Weather Regimes in Europa

[Wolf359]

Ciao a tutti!

Ho pensato di condividere con voi un altro lavoro che sto aggiornando da diversi anni: il monitoraggio dei Weather Regime (WR) europei.
Si tratta di classificare la situazione sinottica a scala europea giorno per giorno utilizzando i GPT a 500hPa per mezzo del calcolo di alcuni indici, quali:
BLN/ZON = indice di Blocking/Zonalità, come differenza tra le due aree rosse, una attorno all'Islanda e una attorno alle Azzorre. Una sorta di indice NAO per intendesi;
SCH/SCL = indice di Scandinavian High/Scandinavian Low, come valore assunto dai GPT in corrispondenza della penisola scandinava;
ATH/ATL = indice di Atlantic High/Atlantic Low, come valore assunto dai GPT in corrispondenza di UK e vicino Atlantico;
EUH/EUL = indice di European High/European Low, come valore assunto dai GPT in corrispondenza dell'Europa occidentale.
schemaWR.png

Una volta standardizzati in modo opportuno e in base al momento dell'anno per potere essere confrontabili, si definisce il WR di un certo giorno in base all'indice che ha avuto il valore assoluto più grande. Il suo segno ci dirà poi quale indice di ogni coppia elencata sopra sarà quello effettivo. Se la differenza tra l'indice più grande e il successivo è inferiore a una certa soglia, allora vorrà dire che è presente un regime misto. Così in totale si hanno 56 possibili regimi, ridotti poi a 32 accorpando quelli più simili:

- ATH
- ATH/BLN e BLN/ATH
- ATH/ZON e ZON/ATH
- ATH/SCH e SCH/ATH
- ATH/SCL e SCL/ATH
- ATH/EUH e EUH/ATH
- ATH/EUL e EUL/ATH
- ATL
- ATL/BLN e BLN/ATL
- ATL/ZON e ZON/ATL
- ATL/SCH e SCH/ATL
- ATL/SCL e SCL/ATL
- ATL/EUH e EUH/ATL
- ATL/EUL e EUL/ATL
- SCH
- SCH/BLN e BLN/SCH
- SCH/ZON e ZON/SCH
- SCH/EUH e EUH/SCH
- SCH/EUL e EUL/SCH
- SCL
- SCL/BLN e BLN/SCL
- SCL/ZON e ZON/SCL
- SCL/EUH e EUH/SCL
- SCL/EUL e EUL/SCL
- ZON
- ZON/EUH e EUH/ZON
- ZON/EUL e EUL/ZON
- BLN
- BLN/EUH e EUH/BLN
- BLN/EUL e EUL/BLN
- EUH
- EUL

"ATH/BLN e BLN/ATH" ad esempio significano che nel primo caso è presente un regime dominante di ATH e secondario di BLN, nel secondo caso viceversa è dominante BLN e secondario ATH. Ma i due casi vengono accorpati in quanto molto simili. E similmente gli altri. Un semplice "ATH" invece significa che la differenza tra il suo indice e gli altri è talmente grande da renderlo del tutto dominante in modo incontrastato.

Ci sono metodi migliori? Sicuramente sì, la letteratura scientifica è piena di definizioni e di studi dei WR, ma ho fatto questa particolare scelta per semplicità, osservando le EOF che si ottengono dalle Componenti Principali e applicando dei semplici conti aritmetici fattibili anche con un foglio excel senza impazzire a fare ogni volta calcoli di matrici, autovalori, ecc. Non che sia troppo complesso in verità, ma questo metodo ha il pregio dell'immediatezza (IMHO) e lo uso da talmente tanto tempo che ci sono affezionato

Per ciascun WR propongo gli andamenti per ogni stagione utilizzando le reanalisi del NOAA, le 20CRv3 (20th Century Reanalysis V3: NOAA Physical Sciences Laboratory) dal 1806 al 1847 e le classiche NCEP/NCAR (NCEP Reanalysis Derived: NOAA Physical Sciences Laboratory) dal 1948 a oggi. Non proporrò ipotesi ai vari trend che si osserveranno, mi limito a postare i grafici, ma se ci sono delle idee ben vengano

Iniziamo dal ATH-EUH / EUH-ATH

ATH-EUH.jpg

Essenzialmente una forte alta pressione che si estende dall'Atlantico verso l'Europa. Vediamo gli andamenti, si riportano i valori percentuali rispetto all'intera stagione che hanno avuto quel particolare WR. Per intenderci: un valore di ~33% significa che quel WR è stato presente per circa una trentina di giorni in quella particolare stagione.
Inverno

DJF.jpg

Lieve calo nel corso del tempo, sembra anzi che ci sia un accenno di risalita negli ultimi anni (la linea tratteggiata è la media su 30 anni). Il massimo è stato raggiunto nel 1821 con il 26.7% dei giorni.

Primavera
MAM.jpg

Si ritorna ai valori del lontano passato dopo il calo degli anni '60-'80. Il massimo è stato raggiunto nel 1921 con il 19.6% dei giorni.

Estate
JJA.jpg
Qui si nota qualcosa di più interessante, apparentemente fino alla prima metà del XIX secolo era un WR molto più presente. Il record è del 1823 con il 38.0%.

Autunno
SON.jpg
Situazione molto simile all'altra stagione di mezzo. Il massimo è del 1806 con 23.1%.

Infine nel corso dell'intero anno:
JD.jpg

Il massimo appartiene al 1827 con il 14.2%.

La sequenza più lunga e ininterrotta che ha visto il regime ATH-EUH / EUH-ATH in Europa è stata quella che va dal 16/07/1827 al 09/08/1827 (25 giorni). Agosto 1823 è stato invece il mese con il maggior numero di giorni con questo pattern: l'87.1%.


Le anomalie medie di temperatura per inverno ed estete:
ATHEUH_DJF_t2m.jpgATHEUH_JJA_t2m.jpg

e di precipitazioni:
ATHEUH_DJF_prec.jpgATHEUH_JJA_prec.jpg

Quindi temperature più alte della media e secco sull'Europa settentrionale in inverno e centro-occidentale in estate.

Alla prossima

[Wolf359]

ATH-EUL / EUL-ATH

Alta pressione al largo dell'UK e bassa pressione in Europa.

ATH-EUL.jpg

Vediamo gli andamenti stagionali:

Inverno
DJF.jpg
In aumento negli ultimi decenni, ma come si vede dalla scala è un WR abbastanza fugace. Il record di presenza è 6.7% del 1970.

Primavera
MAM.jpg
Lieve aumento anche in questa stagione. Massimo nel 1983 con 5.4%.

Estate
JJA.jpg
Valori molto bassi con pochi picchi, con un massimo negli anni '80. Record nel 1957 con 7.6%.

Autunno
SON.jpg
Anche qui c'è un massimo negli anni '70-'80 per tornare poi a valori di inizio secolo scorso. Massimo nel 2001 con 6.6%.

Nel corso dell'intero anno:
JD.jpg
Si nota un aumento temporaneo della curva anche negli anni '50 del XIX secolo. Il record di presenza è del 1969 con 3.8% dei giorni.

Più difficile mantenere questo WR per molto tempo a differenza di quello precedente: il periodo più lungo con ATH-EUL / EUL-ATH è stato dal 12/08/1957 al 17/08/1957 (6 giorni). Agosto 1957 è stato il mese con più giorni con questo pattern: il 22.6%.

Le anomalie medie di temperatura per inverno ed estate:
ATHEUL_DJF_t2m.jpgATHEUL_JJA_t2m.jpg

e di precipitazioni:
ATHEUL_DJF_prec.jpgATHEUL_JJA_prec.jpg

Molto freddo sull'Europa occidentale, soprattutto d'estate e molto umido il Mediterraneo in inverno e l'Europa centrale d'estate.

[burian br]

Ciao a tutti!

Ho pensato di condividere con voi un altro lavoro che sto aggiornando da diversi anni: il monitoraggio dei Weather Regime (WR) europei.
Si tratta di classificare la situazione sinottica a scala europea giorno per giorno utilizzando i GPT a 500hPa per mezzo del calcolo di alcuni indici, quali:
BLN/ZON = indice di Blocking/Zonalità, come differenza tra le due aree rosse, una attorno all'Islanda e una attorno alle Azzorre. Una sorta di indice NAO per intendesi;
SCH/SCL = indice di Scandinavian High/Scandinavian Low, come valore assunto dai GPT in corrispondenza della penisola scandinava;
ATH/ATL = indice di Atlantic High/Atlantic Low, come valore assunto dai GPT in corrispondenza di UK e vicino Atlantico;
EUH/EUL = indice di European High/European Low, come valore assunto dai GPT in corrispondenza dell'Europa occidentale.
schemaWR.png

Una volta standardizzati in modo opportuno e in base al momento dell'anno per potere essere confrontabili, si definisce il WR di un certo giorno in base all'indice che ha avuto il valore assoluto più grande. Il suo segno ci dirà poi quale indice di ogni coppia elencata sopra sarà quello effettivo. Se la differenza tra l'indice più grande e il successivo è inferiore a una certa soglia, allora vorrà dire che è presente un regime misto. Così in totale si hanno 56 possibili regimi, ridotti poi a 32 accorpando quelli più simili:

- ATH
- ATH/BLN e BLN/ATH
- ATH/ZON e ZON/ATH
- ATH/SCH e SCH/ATH
- ATH/SCL e SCL/ATH
- ATH/EUH e EUH/ATH
- ATH/EUL e EUL/ATH
- ATL
- ATL/BLN e BLN/ATL
- ATL/ZON e ZON/ATL
- ATL/SCH e SCH/ATL
- ATL/SCL e SCL/ATL
- ATL/EUH e EUH/ATL
- ATL/EUL e EUL/ATL
- SCH
- SCH/BLN e BLN/SCH
- SCH/ZON e ZON/SCH
- SCH/EUH e EUH/SCH
- SCH/EUL e EUL/SCH
- SCL
- SCL/BLN e BLN/SCL
- SCL/ZON e ZON/SCL
- SCL/EUH e EUH/SCL
- SCL/EUL e EUL/SCL
- ZON
- ZON/EUH e EUH/ZON
- ZON/EUL e EUL/ZON
- BLN
- BLN/EUH e EUH/BLN
- BLN/EUL e EUL/BLN
- EUH
- EUL

"ATH/BLN e BLN/ATH" ad esempio significano che nel primo caso è presente un regime dominante di ATH e secondario di BLN, nel secondo caso viceversa è dominante BLN e secondario ATH. Ma i due casi vengono accorpati in quanto molto simili. E similmente gli altri. Un semplice "ATH" invece significa che la differenza tra il suo indice e gli altri è talmente grande da renderlo del tutto dominante in modo incontrastato.

Ci sono metodi migliori? Sicuramente sì, la letteratura scientifica è piena di definizioni e di studi dei WR, ma ho fatto questa particolare scelta per semplicità, osservando le EOF che si ottengono dalle Componenti Principali e applicando dei semplici conti aritmetici fattibili anche con un foglio excel senza impazzire a fare ogni volta calcoli di matrici, autovalori, ecc. Non che sia troppo complesso in verità, ma questo metodo ha il pregio dell'immediatezza (IMHO) e lo uso da talmente tanto tempo che ci sono affezionato

Per ciascun WR propongo gli andamenti per ogni stagione utilizzando le reanalisi del NOAA, le 20CRv3 (20th Century Reanalysis V3: NOAA Physical Sciences Laboratory) dal 1806 al 1847 e le classiche NCEP/NCAR (NCEP Reanalysis Derived: NOAA Physical Sciences Laboratory) dal 1948 a oggi. Non proporrò ipotesi ai vari trend che si osserveranno, mi limito a postare i grafici, ma se ci sono delle idee ben vengano

Iniziamo dal ATH-EUH / EUH-ATH

ATH-EUH.jpg

Essenzialmente una forte alta pressione che si estende dall'Atlantico verso l'Europa. Vediamo gli andamenti, si riportano i valori percentuali rispetto all'intera stagione che hanno avuto quel particolare WR. Per intenderci: un valore di ~33% significa che quel WR è stato presente per circa una trentina di giorni in quella particolare stagione.
Inverno

DJF.jpg

Lieve calo nel corso del tempo, sembra anzi che ci sia un accenno di risalita negli ultimi anni (la linea tratteggiata è la media su 30 anni). Il massimo è stato raggiunto nel 1821 con il 26.7% dei giorni.

Primavera
MAM.jpg

Si ritorna ai valori del lontano passato dopo il calo degli anni '60-'80. Il massimo è stato raggiunto nel 1921 con il 19.6% dei giorni.

Estate
JJA.jpg
Qui si nota qualcosa di più interessante, apparentemente fino alla prima metà del XIX secolo era un WR molto più presente. Il record è del 1823 con il 38.0%.

Autunno
SON.jpg
Situazione molto simile all'altra stagione di mezzo. Il massimo è del 1806 con 23.1%.

Infine nel corso dell'intero anno:
JD.jpg

Il massimo appartiene al 1827 con il 14.2%.

La sequenza più lunga e ininterrotta che ha visto il regime ATH-EUH / EUH-ATH in Europa è stata quella che va dal 16/07/1827 al 09/08/1827 (25 giorni).


Le anomalie medie di temperatura:
Allegato 585021

e di precipitazioni:
Allegato 585022

Quindi temperature più alte della media sull'Europa occidentale e soprattutto settentrionale e poche precipitazioni.

Alla prossima

Molto interessante! Spero che chi più esperto di me in configurazioni sinottiche intervenga con considerazioni, perchè è assolutamente affascinante.

A quanto ho capito ATH-EUH corrisponderebbe al quadro da molti lamentato negli ultimi inverni, dico bene?

In estate quel pattern si associa a che tipo di quadro termico?

[Diego 14]

Veramente un lavoro assurdo, complimenti davvero!! Estremamente utile per capire come si è comportato il clima "recentemente".

[Marcoan]

Lavoro egregio estremamente interessante.

[Wolf359]

Molto interessante! Spero che chi più esperto di me in configurazioni sinottiche intervenga con considerazioni, perchè è assolutamente affascinante.

A quanto ho capito ATH-EUH corrisponderebbe al quadro da molti lamentato negli ultimi inverni, dico bene?

In estate quel pattern si associa a che tipo di quadro termico?

Ho editato e ho aggiunto il dettaglio per inverno ed estate, che in effetti spesso ci sono differenze importanti L 'ATH-EUH è in leggera crescita in inverno, ma vedremo se è quello che ha avuto l'aumento maggiore

[TreborSnow]

Mi associo ai complimenti. Estremamente interessante.

[Wolf359]

ATH

Forte alta pressione al largo dell'UK senza nessun'altra figura barica imporante, ma è spesso accompagnata da un'area depressa sul Mediterraneo centro-orientale.

ATH.jpg

Vediamo gli andamenti stagionali:

Inverno
ATH_DJF.jpg
In lento aumento da oltre un secolo e quasi inesistente nella prima metà del XIX secolo. Il record di presenza è 17.8% del 1989.

Primavera
ATH_MAM.jpg
Situazione simile all'inverno. Massimo nel 1998 con 17.4%.

Estate
ATH_JJA.jpg
Situazione simile, ma forse si è raggiunto il picco? Stavolta più presente all'inizio del XIX secolo. Record nel 1981 con 16.3%.

Autunno
ATH_SON.jpg
Situazione simile all'inverno ma con un forte slancio nei primi anni 2000. Massimo nel 2007 con 25.3%.

Nel corso dell'intero anno:
ATH_JD.jpg
Si nota il lento ma quasi costante aumento. Il record di presenza è del 2004 con 12.3% dei giorni.

Il periodo più lungo con ATH è stato dal 07/12/1988 al 20/12/1988 (14 giorni). Dicembre 1988 è anche stato il mese con più giorni con questo pattern: il 45.2%.

Le anomalie medie di temperatura per inverno ed estate:
ATH_DJF_t2m.jpgATH_JJA_t2m.jpg

e di precipitazioni:
ATH_DJF_prec.jpgATH_JJA_prec.jpg

Freddo sull'Europa centro-meridionale, umido il Mediterraneo meridionale d'inverno e la nostra penisola in estate.

[Wolf359]

ATL-EUH / EUH-ATL

Forte alta pressione su tutto il continente e soprattutto sull'Italia, e bassa al largo dell'UK.

ATL-EUH.jpg

Vediamo gli andamenti stagionali:

Inverno
ATLEUH_DJF.jpg
Poco mosso, valori leggermente più alti nell'ultimo mezzo secolo che in precedenza. Il record di presenza è 6.6% del 1960.

Primavera
ATLEUH_MAM.jpg
Crescita un po' più evidente, a partire dagli anni '60. Massimo nel 1963, 1982, 1996 e 2005 a pari merito con 5.4%.

Estate
ATLEUH_JJA.jpg
Deciso aumento anche in questa stagione. Record nel famigerato 2003 con 8.7%.

Autunno
ATLEUH_SON.jpg
Valori più alti a partire dagli anni '70 ma da allora non sembra ci sia un aumento ulteriore. Massimo nel 1980 con 4.4%.

Nel corso dell'intero anno:
ATLEUH_JD.jpg
Lento aumento a partire dagli anni '40, ma forse si è già raggiunto il picco. Il record di presenza è del 1980 con 4.1% dei giorni.

Il periodo più lungo con ATL-EUH / EUH-ATL è stato dal 04/06/2003 al 11/06/2003 (8 giorni). Giugno 2003 è anche stato il mese con più giorni con questo pattern: il 26.7%.

Le anomalie medie di temperatura per inverno ed estate:
ATLEUH_DJF_t2m.jpgATLEUH_JJA_t2m.jpg

e di precipitazioni:
ATLEUH_DJF_prec.jpgATLEUH_JJA_prec.jpg

Molto caldo sull'Europa centro-occidentale, Mediterraneo a secco in inverno e l'Italia e l'Europa centrale in estate.

[Marcoan]

Ribadisco i miei complimenti