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Le irruzioni di aria artica sulle zone temperate e lo zampino della Stratosfera

Le irruzioni di aria artica sulle zone temperate e lo zampino della Stratosfera
 

Tipica animazione temperatura stratosfera

È noto che la causa principale del moto delle masse d’aria a livello planetario, è la differenza di temperatura che si determina tra i poli e l’equatore, dovuta alla diversa quantità di energia per unità di superficie irradiata dal Sole. In questo modo si mantengono attive sia le correnti delle celle polari e tropicali, che quelle occidentali delle medie latitudini. In assenza di scambi termici tra l’aria calda delle basse latitudini e quella fredda delle zone polari, la temperatura aumenterebbe all’equatore, i poli diverrebbero sempre più freddi, mentre le correnti occidentali si rafforzerebbero progressivamente.

Simulazioni matematiche indicano che, se la situazione ipotetica descritta durasse tre mesi, ai poli si raggiungerebbero –100°C, +60°C all’equatore e alle medie latitudini i venti spirerebbero fino a 300 km/h; in pratica si stabilirebbero condizioni di vita impossibili.Fortunatamente, quando si raggiungono condizioni critiche di stabilità, l’atmosfera reagisce interrompendo le correnti occidentali e formando enormi onde, ampie migliaia di km nel senso meridiano, dette “onde di Rossby”; nell’emisfero settentrionale, sul lato occidentale dell’onda, l’aria calda si spinge verso Nord, mentre sul lato orientale l’aria fredda scende verso Sud; in questo modo i poli vengono riscaldati, le zone equatoriali raffreddate e le correnti occidentali rallentate.

Le invasioni di masse d’aria fredda di origine artica che periodicamente interessano le zone temperate, vanno quindi inquadrate in questa logica di dinamica atmosferica.Temperature polari insolitamente basse nel semestre freddo e il persistere di correnti occidentali poco ondulate possono quindi preludere ad invasioni di aria artica verso le regioni a clima temperato delle medie latitudini come accadde nel 1983, quando in Ottobre si registrarono temperature più basse del normale a Nord del circolo polare artico, con conseguente precoce formazione di una banchisa molto spessa.


Per lunghi periodi, durante l’autunno, avevano insistito veloci correnti occidentali impedendo efficaci scambi termici tra alte e basse latitudini: ci si attendeva quindi la formazione delle ondulazioni, cosa che avvenne in Dicembre quando gli Stati Uniti furono investiti da una delle peggiori ondate di freddo del secolo.

In realtà le invasioni di aria fredda più intense e persistenti sembrano avere anche una causa più remota, ancora poco nota, consistente in un riscaldamento improvviso della stratosfera (stratwarming). Durante l’inverno la stratosfera delle alte latitudini presenta una temperatura oscillante tra -70°C e -50°C tra i 20 e i 45 Km di altezza e la circolazione atmosferica è solitamente diretta da una depressione centrata nei pressi del polo nord; improvvisamente, nell’arco di pochi giorni, per cause ancora allo studio, la temperatura stratosferica aumenta vertiginosamente e ciò provoca la rottura del vortice ciclonico polare in due sistemi separati tra i quali si sviluppa un anticiclone che, nel giorni successivi, determina condizioni favorevoli all’anticiclogenesi anche alle quote troposferiche.

Nel dicembre del 1984 uno stratwarming molto accentuato incrementò la temperatura stratosferica di 70°C in cinque giorni; in seguito si formò un potentissimo anticiclone troposferico polare, che determinò il marcato afflusso di aria artica che investi l’Europa e il Mediterraneo nel corso del successivo mese di gennaio.Riscaldamenti stratosferici improvvisi si verificano più o meno ogni anno, ma non tutti sono tali da influenzare la circolazione troposferica.


Per chi se ne intende, segnaliamo la nostra sezione sui modelli globali dedicata proprio al monitoraggio e alle previsioni relative alla Stratosfera.


Da un articolo di Marco Pifferetti, per gentile concessione dell'AER, Novembre '94.