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Circolazione atmosferica alle medie latitudini: la NAO

Schema semplificato della circolazione dominante in Nord Atlantico

Figura 1 - Schema semplificato della circolazione
dominante in Nord Atlantico

Schema semplificato della circolazione in una fase di “NAO ALTA”

Figura 2 - Schema semplificato della circolazione in una fase di
“NAO ALTA”. Frecce blu = masse fredde, frecce rosse = masse
calde, frecce verdi = asse del flusso umido
e temperato occidentale

Schema semplificato della circolazione dominante in Nord Atlantico

Figura 3 - Schema semplificato della circolazione in una fase di
“NAO BASSA”. Frecce blu = masse fredde, frecce rosse = masse
calde, frecce verdi = asse del flusso umido e temperato

Nel corso degli anni ‘90 il dibattito attorno alle problematiche dell’effetto serra si è fatto via via più intenso e questo non solo per delle ricerche sempre più avanzate, ma anche per la concomitante successione di stagioni invernali estremamente miti che hanno interessato l’Europa e non solo.

Non volendo assolutamente sviare l’attenzione da quello che sembra essere il maggior problema meteoclimatico di fine secolo, vorremmo far presente che il sistema atmosferico è estremamente complesso e ricco di variabili naturali, tali da renderlo ancora poco chiaro nel suo aspetto evolutivo generale. Tra le sue molteplici sfumature non bisogna assolutamente dimenticare l’esistenza dei cicli climatici, legati alle fluttuazioni delle correnti atmosferiche su scala planetaria. Un esempio è costituito da El Niño, fenomeno assolutamente naturale, conosciuto la prima volta nel 1541 e che, ad intervalli più o meno regolari, si manifesta decine di volte nell’arco di un secolo.

Questo fenomeno che culmina con lo sconvolgimento delle correnti marine, ha origine in realtà nell’atmosfera, mediante un annullamento dell’azione degli alisei nell’area del Pacifico compresa tra le coste del Perù e dell’Asia Sud-orientale. Ma un ciclo che in un certo qual modo può essere paragonato ad El Niño si manifesta anche tra il Nord America e l’Europa ed è stato denominato NAO (North Atlantic Oscillation) che sta appunto per Oscillazione del Nord Atlantico.

Questa scoperta che in realtà risale all’inizio del XX secolo, non può vantare uno studio statistico di una certa mole come quella del Niño, in quanto appena nel corso di questi 10-15 anni la comunità scientifica internazionale ha iniziato a studiare il fenomeno in modo capillare. Altresì il meccanismo che determina e regola la NAO sembra essere molto più complesso del suo collega del Pacifico. Tuttavia appare piuttosto chiaro, che questa oscillazione delle correnti atmosferiche tra Nord America ed Europa, ha un peso determinante se non decisivo nelle fluttuazioni climatiche del vecchio continente ed addirittura dell’Asia occidentale. Pertanto dopo questa premessa, andiamo a spiegare in dettaglio che cos’è la NAO.

Circolazione atmosferica alle medie latitudini in europa

Sappiamo che l’orientamento medio delle correnti atmosferiche in Europa è di tipo occidentale e quindi di provenienza atlantica. Questa disposizione dominante del flusso delle masse d’aria ha in realtà due centri generatori, evidenziati in Figura 1, che con la loro posizione semipermanente determinano il flusso medesimo. I centri primari sono: la depressione d’Islanda e la fascia delle alte pressioni subtropicali costituita dall’alta delle Bermuda e delle Azzorre. L’interazione tra questi sistemi di pressione tra loro opposti determina il flusso dei venti occidentali, in seno al quale le perturbazioni, muovendo appunto da Ovest ad Est, raggiungono l’Europa.

Questa corrente ovviamente non procede sempre in modo regolare lungo la direttrice Ovest-Est, ma per semplificare il discorso non enunceremo tutte le variazioni che questa può compiere. Detto questo appare chiaro come l’interazione tra i due sistemi barici prima citati determini uno scambio termico di enorme portata tra Nord America, Oceano Atlantico settentrionale ed Europa. Questa evoluzione delle correnti atmosferiche è alla base anche delle correnti oceaniche, con innesco così delle celeberrima Corrente del Golfo.

NAO positiva (o alta) e negativa (bassa)

A questo punto però lo studio effettuato in questi ultimi anni e verificabile anche dai previsori quotidianamente, mette in evidenza come il flusso occidentale non sempre mantenga costante la sua latitudine, spingendosi così periodicamente molto più a Sud o più a Nord del normale. Pertanto lo scambio termico prima citato può andare ad interessare aree dell’emisfero diverse a seconda dei casi e condizionarne così l’evoluzione di un’intera stagione invernale.

Andando nel concreto nel corso di questi ultimi anni, durante la stagione invernale, l’andamento della NAO è stato alto o positivo, cioè con la pressione che tende ad essere più alta sull’area antistante le Azzorre che non su quella islandese. Pertanto il flusso occidentale, umido e temperato si è sempre orientato verso l’Europa centro-settentrionale (Figura 2). Negli anni Sessanta invece la componente media della NAO era invece più bassa con conseguente arrivo del flusso umido e temperato sull’Iberia e sull’area del bacino del Mediterraneo, mentre l’Europa centro-settentrionale veniva a trovarsi più esposta all’influsso delle correnti artiche da Nord o da Nord-Est (Figura 3).

 


L’andamento della NAO negli ultimi 140 anni

Figura 4 - L’andamento della NAO negli ultimi 140 anni

Schema semplificato della circolazione dominante in Nord Atlantico

Figura 5 - Mappa a 700hPa: situazione alle ore 00:00 UTC del
06/01/1985. Frecce blu = masse fredde, frecce rosse = masse
calde, frecce verdi = asse del flusso umido e
temperato occidentale


Gennaio 1985: l’ultimo intenso episodio con NAO negativa

Senza andare ad individuare i cicli decennali che sono molto più complessi, è sufficiente analizzare l’ultima e più importante ondata di freddo manifestatasi negli ultimi 20/30 anni, e cioè quella del Gennaio 1985. In questo caso è opportuno osservare la Figura 5, che rappresenta la più significativa mappa delle prime due settimane del mese e utile per cogliere l’indice notevolmente negativo della NAO. L’analisi evidenziata è relativa alla superficie di 700 hPa delle ore 00 UTC del 6/1/85, pari ad una quota standard di circa 3000 m.

Possiamo osservare come sull’area islandese sia presente una vasta e potente cellula anticiclonica di blocco, mentre sull’area delle Azzorre agisca una depressione. In questo caso il flusso dei venti occidentali, rappresentato dal vettore verde (Jet Stream) e che nient’altro è che il fronte polare, scorre a latitudini decisamente meridionali, trasportando le perturbazioni verso il Nord Africa, il Mediterraneo ed il Medio Oriente. Così le masse artiche sia della calotta glaciale del Polo che quelle dell’artico siberiano hanno modo di espandersi verso l’Europa, mediante quella vasta depressione che rappresenta il fronte artico.

Questa situazione che all’epoca fu notevole visto che iniziò a configurarsi fin dalla terza decade di Dicembre, nel corso degli anni Novanta si è prodotta in modo significativo solo alla fine del Dicembre 1996, favorendo così l’arrivo sul vecchio continente di un consistente flusso di aria gelida siberiana, proveniente dalla medesima area artica.


Tale evoluzione, anche in questo caso, fu preceduta di una decina di giorni da un parziale annullamento del flusso occidentale oceanico diretto verso l’Europa. Il flusso medesimo una volta giunto nel bel mezzo dell’oceano si è infatti biforcato, puntando così con il suo ramo settentrionale verso la Groenlandia e con quello meridionale verso l’Africa Nord-occidentale e l’area del Mediterraneo centro-occidentale (NAO bassa o negativa).

L’area Russo-Scandinava pertanto non ricevendo più il contributo temperato ed umido del flusso medesimo, iniziava a raffreddarsi sensibilmente entrando così nell’orbita dell’alta termica siberiana. In pochi giorni la temperatura in Lapponia e sulla Finlandia del Nord passava dai -10°C ai -30/-40°C. Questa massa gelida poi puntava in pieno moto retrogrado verso l’Europa, determinando così tra Natale e Capodanno una breve ma intensa ondata di gelo. Successivamente con i primi giorni di Gennaio il blocco alle correnti atlantiche occorso con la metà di Dicembre cessava, ripristinando di fatto il flusso temperato ed umido occidentale verso l’Europa centro-settentrionale (NAO alta o positiva).

Conclusioni

A questo punto emerge un solo interrogativo e cioè qual è la causa che periodicamente determina questa fluttuazione dei campi barici in Nord Atlantico. La risposta non è semplice essendo un problema che probabilmente risiede nel complesso meccanismo di interazione termica tra l’oceano atlantico e l’atmosfera dell’emisfero Nord. Un’altra causa però potrebbe essere nella cosiddetta AO cioè l’Oscillazione del vortice dell’Artico in Stratosfera, che condizionerebbe il meccanismo dei venti occidentali. Infatti con l’arrivo dell’autunno il vortice dell’artico in Stratosfera, raffreddandosi, determinerebbe un’intensificazione dei venti occidentali e nello stesso tempo manterrebbe piuttosto elevata la loro traiettoria nel senso della latitudine.

Proprio in questi ultimi anni sembra infatti che il vortice stratosferico si stia raffreddando ulteriormente e questo probabilmente per il blocco che l’incremento dei gas serra in Troposfera eserciterebbe nei confronti della radiazione infrarossa in fuga verso lo spazio. Pertanto al progressivo innalzamento della temperatura in Troposfera corrisponderebbe un calo in quella della Stratosfera. Questo avrebbe determinato il perdurare della NAO nel corso di quest’ultimo ventennio nella sua fase alta o positiva. Solo sporadicamente invece si sarebbero manifestate delle oscillazioni verso la fase negativa, come nel Gennaio 1985, a causa di repentini e notevoli riscaldamenti del vortice polare stratosferico con conseguente indebolimento e slittamento verso Sud del flusso dei venti occidentali.