El Niño-Southern Oscillation (ENSO), che è un fenomeno accoppiato oceano-atmosfera (Bjerknes 1969), rappresenta la principale forma di variabilità interannuale climatica (Trenberth 1997). La sua componente oceanica, è caratterizzata da anomalie della temperatura della superficie del mare (SSTA) nell’Oceano Pacifico equatoriale orientale. La sua controparte atmosferica, l’Oscillazione del Sud, è descritta come un cambiamento nella pressione al livello del mare (SLP) tra il Pacifico tropicale occidentale e orientale, tra Darwin (12ºS, 131ºE) e Tahiti (17ºS, 149ºW) (Walker 1923, 1924).Il ciclo ENSO oscilla tra fasi calde (El Niño) e fredde (La Niña), con un periodo che va da 2 a 7 anni. Le anomalie legate all’ENSO, come le SSTA, iniziano a svilupparsi tra luglio e ottobre e raggiungono la loro fase matura durante l’inverno boreale (NH), tra novembre e febbraio (Rasmusson e Carpenter 1982).Il fenomeno ENSO è associato a impatti climatici a livello globale (Trenberth et al. 1998; Alexander et al. 2002). I primi studi hanno mostrato anomalie di precipitazione e di temperatura superficiale su larga scala legate all’ENSO sia in Australia che in diverse regioni comprese tra il Nord e il Sud America e nel subcontinente indiano (Ropelewski e Halpert 1987, 1989; Aceituno 1988; Kiladis e Diaz 1989; Halpert e Ropelewski 1992).Una rappresentazione schematica delle anomalie di temperatura e precipitazione associate agli episodi ENSO caldi che si verificano durante l’inverno del NH, è mostrata nella Figura 1.1. Impatti sono stati osservati anche su Europa e Africa (Lloyd-Hughes e Saunders 2002; Moron e Plaut 2003).
El Niño
In condizioni normali gli alisei o trade winds soffiano verso ovest nel Pacifico tropicale e questo flusso pressoché continuo genera una circolazione oceanica (circolazione di Walker) che determina un accumulo di acqua sulla costa occidentale del Pacifico. La circolazione di Walker provoca anche temperature superficiali dell’acqua del Pacifico occidentale maggiori di circa 8 °C rispetto a quella delle coste orientali, dove il deflusso delle acque superficiali viene compensato dalla risorgiva di acque fredde profonde. Queste acque fredde sono ricche di nutrienti e risalendo fino a circa 50 m di profondità sostengono la vita marina del Pacifico orientale. Durante un fenomeno di El Niño gli alisei nella parte centro-occidentale del Pacifico tropicale diminuiscono di intensità indebolendo la circolazione oceanica descritta in precedenza. La conseguenza di ciò è un riscaldamento delle acque superficiali nel Pacifico orientale.(Bjerknes 1969). Ciò è illustrato nella figura 1.2, la quale mostra temperature superficiali del mare (SST) positive durante un tipico evento di El Niño nel Pacifico equatoriale orientale, associate a uno stress anomalo causato da venti superficiali occidentali.
Questi cambiamenti nei trade winds ossia gli alisei spostano la zona convettiva climatologica, che è situata sul Pacifico occidentale, verso est. Allo stesso modo, anche la circolazione di Walker, guidata termicamente, viene trasportata verso est dal continente marittimo verso l’Oceano Pacifico orientale (Walker e Bliss 1932). In questa regione, l’eccesso di rilascio di calore latente porta ad un aumento della convezione profonda e delle precipitazioni sul Pacifico centrale e orientale, causando un riscaldamento dell’atmosfera e una divergenza della troposfera superiore. Questi cambiamenti da inverni caratterizzati da condizioni di enso neutrali , a condizioni ENSO calde, sono illustrati nella Figura 1.3.
La risposta atmosferica al riscaldamento tropicale è descritta da GillMatsuno (Matsuno 1966; Gill 1980). Essa è caratterizzata da due anticicloni su entrambi i lati dell’equatore nella troposfera superiore e due cicloni nella troposfera inferiore. Le onde Kelvin equatoriali si propagano verso est e causano correnti easterly ad est della fonte di riscaldamento, mentre le onde Rossby si propagano verso ovest e sono associate a correnti westerly ad ovest della fonte di riscaldamento. .Allo stesso tempo, il ramo downwelling della cella meridiana di Hadley si rafforza (Reiter 1978), con conseguente anomala convergenza troposferica nei getti subtropicali occidentali, dove il forcing delle onde di Rossby extratropicali risulta più efficace (Sardeshmukh e Hoskins 1988). Infatti, associato al ramo downwelling più forte della circolazione di Hadley, la divergenza nella troposfera superiore tropicale e la convergenza nella regione subtropicale sono potenziate, innescando il forcing delle onde di Rossby nelle regioni subtropicali verso le alte latitudini (Hoskins e Karoly1981).Queste onde di Rossby hanno un impatto sul sistema di bassa pressione delle Aleutine nella regione del Pacifico settentrionale, inducendo un approfondimento e uno spostamento verso sud del minimo delle Aleutine (Horel e Wallace 1981; Hoskins e Karoly 1981). L’illustrazione di Shukla e Wallace (1983) nella figura 1.4 mostra i pattern di teleconnessione che si vengono a creare a seguito di un riscaldamento del Pacifico equatoriale, in termini di anomalie di altezza geopotenziale nella parte superiore della troposfera.Ai tropici, lo schema descritto da GillMatsuno mostra la presenza di anticicloni nella troposfera superiore. Negli extratropici, in relazione alla modulazione del minimo delle Aleutine, anomalie negative di altezza geopotenziale appaiono sul Pacifico settentrionale e sugli Stati Uniti sudorientali (USA) e anomalie positive si trovano sul Canada occidentale. Questo modello, che risulta potenziato durante gli inverni caratterizzati da El Niño, è noto come PNA (Inglese: Pacific–North America ovvero Oceano Pacifico – Nord America) (Wallace e Gutzler 1981). https://legacy.climate.ncsu.edu/climate/patterns/pna
l ENSO è una teleconnessione atmosferica accoppiata tra atmosfera e oceano che presenta appunto una componente oceanica, chiamata El Niño o La Niña, caratterizzati il primo da un riscaldamento e la seconda da un raffreddamento della temperatura delle acque superficiali dell’Oceano Pacifico centro-orientale in zona tropicale (intorno al tropico del Capricorno), e una componente atmosferica, chiamata Oscillazione Meridionale, caratterizzata da variazioni dei livelli di pressione nell’area del Pacifico centro-occidentale.
Le caratteristiche dell’atmosfera e dell’oceano indicano che le condizioni di La Niña persistono nel Pacifico equatoriale.
È probabile che le condizioni di La Niña persistano fino all’inizio dell’estate boreale (70%).
È altrettanto probabile (50%) che persistano condizioni di La Niña o che prevalgano condizioni ENSO neutre fino all’autunno boreale.
Nel mese di APRILE 2022, SST inferiori alla media sono state rilevate nella regione NINO.3 con una una deviazione didi -1,0°C.
La SST è la temperatura media mensile della superficie del mare nella zona NINO.3 (5°N-5°S, 150°W-90°W). L anomalia della temperature della superficie del mare nella regione NINO.3 è definita come la differenza tra la temperatura media mensile della superficie del mare e la media climatologica basata sull’ultimo periodo mobile di 30 anni.La JMA stabilisce che si è in presenza di un evento di El Niño (La Niña) quando la temperatura della superficie oceanica nella parte centrale dell’Oceano Pacifico manifesta un incremento di almeno 0,5°C per un un periodo di tempo non inferiore ai 5 mesi. Se invece la temperatura è inferiore alla media stagionale di almeno 0,5°C nello stesso periodo, si è in presenza della fase opposta detta Niña. Le medie di cinque mesi sottolineate mostrano valori superiori a +0,5°C e i valori in corsivo inferiori a -0,5°C. Per ultimo i valori della temperatura della superficie del mare (SST) e del Southern Oscillation Index (SOI) .
Per quanto riguarda il Pacifico equatoriale, le SST sono state inferiori alla norma nelle zone centrali e orientali.
SST e anomalie medie mensili nell’Oceano Pacifico e Indiano. Il periodo di base per i valori normali è 1991-2020.
Le temperature registrate al di sotto della superficie marina , sono state superiori alla norma nella parte occidentale e inferiori alla norma nella parte orientale.
Figura 5 Sezioni trasversali della temperatura e delle anomalie lungo l’equatore negli oceani Indiano e Pacifico, realizzate dall’Ocean Data Assimilation System in profondità. Il periodo di base per i valori normali è 1991-2020.
Fig.7 Sezione temporale delle anomalie del contenuto di calore dell’oceano (OHC; temperatura mediata verticalmente nei primi 300 m ) lungo l’equatore negli oceani Indiano e Pacifico grazie all’Ocean Data Assimilation System. Il periodo di base per i valori normali è 1991-2020.
Nell’atmosfera, l’attività convettiva vicino alla linea di demarcazione sul Pacifico equatoriale è stata inferiore alla norma e i venti orientali nella bassa troposfera (cioè gli alisei) sul Pacifico equatoriale centrale sono stati più forti del normale.
Fig.8 Serie temporali dell’indice OLR intorno alla linea di demarcazione internazionale (OLR-DL), dell’indice del vento zonale equatoriale a 200 hPa nel Pacifico centrale (U200-CP), dell’indice del vento zonale equatoriale a 850 hPa nel Pacifico centrale (U850-CP) e dell’indice del vento zonale equatoriale a 200 hPa nell’Oceano Indiano (U200-IN) (dall’alto in basso). Il periodo di riferimento per i valori normali è 1991-2020. Le aree ombreggiate in rosso indicano i periodi di El Niño e in blu i periodi di La Niña.
Fig.9 Media mensile della radiazione a onde lunghe (OLR) e anomalie. Il periodo di riferimento per i valori normali è 1991-2020. I dati originali sono stati forniti dal NOAA.
Fig.10 Sezioni trasversali temporali delle anomalie delle velocità potenziali a 200 hPa (a sinistra) e delle anomalie del vento zonale a 850 hPa (a destra) lungo l’equatore. Il periodo di base per i valori normali è 1991-2020.
Questi modelli a livello atmosferico e oceanico sono coerenti con le caratteristiche osservate nei passati eventi di La Niña e suggeriscono che le condizioni di La Niña persistono nel Pacifico equatoriale.
Il volume di acqua calda che si osserva al di sotto della superficie oceanica nel Pacifico equatoriale occidentale dovrebbe spostarsi verso est e le SST nelle zone orientali dovrebbero aumentare leggermente durante l’estate boreale. Il sistema di previsione stagionale ensemble JMA prevede che la SST nella regione NINO.3 aumenterà leggermente nell’estate boreale e poi rimarrà a circa -0,5°C fino all’autunno boreale.
Fig.11 Previsione della deviazione SST per la regione NINO.3 da parte del sistema di previsione stagionale ensemble.
In sintesi, è probabile che le condizioni di La Niña (70%) persistano fino all’inizio dell’estate boreale. In seguito, è altrettanto probabile (50%) che le condizioni di La Niña persistano o che prevalgano condizioni ENSO-neutrali fino all’autunno boreale.
Fig.1 Deviazione media di cinque mesi delle SST per la zona NINO.3 prevista dal sistema di previsione stagionale d’ensemble di JMA (JMA/MRI-CPS3). I punti rossi indicano i valori osservati, le caselle le previsioni. Ogni casella indica l’intervallo in cui il valore è contenuto con una probabilità del 70%.
Fig.2 Probabilità di previsione dell’ENSO basate su JMA/MRI-CPS3.
Le barre rosse, gialle e blu indicano la probabilità che la media mobile di cinque mesi della deviazione della SST NINO.3 rispetto all’ultima media mobile trentennale sia pari o superiore a +0,5°C (El Niño), compresa tra +0,4°C e -0,4°C (ENSO neutrale) o inferiore a -0,5°C (La Niña). Le etichette in carattere chiaro indicano i mesi passati, quelle in grassetto i mesi attuali e futuri.
[Western Pacific and Indian Ocean]
Il valore di SST mediato per area nella regione del Pacifico occidentale tropicale (NINO.WEST) è stato inferiore alla norma nel mese di aprile.
Fig.3 Serie temporali delle deviazioni della temperatura superficiale del mare (SST) dalla media climatologica basate sull’ultimo periodo mobile di 30 anni per NINO.3 (2° pannello), Indice di Oscillazione Meridionale (3° pannello), deviazioni SST per NINO.WEST (4° pannello) e deviazioni SST per IOBW (pannello inferiore). (ogni regione è mostrata nel pannello superiore).
Le linee sottili indicano una media mensile, le curve spesse smussate indicano una media mobile di cinque mesi. Le aree ombreggiate in rosso indicano i periodi di El Niño e in blu i periodi di La Niña.
È probabile che l’indice sia vicino o inferiore alla norma fino all’autunno boreale.
Fig.12 Previsione della deviazione SST per NINO.WEST da parte del sistema di previsione stagionale ensemble.
La media areale delle SST nella regione tropicale dell’Oceano Indiano (IOBW) è stata vicina alla normalità nel mese di aprile.
È probabile che l’indice sia vicino o inferiore alla norma fino all’autunno boreale.
Fig.13 Previsione della deviazione SST per IOBW da parte del sistema di previsione stagionale ensemble.
(Impatto)
Le seguenti condizioni meteorologiche osservate nel mese di aprile sono simili a quelle sperimentate in aprile durante i passati eventi di La Niña.
- Temperature inferiori alla media nella penisola indocinese e dal Cile alla parte settentrionale del Perù.
Le previsioni climatiche stagionali per il Giappone sono disponibili https://ds.data.jma.go.jp/tcc/tcc/products/japan/index.html .
Le analisi di sintesi degli impatti dell’ENSO sono disponibili qui https://ds.data.jma.go.jp/tcc/tcc/products/climate/ENSO/index.htm .