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Riscaldamenti stratosferici

 
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picchio70
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MessaggioInviato: Thu Dec 30, 2021 4:24 pm    Oggetto: Riscaldamenti stratosferici Rispondi citando

All’inizio di ogni stagione invernale, contemporaneamente all’approfondimento delle velocità zonali stratosferiche, si sviluppano, proprio in territorio asiatico, le prime onde in grado di apportare i primi disturbi ai danni del VP. Tale circostanza, che impedisce al VP stesso di raggiungere eccessiva intensità, è strettamente correlata alla peculiare conformazione dell’emisfero boreale. In questa fase le onde non hanno caratteristiche tali da risultare stazionarie, e la situazione evolve in una loro rapida traslazione verso il settore canadese, generando i primi CW. Si tratta di un processo fisiologico che porta ad un progressivo indebolimento del VP e che può sfociare, in una fase più avanzata, in un deciso warming stratosferico. Negli anni più sfavorevoli (a livello teleconnettivo), tale processo richiede tempi molto lunghi e risulta pertanto inevitabile la transizione in uno stato da NAM++.
Al contrario, quando si verificano le circostanze più favorevoli, vedi snow cover
e qbo- , già a fine novembre-inizio dicembre tende ad instaurarsi un’anomala (visto il periodo) wave 1 che porta ad un evoluzione invernale molto diversa e ben più dinamica.
Proprio all’inizio dell’inverno (fine novembre), in virtù di uno snow cover straordinariamente esteso, la wave 1 si è presentata da subito particolarmente energetica e discretamente stazionaria, producendo una spiccata ellitticizzazione del VP con precoce tentativo di split.
La conseguenza diretta consiste naturalmente nello sviluppo di una poderosa onda planetaria a partire dal settore asiatico ed in grado di divenire rapidamente stazionaria sul Pacifico.
1) inversione e rapido approfondimento della circolazione esterly nell’ambito della mesosfera equatoriale;
2) approfondimento della MJO sui settori pacifici (zone 6 e 7).
Il grado di approfondimento dell’onda di Kelvin su tali settori è infatti strettamente correlata alla stazionarietà dell’onda pacifica attraverso una famosa circolazione meridiana nota come BDC. Difatti, quando un'onda stazionaria planetaria raggiunge la stratosfera, deposita il suo momento esterly, decelerando la corrente a getto stratosferica invernale che è westerly. In queste occasioni il vortice polare rallenta e può anche essere spostato o splittato. La deposizione di quantità di moto est nella stratosfera polare e il rallentamento del getto polare è conosciuto come “breaking wave”. Tale circostanza produce per attrito il fenomeno del riscaldamento stratosferico improvviso. Il risultato è una situazione che è termodinamicamente squilibrata. A questo punto, per ripristinare l’equilibrio radiativo, a partire dall’alta stratosfera inizia rapidamente un processo di raffreddamento. Il raffreddamento dell'aria è accompagnata da movimenti di affondamento, dal momento che l'aria più fredda è più densa e affonda. E' questo movimento che determina lo spostamento d’aria lungo i meridiani dall'equatore al polo nell'emisfero boreale in inverno. Infatti l'aria discendente nella regione polare deve essere bilanciato da un flusso di aria verso verso i poli.
Per requisiti di continuità di massa, questa aria deve venire dai tropici, e precisamente dalla troposfera tropo-equatoriale. La BDC costituisce dunque quella cella circolazione in cui l’aria tropicale muove verso i poli per sostituire l'aria discendente ai poli. Pertanto, quando una wave 1 stazionaria penetra nella stratosfera polare depositando il suo momento esterly (e producendo un grande warming per attrito), per continuità di massa si ha una forte impennata della BDC con conseguente istantaneo incremento della quantità di aria entrante in stratosfera attraverso la tropopausa equatoriale (di qui il famoso innalzamento della stessa ed aumento della quantità di ozono sul polo). L’improvvisa intensificazione di detti movimenti ascendenti ai tropici portano ad un significativo incremento dell’attività convettiva sui settori centro-occidentali del pacifico, segnalata dal passaggio forte e duraturo della MJO in zona 6 e 7 e da un’ intensificazione della GWO.



Quando un onda altamente stazionaria riesce a propagarsi nella prima fase dell’inverno per via della situazione teleconnetiva di partenza, la dinamica può facilmente sfociare in uno split (l’onda non riesce e ad “annullare” rapidamente il vortice da sola e deve ricevere l’aiuto dall’opposta onda atlantica). Tuttavia la particolare fase di innesco, diversamente dalla classica dinamica di split, che prevede una separazione quasi simmetrica del VPS in due lobi grazie all’azione di entrambe le onde planetarie, risulta quasi totalmente a carico della wave 1 e nasce dalla dislocazione del VP sul settore euroasiatico a seguito della fase DA+ . Il forcing troposferico pertanto, generato degli attriti tra hp siberiano e VPT nel tentativo di bilanciare il suo decentramento (principio di conservazione del momento angolare), contrariamente ad un MMW di tipo displacement, si troverà bloccato sul settore est asiatico proprio a causa delle particolari condizioni che lo hanno generato ovvero un forte riduzione delle velocità zonali conseguente alla dissipazione di energia, questo permetterà la stazionarietà dell’onda planetaria e l’ulteriore sviluppo di flusso di calore che porterà allo split del VP in stratosfera ma con un lobo canadese molto più importante di quello asiatico. Ci troveremo quindi in presenza del cosiddetto fenomeno di risonanza causato dalla forzante termica e orografica sul settore asiatico, la componente di trasferimento dei flussi verticali è proporzionale al trasferimento di calore orizzontale che è generato dagli attriti.
Gli effetti in troposfera, proprio a causa della particolarità che ha generato l’evento stratosferico, non potranno che tradursi con un asse ruotato in senso antiorario rispetto a quello classico.
La conseguenza di una siffatta dinamica si pensa che probabilmente non si tradurrà immediatamente in uno split troposferico in quanto il trasferimento di calore dall’alto, e quindi di energia potenziale, non riuscirà a cumularsi sul settore aleutinico ma su quello atlantico andando a generare una potente wave 2 che catapulterà tutta l’europa in una morsa di gelo..solo in seguito all’aumentare dell’ampiezza dei flussi atlantici fino nella media stratosfera, riducendo quindi in modo consistente le velocità zonali si assisterà alla ripartenza della wave 1 troposferica con split e recrudescenza del freddo.


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