segno del SAI, no? Visto che sono anti-correlati.
Accoppiamento interessante, interessante anche le singole oscillazioni interannuali, per es. l'ottobre 2006 il SAI sale rispetto all'anno precedente e l'AO 2006/07 invece non risponde alla sollecitazione (stessa cosa ma opposta l'anno prima), segno evidente che sull'AO - come si sa - ci sono anche parecchie forzanti che agiscono.

È anche vero che quest'anno, rispetto per es. al 2009, non ci dovrebbe essere l'ENSO a dire la sua, anche se aspetterei ancora un paio di settimane per escluderne definitivamente l'influenza, come detto sopra.

[steph]

Vediamo adesso la categoria relativa ai predittori criosferici. Quindi: ghiacci marini artici e innevamentocontinentale.

Nel primo caso, la situazione di quest'anno – come sappiamo – è particolare perché veniamo dal minimo assoluto dello scorso settembre e perché, nel frattempo, i ghiacci hanno conosciuto un rapido recupero, com'è tipico da un po' di anni in qua, da quando l'amplificazione artica sta manifestando tutti i suoi effetti. Sono però ghiacci giovani e sottili, lasciano scoperte ancora vaste aree e, in quelle già ricoperte, il fragile e sottile spessore è poco isolante nei confronti dell'oceano e non impedisce all'oceano di trasmettere all'atmosfera sovrastante una parte di calore accumulato durante l'estate, flussi di calore che ovviamente sono ancora più netti al di sopra dell'acqua ancora libera da ghiaccio.

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Abbiamo già visto come questi gradienti nei flussi termici dall'oceano artico (e zone limitrofe) all'atmosfera in autunno e inverno possano essere importanti nel contribuire a determinare il carattere della circolazione atmosferica alle medie latitudini, segnandone persistenza o ribaltamento fra zonalità e strutture maggiormente ondulate e bloccanti (vedi per es. qui e segg. o qui).
Per il momento, limitiamoci ad un confronto fra gli ultimi 6 anni, quelli che seguono il breakpoint del 2007, perché questo è uno dei predittori con minor potenzialità previsionale visto che ha poco lagtime e tende piuttosto a produrre risposte quasi sincroniche (o al limite con ritardi fra forcing criosferico e risposta atmosferica di poche settimane) e inoltre assume maggior importanza man mano che ci si inoltra nella stagione, ci sono diversi studi che ne segnalano l'importanza soprattutto per la seconda metà della stagione invernale.

Trova la differenza:
Schermata 2012-10-31 a 18.37.59.jpg Schermata 2012-10-31 a 19.03.35.jpg


Vediamo adesso l'innevamento continentale.
In questo caso, ci sono due predittori imoportanti, il primo della NAO, il secondo è maggiormente associato all'AO (che, come detto, pesa cmq per un buon 40% sulla mia proiezione della NAO).
Il problema del primo è che, negli anni, si è dimostrato sempre meno affidabile, probabilmente in ragione del trend di fondo improntato al forte ribasso che si sovrappone.
Come già spiegato qui, correla estensione nevosa sulle aree continentali subpolari boreali a giugno-luglio e NAO del successivo inverno (estensione negativa = NAO+), laddove però l'estensione è negativa da anni e anche quest'anno, ovviamente, è stato così:
nhland06.pngnhland07.png

Concentriamoci quindi sul predittore dell'AO. Lo schema qui sotto ne riassume didatticamente i passi:
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Come già sappimo, questo predittore è il frutto di considerazioni di natura fisica relative a periodo stagionale di transizione, distribuzione latitudinale della copertura nevosa ed effetto albedo sulla parte continentale più estesa, l'Eurasia. I mesi di maggior mutamento e di maggior significatività sono aprile per il passaggio fra inverno ed estate e ottobre per quello fra estate ed inverno, perché più che la presenza o l'assenza (in termini di estensione) della copertura nevosa è la velocità con cui questa muta nel tempo (avanza in autunno o si ritira in primavera) in questi importanti mesi che conta.
La distribuzione latitudinale dello snowcover euroasiatico e l'effetto di albedo sono rappresentati da questo grafico (tratto da questo lavoro):

Schermata 2012-10-30 a 22.32.18.png

laddove si vede come l'incrocio delle due variabili (nei mesi di più importante transizione), corrispondente all'incirca alla zona fra i 50 e i 60 gradi di latitudine N, massimizza l'effetto di accoppiamento fra criosfera e atmosfera. Nel lavoro più volte citato nei vari forum di Judah Cohen – che mostra la forte correlazione fra velocità di innevamento (SAI) euroasiatica in ottobre della fascia fra 60 e 25 gradi N e AO invernale - si nota come la zona di massima correlazione sia quella situata grossomodo attorno ai 50-55 gradi N, proprio la zona “sensibile” segnalata sopra:

figures1cohenetal.jpg

Quest'anno la situazione è incoraggiante e presenta non poche analogie con un anno fra i più vigorosi in termini di velocità di crescita autunnale, il 2009. Il che deporrebbe a favore di AO- e quindi, eventualmente, di NAO-


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Tuttavia qualche differenza con quell'anno c'è. Ne segnalo due contrastanti: una è ancora maggiormente a favore di AO-, l'altra ridimensiona un po' la cosa.
La prima: Cohen segnala nel suo paper come sia la correlazione fra il SAI calcolato con i dati giornalieri e l'AO ad avere un coefficiente più alto, rispetto ad es. al SAI calcolato con i dati settimanali. Perciò conta anche il numero di giorni e in questo caso siamo addirittura sopra al 2009 (guardate l'asse delle y dell'ultimo grafico postato)!
La seconda: quest'anno l'estensione nevosa riguarda soprattutto le zone a latutudine più alta, nell'ambito del SAI la latitudine che presenta la correlazione meno forte (60 gradi N), mentre nel 2009 l'estensione nevosa a ottobre guadagnava km^2 soprattutto a latitudine più bassa, laddove l'effetto albedo è maggiore:

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[steph]

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[elz]

Scusa, elz, hai invertito il segno del SAI, no? Visto che sono anti-correlati.
Accoppiamento interessante, interessante anche le singole oscillazioni interannuali, per es. l'ottobre 2006 il SAI sale rispetto all'anno precedente e l'AO 2006/07 invece non risponde alla sollecitazione (stessa cosa ma opposta l'anno prima), segno evidente che sull'AO - come si sa - ci sono anche parecchie forzanti che agiscono.

È anche vero che quest'anno, rispetto per es. al 2009, non ci dovrebbe essere l'ENSO a dire la sua, anche se aspetterei ancora un paio di settimane per escluderne definitivamente l'influenza, come detto sopra.

Si, mi sono dimenticato di scriverlo chiaramente è ribaltato per raffrontarlo con l'AO, ho anche provato a ricalcolarlo in funzione della radiazione incidente, il valore del 2012 un poco si riduce ma rimane comunque raffrontabile al 2009.

Per l'enso intendevo che non sarà (molto probabilmente) una forzante di magnitudo raffrontabile al 2009/2010, anche il precedente anno con un SAI invertito (ed AO) molto negativo('76-'77) ha avuto condizioni di nino anche se meno forti e centrate più ad est rispetto al 2009/2010:
g20121101_0615_11126_1.png
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[4ecast]

Ottobre, anomalia di snowcover: 2012 vs 2009

201210.png
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Ad un rapido confronto siamo vicini, e cmq l'anomalia positiva di snowcover è molto più evidente del 2010 e 2011 sulla fascia sensibile descritta nel post di steph (50-55N). Al contrario, siamo un bel pò indietro del 2009 su tale fascia delle medie latitudini eurasiatiche pur guadagnando qls a ovest ma l'estensione su centro-est Europa non so quanto possa incidere sull'effetto albedo. Diverso sarebbe stato il discorso se l'anomalia come nel 2009 si prendeva quell'enorme tratto di Eurasia da Mosca alla Mongolia.

[steph]

Sì, il problema è che ho come l'impressione che l'atmosfera non riesca a sfruttare a fondo il momento particolarmente favorevole (in proiezione futura da AO/NAO-) dato dalla buona copertura nevosa euroasiatica di ottobre. Mi spiego meglio.
Schermata 2012-11-03 a 21.29.16.pngSchermata 2012-11-03 a 21.41.16.png

Questo predittore (che chiamerò OCTSNW) è di particolare importanza ma va analizzato bene in dettaglio.
Ci sono almeno tre “scuole di pensiero” a proposito: abbiamo visto quella che correla velocità di avanzamento di OCTSNW (indice SAI) e AO invernale. Poi c'è quella che correla la mera estensione di OCTSNW sulla Siberia (con associate anomalie termiche e bariche al suolo e wave activity flux indotta) e successiva risposta al suolo (AO/NAO) via TST.
Infine esistono anche studi che correlano OCTSNW (in particolare sulla parte centro-orientale dell'Eurasia) e risposta barica diretta sul Nordpacifico nella sola troposfera, senza quindi il passaggio del segnale attraverso la stratosfera. Su questo ci tornerò più avanti, quando parlerò dei predittori atmosferici.


Ora: se il primo approccio, come detto, offre qualche garanzia in più a favore di AO- ma ben poche certezze (considerando quello che ho scritto nel precedente post), il problema relativo al secondo risiede nel fatto che non sempre ad un elevato OCTSNW in ottobre è poi corrisposto un inverno connotato da AO-.
Dei 10 inverni che seguivano i mesi di ottobre con estensione nevosa più elevata sull'Eurasia negli ultimi 45 anni (dati gsl/Rutgers), solo 6 sono stati caratterizzati da stato generale del VP debole e AO- (1968/69, 1970/71, 1976/77, 1977/78, 2002/03 e 2009/10), negli altri casi invece il contrario.


Schermata 2012-11-08 a 17.51.11.jpg


Secondo questo lavoro, la propensione da parte del predittore OCTSNW ad influenzare l'atmosfera invernale via accoppiamento tropo-strato è favorita negli anni in cui all'inizio della perturbazione e del relativo forcing crisoferico autunnale la bassa stratosfera polare è già in modalità tale per cui il VPS è più debole della media (initially WARM/WEAK, IW), in caso opposto (initially COLD/STRONG, IC) la possibilità che il forcing criosferico riesca a propagare i suoi effetti verso l'alto in modo tale da influenzare il VPS e indurre un TST event è molto minore.
Sotto (a dx) la configurazione-tipo nei giorni che precedono l'inizio della perturbazione criosferica siberiana (vedi figura a sx), in rosso anomalie + del GPH e in blu -.

Schermata 2012-11-08 a 17.54.16.pngSchermata 2012-11-07 a 23.28.50.jpgSchermata 2012-11-07 a 23.30.18.png


Evidente l'inersione del gradiente latitudinale in stratosfera tipico delle situazioni di debolezza del VPS. Il predittore più forte e significativo è localizzato a circa 50 hPa sopra le zone polari.
Ecco qualche esempio, per la scelta del periodo mi sono passato in rassegna le 4-5 settimane di propagazione dell'estensione nevosa sull'Eurasia dei 10 esempi citati focalizzandomi sulla settimana nella quale l'estensione è stata più ampia in modo tale da avvicinarsi il più possibile all'area segnata nella prima figura sopra (forcing criosferico attivo). Ho poi selezionato i 5-10 giorni antecedenti quella settimana per i profili stratosferici dellle anomalie di GPH.

3 casi in cui la perturbazione criosferica ha potuto funzionare grazie alla condizione del VPS di tipo IW:

compday.85.0.47.107.312.8.6.39.gifcompday.85.0.47.107.312.8.11.24.gifcompday.85.0.47.107.312.8.12.42.gif


2 casi in cui invece la perturbazione criosferica non è riuscita a funzionare in modo efficace grazie alla condizione del VPS di tipo IC:

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E quest'anno, siamo in una condizione un po' borderline, in ogni caso non mi pare che il VPS in ottobre fosse sufficientemente debole da rientrare nella favorevole condizione IW:

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[Marcoan]

Beh insomma, stefano, mi pare che a ottobre il VPS sia stato parecchio deboluccio.....

[Adriano90]

Beh insomma, stefano, mi pare che a ottobre il VPS sia stato parecchio deboluccio.....

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Mmm volevi dire Vpt?

A ottobre il Vps è stato abbastanza in salute...

[steph]

Sì, la quota di riferimento (vedi studio citato) è la bassa strato sul piano isobarico di 50 hPa. E non direi proprio che quest'anno sia stato di tipo WARM/WEAK, soprattutto nel periodo nel quale il forcing criosferico sull'Eurasia è stato più forte e nei giorni antecedenti (verso metà mese).