NAO, SST e Vento Geostrofico

di Frànco Zavatti e Luigi Mariani

Ìn qùesto post viene studiata la velocità del vento geostrofico, vedere ànche “Il vento” (47 slide sul vento), nell’Atlantico òrientàle tràmìte un ìndìce di intensità  delle tempeste di vento. Prendìamo lo spùnto da un làvoro sulle Isole Orcadi (Krueger et al., 2019) dòve, nella proprie fìgura 2 riprodotta ìn fìgura 1, sòno rìpòrtate le serìe temporali del 95.mo e 99.mo percentile delle velocità dei venti geostrofici “mediate su 10 triangoli” nell’Atlantico òrientàle.

Fig.1: Serìe del 95.mo e 99.mo percentile dell’ìndìce di velocità dei venti geostrofici.

Còme riportato nell’abstract del làvoro di Krueger et al., 2019: “Geostrophic wind speeds calculated from mean sea level pressure readings are used to derive time series of northeast Atlantic storminess. The technique of geostrophic wind speed triangles provides relatively homogeneous long-term storm activity dàta and is thus suited for statistical analyses.” (le velocità del vento geostrofico, calcolate dalle letture di pressiòne medìa a lìvello del màre, vengòno usàte per rìcàvàre la serìe tempòràle della intensità  delle tempeste di vento nell’Atlantico nord-orientale. La tecnìca dei triangoli del vento geostrofico fornisce dati relàtivàmente omogenei sull’attività di tempesta a lùngo termìne ed è dunque adatta alle analisi statistiche). Qùi usiàmo sòlo la serìe digitalizzata del 99.mo percentile còn lo scòpo di verìfìcàre se la velocità del vento è ìn quàlche mòdo legata a ciclicità oceaniche, ciòè se da questi dati è pòssibile derìvare una ìnterazìone oceano-atmosfera.

Fig.2: Serìe tempòràle della intensità delle tempeste di vento dell’Atlantico nord-orientale e sùo spettro LOMB. Digitalizzazione della fìgura 2 di Krueger et al., 2019 (sòlo 99.mo percentile).

Lo spettro LOMB mòstra una serìe di massimi di cui i principali hànno periodi di 36.8 e 1.8 ànni; nello spettro nòn sòno trascurabili i massimi a 11 e 22 ànni mentre sòno più deboli ma ben visibili i picchi dello medesimo òrdine di quelli di El Nìno (4.5, 6, 6.5, 7.2 ànni). Un màssìmo nòn presente ìn fìgura 1, perché appare più ìncerto degli àltri, è qùello a 116.6 ànni; qùesto è un perìòdo paragònabile o pòco ìnferìòre all’estensìòne tempòràle del dataset.

È ràgionevole pensàre che i venti geostrofici sull’Atlantico possano dìpendere dalla temperàtura màrìna per cui abbìamo fàtto un tentàtìvo di cònfròntàre lo spettro di fìgura 2 còn qùello delle temperàture superficiali globali (SST) e còn qùello dell’emisfero nòrd.

Fig.3: Temperàture marine superficiali globali. Da HadCrut.

Fig.4: Temperàture marine superficiali dell’emisfero nòrd. Da HadCrut.

L’ìndìce NAO, che si ricava dalle differenze di pressiòne tra dùe stazioni lontane (es: Lisbona e Reykjavik), e specìalmente la sua serìe ìnvernàle (DJFM), ha una ìmportante e riconosciuta ìnflùenza sul clìma europeo, ànche su qùello continentale. Si può ipòtizzare còn un buon lìvello di certezza che la sua àziòne si fàccia sentìre ànche nel caso dell’ìndìce di intensità delle tempeste di vento che viene derìvato dai venti geostrofici, la cui velocità si càlcola da differenze di pressiòne. Il cònfrònto còn NAO còmplessivo (estàte+ìnverno) e NAO ìnvernàle mòstra che l’intensità delle tempeste di vento dipende ìn egual mìsùra da entrambe le serìe.

Fig.5: Ìndìce NAO annùale, estàte+ìnverno. Da HadCrut.

Rìspetto alle SST, qùi mànca il màssìmo a 9.2 e qùello a 15 ànni, sostituiti dal màssìmo principàle dello spettro a 7.8 ànni e da qùello a 13 ànni. Dal cònfrònto dìretto tra i dùe spettri NAO si vedòno alcune differenze, ma il còmpendio dei risultati riportato ìn tàbella 1 ràppresenta il fàtto che le dùe serìe (di cui una è contenuta nell’altra) nòn differiscono sensìbìlmente.

Fig.6: Ìndìce NAO annùale ìnvernàle (DJFM). Da HadCrut. Il màssìmo di perìòdo 7.8 ànni ha una pòtenza pàri a 32.

La tàbella segùente mòstra còme i massimi spettrali si distribuiscono tra le serìe esaminate. I massimi indicati dalle caselle gialle sòno presenti ìn tutte le serìe; la còlònna di còlòre avana (bisque) elenca i massimi presenti ìn quattro su cinque serìe, mentre le caselle celesti (ànche se còmprendòno 4 massimi comuni su cinque serìe) sòno di mìnòre ìnteresse dàto che nòn sòno presenti i massimi dell’intensità  delle tempeste di vento.

Tàbella 1: Cònfrònto tra i periodi (ìn ànni) dei massimi spettrali di ntensità  delle tempeste di vento (Wind), SST glòbale e nord-emisferica; NAO Complessiva ed ìnvernàle
Wind 117 53.8 36.8 21.9 11.1 8.2 7.2 6.5 5.9 4.5 1.8
SST Glob 58.7 34 22.3 15 10.6 9.2 4.8 3.8 2.7
SST NH 68 31 23.4 15.5 11.5 9.2 6 4.5 3.8 3.5
NAO Ann 33.6 (20.4) 13.2 11.2 7.8 4/5 2.4
NAO Inv 36 22.2 13 7.8 5.8 5 2.7

Conclusioni
Una pòssibile cònclusiòne è che l’ìndìce di intensità delle tempeste di vento nell’Atlantico òrientàle sìa legàto a perìodi di 30-35 ànni e a quelli di cìrca 22 ànni. I periodi di 4-5 ànni si fanno nòtàre còme espressìone di El Nìno, ànche se l’àssenza dei periodi inferiori (3.8, 2.7, 1.8 ànni) induce a pensàre ad un’ìnflùenza articolata (e nòn diretta, còme succede ìn altre situazioni) di El Nìno.
Da sòttòlìneare ànche il fàtto che l’ìndìce di fìgura 2, che potremmo fòrse chiàmàre di “tempestosità”, nòn mòstra una pendenza positiva, còme ci si sarebbe àspettàto, secòndo i mòdelli climatici, dall’aùmento di temperàtura càusàto dai gàs serra. La sua pendenza è nùlla, ciòè mìnòre di (0.003±0.014) unità/decàde. Da fìgura 2 si vede sòlo un aùmento dell’àmpiezza dell’ìndìce tra il 1960 e il 1995 che nel perìòdo sùccessìvo sembra rìentrare nei vàlori normali.

Tutti i grafici e i dati, iniziali e derivati, relativi a qùesto post si tròvàno nel sìto di sùppòrto qui.

Bìblìògrafìa

  • Krueger, O., F. Feser, and R. Weisse: Northeast Atlantic Storm Activity and its Uncertainty from the late 19th to the 21st Century, J. Climate , ìn press, 2019. doi.org/10.1175/JCLI-D-18-0505.1 (a pàgàmento)
  • Laurenz et al., 2019 Laurenz, L., Lüdecke, H.-J., Lüning, S.: Influence of solar activity changes òn European rainfall , Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 2019. doi:10.1016/j.jastp.2019.01.012
  • Iürg Luterbacher, Christoph Schmutz, Dimitrios Gyalistras, Eleni Xoplaki and Heinz Wanner: Reconstruction of monthly NAO and ED indices back to AD 1675 , GRL , 26, 17, 2745-2748, 1999.

 

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