Un Sistema di Classificazione di Allerta per il Monitoraggio e la Valutazione del Ciclo ENSO
V. E. Kousky e R. W. Higgins
Centro di Previsione Climatica, Camp Springs, Maryland
(Manoscritto ricevuto il 9 marzo 2006, in forma definitiva il 13 luglio 2006)
RIASSUNTO
Viene introdotto un sistema di classificazione di allerta per il ciclo ENSO. Il sistema comprende avvisi di osservazione, avvisi e una scala di intensità a cinque classi per le fasi calde e fredde del ciclo ENSO. Un avviso di osservazione viene emesso quando le condizioni sono favorevoli alla formazione di un El Niño o La Niña nei prossimi 6 mesi. Un avviso viene emesso quando sono presenti le condizioni di El Niño o La Niña, basate sulle definizioni operative della NOAA. La scala di intensità, denominata Scala di Intensità ENSO (EIS), è utilizzata per le valutazioni operative e retrospettive dell’intensità degli episodi caldi (El Niño) e freddi (La Niña), senza essere prescrittiva riguardo alle anomalie o agli impatti correlati all’ENSO. Il Bollettino di Diagnostica Climatica mensile del Centro di Previsione Climatica (CPC) e le Discussioni Diagnostiche ENSO serviranno come principali veicoli per la diffusione delle informazioni in tempo reale riguardo allo stato di allerta ENSO alla comunità scientifica e al pubblico in generale. Un metodo oggettivo che collega l’EIS alle anomalie è utilizzato per valutare gli effetti degli episodi caldi e freddi. Il metodo è illustrato utilizzando le precipitazioni nei Tropici e nelle subtropiche globali e negli Stati Uniti continentali. La metodologia è abbastanza generale e può essere utilizzata per correlare il ciclo ENSO ad altre quantità.
1. Introduzione
C’è una grande diversità nel significato di El Niño in diverse parti del mondo. Per chi vive in Ecuador e Perù, El Niño rappresenta un anomalo riscaldamento della temperatura della superficie del mare lungo la costa occidentale del Sud America (ad esempio, Wyrtki 1975) che si accompagna a una perdita di entrate dalla pesca e a piogge torrenziali (ad esempio, Nash 2002). Per loro, El Niño è un fenomeno locale. Tuttavia, per la maggior parte del mondo, El Niño è considerato un riscaldamento anomalo più esteso delle acque equatoriali del Pacifico che ha una firma riconoscibile nei modelli globali di pressione atmosferica (ad esempio, Walker e Bliss 1932; Troup 1965; Berlage 1966; Bjerknes 1966, 1969), circolazione atmosferica (ad esempio, Arkin 1982), precipitazioni e temperatura (ad esempio, Caviedes 1973; Hastenrath e Heller 1977; Rasmusson e Carpenter 1983; Bhalme et al. 1983; Kousky et al. 1984; Ropelewski e Halpert 1986, 1987; Aceituno 1988; Kiladis e Diaz 1989; Halpert e Ropelewski 1992). Negli ultimi decenni, questo riscaldamento a livello di bacino e le relative anomalie globali sono stati al centro dell’attenzione scientifica per stabilire osservazioni in tempo reale migliorate (ad esempio, Hayes et al. 1991) e per sviluppare modelli accoppiati e tecniche statistiche per previsioni stagionali accurate (ad esempio, Cane et al. 1986; Cane e Zebiak 1987; Zebiak e Cane 1987; Barnett et al. 1988; Penland e Magorian 1993; Barnston et al. 1999; Leetmaa 1999). Durante lo stesso periodo, gli scienziati hanno sviluppato il concetto del ciclo di oscillazione meridionale di El Niño (ENSO). Le caratteristiche del ciclo ENSO includono una fase calda (El Niño), che si verifica a intervalli irregolari di circa ogni 4-5 anni, una fase fredda (La Niña) e periodi di transizione intermedi caratterizzati da temperature oceaniche vicine alla media.
La transizione da El Niño a La Niña tende ad essere piuttosto rapida, mentre la transizione da La Niña a El Niño tende ad essere più graduale. La variabilità sub-stagionale, risultante da una varietà di fenomeni (ad esempio, l’oscillazione di Madden-Julian, il blocco delle medie latitudini, i sistemi di bassa e alta pressione transitori delle medie latitudini e le tempeste tropicali), influenza il tempismo e il tasso di transizione da El Niño a La Niña, e viceversa (ad esempio, Zhang et al. 2001). El Niño e La Niña sono correlati a cambiamenti nell’intensità e nell’estensione spaziale della lingua fredda equatoriale oceanica, che è una caratteristica climatologica della temperatura della superficie del mare nel Pacifico centrale e orientale. Durante El Niño la lingua fredda è più debole della media e più limitata all’est equatoriale del Pacifico. La lingua fredda può effettivamente scomparire durante gli episodi più forti di El Niño. Al contrario, durante La Niña la lingua fredda è più forte e si estende più a ovest della media.
Storicamente, gli scienziati hanno classificato l’esistenza e l’intensità di El Niño basandosi su anomalie della temperatura della superficie del mare (SST) in una certa regione del Pacifico equatoriale o su una misura dell’Oscillazione Meridionale, come l’indice dell’Oscillazione Meridionale di Tahiti-Darwin (SOI) (ad esempio, Troup 1965; Ropelewski e Halpert 1986, 1987), soddisfacendo una soglia preselezionata. Le regioni SST più comunemente usate sono Niño-3 (5°N–5°S, 90°–150°W) e Niño-3.4 (5°N–5°S, 120°–170°W) (ad esempio, Trenberth e Hoar 1996; Trenberth 1997; Barnston et al. 1997). Barnston et al. (1997), nel loro studio sull’importanza delle varie regioni nel Pacifico equatoriale relative al ciclo ENSO, hanno scoperto che un indice delle anomalie SST nella regione Niño-3.4 è altamente appropriato come indice SST generale dello stato del ciclo ENSO.Poiché quella regione comprende la metà occidentale della lingua fredda equatoriale, fornisce una buona misura delle variazioni importanti nella temperatura della superficie del mare (SST) e nei gradienti di SST che influenzano i modelli di convezione tropicale profonda e di circolazione atmosferica, che sono correlati a spostamenti nei getti a getto e nei modelli di temperatura e precipitazioni in tutto il mondo.
Recentemente, il Gruppo Direttivo Scientifico del Programma di Ricerca sul Clima Mondiale ha incaricato il Programma di Variabilità e Prevedibilità Climatica (CLIVAR) del Gruppo di Lavoro sulla Previsione da Stagionale a Interannuale (WGSIP) di affrontare il problema che non esiste una definizione universalmente accettata di El Niño. Il gruppo di lavoro ha sostenuto che una definizione di El Niño comunemente utilizzata dovrebbe avere un beneficio in tempo reale. Basandosi su uno studio della caratterizzazione di ENSO utilizzando un approccio multi-indice, si è concluso che l’indice Niño-3.4 contiene le informazioni di base sullo stato dell’Oceano Pacifico tropicale come influisce su ENSO e si relaziona al clima globale.
Il gruppo di lavoro ha discusso le potenziali definizioni basate sull’indice Niño-3.4. Le questioni principali erano le potenziali categorie, il periodo di mediazione (o base), e se la definizione dovesse includere effetti o impatti correlati a ENSO. Il WGSIP ha concordato di definire un indice oceanico numerico continuo, basato sulla regione Niño-3.4, che è destinato a caratterizzare lo stato del Pacifico tropicale in relazione a ENSO, ma evita “categorie” e non tenta di implicare direttamente effetti climatici locali e remoti.Il rapporto completo del WGSIP può essere ottenuto dall’Ufficio del Progetto Internazionale CLIVAR (disponibile per posta dall’Ufficio del Progetto CLIVAR, Empress Dock, Southampton SO14 3ZH, Regno Unito) o dal sito Web internazionale CLIVAR (online su http://www.clivar.org).
Seguendo la raccomandazione del WGSIP, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) ha sviluppato un indice oceanico continuo [denominato Oceanic Niño Index (ONI)] come principale misura per monitorare, valutare e prevedere l’ENSO (vedi sezione 2). Tuttavia, la NOAA ha riconosciuto la necessità di definizioni operative di El Niño e La Niña che potessero essere utilizzate in valutazioni esperte in tempo reale. Queste definizioni sono basate sull’ONI (sezione 3) e sono alla base di un sistema di classificazione di allerta ENSO (sezione 4) che include avvisi di osservazione e consigli per El Niño/La Niña. Una semplice scala di intensità a cinque classi, la Scala di Intensità ENSO (EIS), per le fasi positive e negative del ciclo ENSO basata su intervalli dell’ONI standardizzato, è introdotta nella sezione 4.
Un metodo oggettivo che collega l’EIS alle anomalie delle precipitazioni è utilizzato in analisi retrospettive per valutare gli effetti degli episodi di El Niño e La Niña (sezione 5). Il metodo è illustrato utilizzando i percentili di precipitazione nei Tropici globali e nelle subtropiche e compositi di anomalie di precipitazione per gli Stati Uniti contigui. La metodologia è abbastanza generale e può essere applicata ad altre quantità correlate al ciclo ENSO. Mentre uragani e tornado hanno principalmente effetti negativi, El Niño e La Niña hanno effetti sia positivi che negativi. Il nostro metodo oggettivo include sia anomalie positive che negative, e può essere utilizzato per mostrare che gli episodi più forti di El Niño e La Niña tendono ad essere associati alla maggiore copertura areale frazionale delle anomalie di precipitazione, anche se episodi di El Niño e La Niña di intensità equivalente non producono, in generale, anomalie della stessa magnitudine.
2. Indice Oceanico Niño
In conformità con le raccomandazioni del CLIVAR WGSIP, la NOAA ha sviluppato un indice oceanico come misura principale per il monitoraggio, la valutazione e la previsione dell’ENSO. Nello sviluppo dell’indice, la NOAA ha consultato ampiamente esperti interni ed esterni per raggiungere un consenso ragionevole. Questo indice, denominato ONI, è definito come i valori medi trimestrali delle deviazioni della temperatura superficiale del mare (SST) dalla media nella regione Niño-3.4. È calcolato da un insieme di analisi storiche omogenee delle SST [il dataset Extended Reconstructed SST (ERSST.v2); la metodologia è discussa in Smith e Reynolds (2003)]. Così, l’ONI può essere utilizzato per collocare le condizioni attuali in una prospettiva storica appropriata. Al momento di questa scrittura, il periodo base per il calcolo delle deviazioni SST è 1971–2000. I valori numerici dell’ONI per ogni stagione trimestrale dal 1950 sono disponibili sul sito web del Climate Prediction Center (CPC) (http://www.cpc.ncep.noaa.gov).
Alcuni vantaggi dell’ONI includono i seguenti:
(a) è facilmente disponibile in tempo quasi reale e basato su una misura accettata a livello internazionale dello stato dell’Oceano Pacifico tropicale (le deviazioni di SST nella regione Niño-3.4), (b) può essere collegato ai modelli globali di temperatura e precipitazioni, e (c) permette un facile confronto con precedenti episodi caldi e freddi senza essere prescrittivo riguardo agli effetti.
Il CPC attualmente utilizza questo indice per valutare lo stato del ciclo ENSO e per monitorare e prevedere le condizioni calde (El Niño) e fredde (La Niña). Questo indice e altri indici oceanici e atmosferici esistenti sono inclusi nelle valutazioni diffuse agli utenti tramite il Bollettino Mensile di Diagnostica Climatica e la Discussione Diagnostica Mensile ENSO, entrambi disponibili sul sito web del CPC (http://www.cpc.ncep.noaa.gov).
Una considerazione importante nello sviluppo dell’ONI è stata la selezione del dataset SST da utilizzare. Alcune caratteristiche desiderabili includono (a) una tecnica di analisi comune per l’intero periodo di registrazione, (b) che sia aggiornato in tempo reale, e (c) che ci siano minime differenze rispetto alle analisi operative dei Centri Nazionali per le Previsioni Ambientali (NCEP) basate sull’interpolazione ottimale (SSTOI) per il periodo di sovrapposizione (1982-presente). Basandosi su questi criteri, il dataset Extended Reconstructed SST (ERSST.v2) (Smith e Reynolds 2003) è stato determinato come il miglior dataset disponibile, poiché soddisfa tutte e tre le caratteristiche desiderate. Per il periodo 1950-presente, il dataset ERSST.v2 è consistente con un altro dataset SST ricostruito ampiamente utilizzato prodotto dal Hadley Centre in Gran Bretagna (HadISST). Le analisi ERSST.v2 sono più lisce (meno rumorose) rispetto ai dati HadISST (Smith e Reynolds 2003) e sono aggiornate in tempo reale dal National Climatic Data Center (NCDC). Prima del 1950 i due dataset differiscono sostanzialmente, soprattutto alla fine del 1800 e all’inizio del 1900. Data l’incertezza nelle analisi nel 1800 e nella prima metà del ventesimo secolo, abbiamo scelto di limitare la nostra analisi al periodo dal 1950.
Le analisi ERSST.v2 sono state confrontate con le analisi operative SSTOI per determinare se le differenze fossero accettabili. Le differenze tra le due analisi sono maggiori nella regione della lingua fredda equatoriale orientale, dove le analisi ERSST.v2 sono più calde delle analisi SSTOI di una media tra 0,1° e 0,4°C. Le differenze medie tra gli indici Niño derivati dalle due analisi sono dell’ordine di 0,2°C o meno in tutte le regioni, eccetto per la regione Niño-1-2 (Fig. 1). Le differenze hanno l’intervallo complessivo più piccolo nella regione Niño-3.4, che è utilizzata per definire l’ONI. C’è un significativo ciclo annuale nelle differenze, specialmente per la regione Niño-1-2, dovuto alle differenze nel carattere della lingua fredda nelle due analisi. La lingua fredda equatoriale nell’oceano Pacifico orientale è meglio definita nelle analisi SSTOI grazie all’uso di dati satellitari ad alta risoluzione, che non sono utilizzati nelle analisi ERSST.v2. Di conseguenza, le analisi ERSST.v2 sono generalmente più calde nella regione della lingua fredda, specialmente durante il periodo luglio-ottobre quando la lingua fredda è stagionalmente più pronunciata.
Un’altra considerazione è stata la selezione del periodo base per il calcolo delle deviazioni delle SST. I valori medi del periodo base per il 1971-2000 (30 anni) e 1951-2000 (50 anni) sono stati calcolati utilizzando il dataset ERSST.v2. Le differenze tra i valori medi dei due periodi base sono generalmente inferiori a 0,2°C nel Pacifico equatoriale (Fig. 2), con i valori medi di 30 anni più caldi nel Pacifico tropicale orientale. Le differenze sono molto vicine allo zero nella regione Niño-3.4. Pertanto, abbiamo deciso di seguire la raccomandazione dell’Organizzazione Meteorologica Mondiale (WMO) di utilizzare il periodo base più breve (30 anni) come riferimento per il calcolo delle anomalie (deviazioni dalla media). Anche se le tendenze delle SST nella regione Niño-3.4 sono piccole in confronto ad altre parti del Pacifico equatoriale durante il periodo 1950-presente, è possibile che in futuro si possa sviluppare una tendenza significativa in questa regione. L’effetto che una tale tendenza potrebbe avere sulle definizioni operative per El Niño e La Niña (nella prossima sezione) è al di fuori dell’ambito di questo documento.
3. Definizioni operative di El Niño e La Niña
Per l’uso in analisi retrospettive, la comunità di ricerca ha sviluppato definizioni per le fasi estreme (El Niño e La Niña) del ciclo ENSO, basate su condizioni oceaniche e/o atmosferiche specificate che durano per un certo periodo di tempo. Tuttavia, queste definizioni non possono essere applicate in tempo reale durante le fasi di transizione del ciclo ENSO. Per affrontare questo problema, la NOAA ha sviluppato definizioni operative per El Niño e La Niña da utilizzare nella preparazione di valutazioni climatiche in tempo reale. Valutazioni esperte accurate riguardo al ciclo ENSO richiedono conoscenza delle condizioni attuali e della recente evoluzione di una vasta gamma di variabili atmosferiche e oceaniche, non solo dell’ultima anomalia della SST in una regione specifica del Pacifico tropicale. Inoltre, gli autori riconoscono che definizioni diverse, diverse da quelle sottostanti, potrebbero essere più appropriate per determinate aree, come la costa occidentale (Perù ed Ecuador) del Sud America.Le definizioni operative della NOAA per El Niño e La Niña sono basate sull’ONI come segue: El Niño è caratterizzato da un ONI positivo maggiore o uguale a +0.5°C e La Niña è caratterizzata da un ONI negativo minore o uguale a -0.5°C. Per essere classificato come un episodio di El Niño, queste condizioni devono essere soddisfatte per un periodo di almeno cinque mesi consecutivi; gli episodi caldi e freddi storici sono elencati nella Tabella 1. Queste definizioni identificano tutti gli episodi comunemente accettati a partire dal 1950 (Fig. 3). Anche se non classificati come episodi, gli eventi di durata più breve (che durano meno di cinque mesi consecutivi) nel registro storico non dovrebbero essere ignorati, in quanto possono essere correlati a significative anomalie di precipitazioni e temperatura per alcune aree. Per questi eventi di durata più breve, si utilizzano termini come “condizioni di El Niño” o “condizioni di La Niña“.
La Figura 1 mostra le differenze medie su base trimestrale (°C) tra l’analisi operativa oceanica (OI) e il dataset ERSST.v2 dal 1982 per le regioni Niño, specificamente:
- Niño 1+2 (10°S–0°, 90°–80°W)
- Niño 3 (5°S–5°N, 150°–90°W)
- Niño 3.4 (5°S–5°N, 170°–120°W)
- Niño 4 (5°S–5°N, 160°E–150°W)
Le differenze sono rappresentate graficamente come valori positivi (indicati con ombreggiatura scura) e negativi (indicati con ombreggiatura chiara). La linea nera spessa in ciascun grafico indica la differenza media per il periodo mostrato.
Analisi dei grafici:
- Niño 4: Mostra relativamente meno variazione nelle differenze rispetto alle altre regioni, con una predominanza di valori positivi.
- Niño 3: Presenta una variazione considerevole, con prevalenza di valori negativi, indicando che l’ERSST.v2 tende a essere più freddo rispetto all’analisi OI in questa regione.
- Niño 3.4: Ha una gamma di variazione più stretta rispetto a Niño 3, con una prevalenza di valori negativi.
- Niño 1+2: Questa regione mostra la variazione più ampia e più forte in termini negativi, suggerendo che l’ERSST.v2 è significativamente più freddo qui rispetto all’analisi OI.
In generale, i grafici illustrano le differenze sistematiche tra due metodi di analisi della temperatura superficiale del mare (SST), sottolineando come queste differenze possano variare in modo significativo da una regione all’altra del Pacifico equatoriale. Questo è cruciale per interpretare correttamente i dati SST e per valutare l’impatto su studi climatici e meteorologici correlati al fenomeno ENSO.
La Figura 2 mostra le differenze nelle temperature superficiali del mare (SST) tra due periodi base differenti, utilizzando il dataset ERSST.v2. Le differenze sono calcolate sottraendo i valori medi del periodo 1951–2000 da quelli del periodo 1971–2000, con i risultati espressi in decimi di grado Celsius.
Analisi della mappa:
- Le aree colorate in blu mostrano dove le temperature medie del periodo 1971–2000 sono state più fredde rispetto al periodo 1951–2000.
- Le aree in giallo e arancione indicano regioni dove le temperature medie del periodo 1971–2000 sono state più calde rispetto al periodo 1951–2000.
- L’intensità del colore corrisponde alla magnitudine della differenza di temperatura: i colori più scuri indicano differenze maggiori.
La mappa copre l’area dell’Oceano Pacifico e parte dell’Indiano e mostra che ci sono variazioni significative nelle differenze di temperatura da una regione all’altra. Ad esempio:
- Una grande area nell’oceano Pacifico orientale vicino alla costa dell’America del Sud mostra un riscaldamento notevole (arancione).
- Alcune parti del Pacifico centrale e occidentale mostrano raffreddamento (blu).
Queste variazioni possono essere indicative di cambiamenti nei modelli climatici o oceanici tra i due periodi e possono influenzare l’analisi delle condizioni climatiche, come El Niño e La Niña, che sono strettamente legate alle temperature superficiali del mare nell’Oceano Pacifico equatoriale.
4. Sistema di classificazione di allerta ENSO
I fenomeni di El Niño e La Niña, che sono gli estremi del ciclo ENSO, rappresentano le fonti più importanti per la parte prevedibile della variabilità climatica interannuale. Dagli inizi degli anni ’80, il CPC ha documentato regolarmente lo stato del sistema climatico globale, con un focus sulle condizioni climatiche del Pacifico tropicale. Come accennato in precedenza, il CPC ha istituito il Bollettino Mensile di Diagnostica Climatica e gli avvisi/discussioni ENSO per fungere da veicoli per la diffusione in tempo reale delle informazioni sullo stato del sistema climatico globale alla comunità scientifica e al pubblico in generale. Questo sforzo di monitoraggio in tempo reale è migliorato negli ultimi due decenni grazie al miglioramento delle osservazioni satellitari e in situ e agli estesi sforzi di ricerca focalizzati sulla comprensione della dinamica dell’accoppiamento oceano-atmosfera.
A metà degli anni ’80, il CPC ha sperimentato il concetto di un sistema di allerta e avviso per El Niño. Nel febbraio 1986, il CPC ha emesso un’allerta per El Niño basata su tendenze osservate nel modello di SST. Il CPC ha fatto attenzione a precisare che l’allerta non implicava una previsione che le condizioni di El Niño si sarebbero effettivamente sviluppate [anche se l’El Niño del 1986–88 si verificò da agosto–ottobre (ASO) 1986 a gennaio–marzo (JFM) 1988]. Nel marzo 1986 fu emesso il primo avviso diagnostico ENSO. L’avviso discuteva le condizioni attuali e le recenti tendenze osservate nel Pacifico tropicale. Successivamente, un avviso diagnostico ENSO fu emesso quando necessario tra marzo 1986 e luglio 2000.
Dal luglio 2000, il CPC ha emesso regolarmente discussioni diagnostiche mensili sull’ENSO basate sulle ultime osservazioni oceaniche e atmosferiche e sulle previsioni delle temperature superficiali del mare (SST) del Pacifico tropicale. Attualmente, queste discussioni sono uno sforzo congiunto della NOAA e delle sue istituzioni finanziate (Centro di Previsione Climatica, Centro di Diagnostica Climatica, Istituto Internazionale di Ricerca per il Clima e la Società, ecc.). Per uragani, tornado e tempeste invernali, sono state sviluppate procedure operative per l’emissione di avvisi e allarmi e per le valutazioni della loro intensità. Procedure operative simili sono proposte per El Niño e La Niña (Tabella 2). Una distinzione importante è che saranno emessi avvisi (non allarmi) per El Niño e La Niña. Il termine “allarme” ha una connotazione negativa, quindi è appropriato per uragani, tornado e tempeste invernali che hanno prevalentemente effetti negativi. D’altra parte, il termine “avviso” è neutro e, quindi, più appropriato per gli episodi di El Niño e La Niña, che hanno effetti sia positivi che negativi. Ad esempio, Changnon (2000) ha sostenuto che la conoscenza anticipata dell’El Niño del 1997/98 è stata un fattore nel risparmio di miliardi di dollari sia nell’economia degli Stati Uniti che all’estero. Quindi, la conoscenza anticipata dell’ENSO può risultare in significative opportunità per molte componenti regionali e settoriali dell’economia (ad esempio, energia, agricoltura, pesca, silvicoltura, risorse idriche e salute).
Le procedure operative utilizzate per emettere avvisi e allarmi di El Niño/La Niña, come elencato nella Tabella 2, sono le seguenti.
Allerta El Niño/La Niña: Un’allerta di El Niño o La Niña viene emessa quando le condizioni sono favorevoli per la loro formazione nei prossimi 6 mesi. Una valutazione dell’evoluzione recente e delle condizioni attuali, insieme alle informazioni di previsione fornite da modelli statistici e dinamici accoppiati, sono utilizzate per determinare che un’allerta debba essere emessa. La Discussione Diagnostica ENSO e il Bollettino di Diagnostica Climatica fungono da veicoli per la diffusione delle informazioni sull’allerta.
Avviso El Niño/La Niña: Un avviso di El Niño o La Niña viene emesso una volta che le definizioni della NOAA per le condizioni di El Niño o La Niña (sezione 3) sono soddisfatte e si prevede un ulteriore sviluppo o persistenza. L’avviso dovrebbe rimanere in vigore fino a quando le condizioni di El Niño o La Niña non sono terminate. La Discussione Diagnostica ENSO e il Bollettino di Diagnostica Climatica fungono da veicoli principali per la diffusione delle informazioni degli avvisi.Intensità di El Niño/La Niña: Una semplice scala di intensità a cinque classi (denominata EIS) è proposta per le valutazioni operative delle fasi calde e fredde del ciclo ENSO. L’EIS si ottiene raddoppiando i valori ONI standardizzati [ONI diviso per la deviazione standard (vedi Tabella 3) per ogni periodo di 3 mesi sovrapposto] e utilizzando gli intervalli specificati nella Tabella 4. L’uso dell’ONI standardizzato, piuttosto che dell’ONI stesso, comporta una ridotta stagionalità nella distribuzione dei valori nelle varie classi EIS. L’EIS consente un confronto immediato delle condizioni attuali con le condizioni del record storico. Il numero di episodi in ciascuna classe EIS per ciascuna delle stagioni sovrapposte di 3 mesi è mostrato nella Tabella 5. Per il periodo 1950–2005, il numero totale di stagioni che rientrano negli intervalli W2–W5, W1–C1 e C2–C5 sono rispettivamente 194 (28,9%), 260 (38,7%) e 218 (32,4%). Nella maggior parte dei casi, gli effetti globali dell’ENSO variano notevolmente per gli episodi deboli (cioè, episodi con piccoli valori EIS) e diventano maggiori e più consistenti da evento a evento per gli episodi forti (valori maggiori dell’EIS). Di conseguenza, le prospettive stagionali per la temperatura e le precipitazioni negli Stati Uniti (e altri predittori) diventano progressivamente più affidabili per valori più alti dell’EIS. Tuttavia, è importante riconoscere che gli effetti mondiali sui modelli di precipitazioni e temperatura a causa delle deviazioni delle SST variano notevolmente da luogo a luogo a seconda del periodo dell’anno (vedi sezione 5). Inoltre, gli effetti per le regioni al di fuori del Pacifico tropicale dipendono da complesse interazioni oceanico-atmosferiche e tropico-extratropicali, che non risultano in effetti simili per episodi di intensità simile.
La Tabella 1 elenca gli episodi storici di El Niño (fasi calde) e La Niña (fasi fredde) dal 1950. Ogni episodio è indicato con il range dei mesi durante i quali si è verificato.
Episodi caldi (El Niño):
- Gli episodi di El Niño sono periodi di riscaldamento anomalo delle acque superficiali dell’oceano nel Pacifico equatoriale orientale e centrale. Nella tabella, questi episodi sono elencati nella colonna di sinistra e includono range temporali che iniziano e terminano con specifiche combinazioni di mesi e anni, come “JAS 1951–NDJ 1951/52” che sta per luglio-agosto-settembre 1951 a novembre-dicembre-gennaio 1951/52.
Episodi freddi (La Niña):
- Gli episodi di La Niña sono caratterizzati da un raffreddamento anomalo delle stesse regioni oceaniche e sono elencati nella colonna di destra. Esempi includono “ASO 1949–FMA 1951“, che sta per agosto-settembre-ottobre 1949 a febbraio-marzo-aprile 1951.
Questi episodi sono di particolare interesse per i climatologi e i meteorologi perché influenzano significativamente i modelli climatici e meteorologici globali, causando variazioni nelle precipitazioni e nelle temperature in varie parti del mondo. La conoscenza di questi episodi aiuta a prevedere e mitigare gli impatti climatici e meteorologici a livello locale e globale.
La Figura 3 mostra l’evoluzione dell’Indice Niño Oceanico (ONI), che traccia le anomalie della temperatura della superficie del mare (SST) nella regione Niño 3.4 dal 1950 al 2010. Queste anomalie sono misurate in gradi Celsius e sono calcolate rispetto al periodo base 1971-2000.
Analisi del grafico:
- Scala degli Anni: Il grafico è diviso in tre pannelli, ciascuno mostrando un diverso intervallo di tempo (1950-1970, 1970-1990, 1990-2010), facilitando l’osservazione delle variazioni nell’arco di tempo più lungo.
- Anomalie di Temperatura: Le barre sopra e sotto la linea dello zero indicano le anomalie positive (sopra, in arancione) e negative (sotto, in blu) della temperatura della superficie del mare.
- Valori Positivi (Arancione): Indicano periodi di El Niño, durante i quali le temperature sono più calde del normale.
- Valori Negativi (Blu): Indicano periodi di La Niña, durante i quali le temperature sono più fredde del normale.
- Ampiezza delle Anomalie: L’ampiezza delle barre mostra l’intensità delle anomalie. Anomalie più grandi indicano episodi più intensi di El Niño o La Niña.
Questi dati sono fondamentali per comprendere l’impattato di El Niño e La Niña su scala globale, influenzando fenomeni climatici quali precipitazioni, temperature e persino eventi meteorologici estremi in varie parti del mondo. Questo indice è uno strumento cruciale per i ricercatori e meteorologi per monitorare e prevedere le variazioni climatiche interannuali.
La Tabella 2 presenta le procedure della NOAA per l’emissione di avvisi, allerte e comunicazioni per uragani/temporali tropicali, tornado, tempeste di neve del Nordest, e per El Niño–La Niña. Include anche le scale usate per classificare l’intensità di questi fenomeni.
Riepilogo delle sezioni principali della tabella:
- Rilevamento:
- Uragani/tempeste tropicali: Rilevati da aerei e satelliti.
- Tornado: Rilevati da radar Doppler e osservatori.
- Tempeste di neve del Nordest: Rilevati da satelliti, stazioni meteorologiche di superficie e osservazioni aeree.
- El Niño/La Niña: Rilevati da satelliti, boe oceaniche, osservazioni da navi e stazioni meteorologiche di superficie.
- Avvisi:
- Uragani/tempeste tropicali: Condizioni possibili entro 36 ore.
- Tornado: Condizioni favorevoli per lo sviluppo entro 6 ore.
- Tempeste di neve del Nordest: Condizioni favorevoli per accumulazione significativa di neve e vento freddo entro 36 ore.
- El Niño/La Niña: Condizioni favorevoli per la formazione entro i prossimi 6 mesi.
- Comunicazioni:
- Tempeste di neve del Nordest: Comunicazioni emesse per eventi che causano impatti significativi, ma non abbastanza gravi da giustificare allarmi.
- El Niño/La Niña: Comunicazioni emesse quando si formano condizioni di El Niño o La Niña secondo le definizioni della NOAA.
- Allarmi:
- Uragani/tempeste tropicali: Condizioni attese entro 24 ore.
- Tornado: Emessi quando un tornado è stato osservato o si prevede imminente.
- Tempeste di neve del Nordest: Emessi per eventi meteorologici invernali pericolosi.
- Classificazione dell’intensità:
- Uragani/tempeste tropicali: Scala Saffir-Simpson.
- Tornado: Scala Fujita.
- Tempeste di neve del Nordest: Valutazione dell’impatto e della quantità di neve.
- El Niño/La Niña: Valori standardizzati delle anomalie SST del Niño 3.4 region sono usati per classificare l’intensità usando la scala EIS.
Questa tabella fornisce un quadro chiaro di come la NOAA gestisce le diverse situazioni di emergenza climatica e meteorologica, utilizzando strumenti e scale specifiche per garantire una comunicazione efficace e tempestiva agli interessati.
La Tabella 3 mostra la deviazione standard delle anomalie della temperatura della superficie del mare (SST) calcolate per l’Indice Niño Oceanico (ONI) per ogni periodo sovrapposto di 3 mesi. La deviazione standard è un indice statistico che misura la variabilità o la dispersione dei valori di un insieme di dati. In questo contesto, indica quanto le anomalie della temperatura della superficie del mare variano da un periodo all’altro.
Ecco il dettaglio dei valori della deviazione standard per ciascun periodo di 3 mesi:
- DJF (Dicembre-Gennaio-Febbraio): 1.18 °C
- JFM (Gennaio-Febbraio-Marzo): 1.00 °C
- FMA (Febbraio-Marzo-Aprile): 0.79 °C
- MAM (Marzo-Aprile-Maggio): 0.68 °C
- AMJ (Aprile-Maggio-Giugno): 0.64 °C
- MJJ (Maggio-Giugno-Luglio): 0.68 °C
- JJA (Giugno-Luglio-Agosto): 0.74 °C
- JAS (Luglio-Agosto-Settembre): 0.81 °C
- ASO (Agosto-Settembre-Ottobre): 0.93 °C
- SON (Settembre-Ottobre-Novembre): 1.06 °C
- OND (Ottobre-Novembre-Dicembre): 1.18 °C
- NDJ (Novembre-Dicembre-Gennaio): 1.25 °C
I valori mostrano che la variabilità delle anomalie SST è generalmente più alta nei mesi invernali e più bassa durante i mesi di primavera e inizio estate. Questa informazione è cruciale per comprendere meglio l’intensità e la variabilità delle condizioni di El Niño e La Niña nel corso dell’anno, permettendo ai climatologi e meteorologi di fare previsioni più accurate.
5. Valutazioni delle condizioni e degli episodi di El Niño e La Niña Nel caso di uragani e tornado, i team di valutazione dei danni valutano i danni dopo un evento e poi classificano l’intensità utilizzando una scala di intensità oggettiva [cioè, la scala Saffir-Simpson (Simpson 1974) per gli uragani o la scala Fujita (Fujita 1971) per i tornado]. Nel caso degli uragani, ciò spesso comporta aggiustamenti delle stime preliminari dell’intensità che erano basate su venti di basso livello misurati da aerei, o su firme di nuvole osservate da satellite. Per esempio, l’uragano Andrew fu inizialmente classificato come un uragano di categoria 4 quando colpì la Florida meridionale. Tuttavia, la successiva valutazione dei danni ha supportato l’aggiornamento di Andrew a un uragano di categoria 5 (Changnon 2000).
Per le valutazioni operative dell’intensità delle condizioni e degli episodi di El Niño e La Niña, abbiamo introdotto una scala di intensità oggettiva basata su SST (la EIS; vedi Tabella 4). Poiché è impraticabile per i team di valutazione dei danni valutare i danni causati da El Niño o La Niña (e ricordiamo che alcune anomalie e impatti correlati all’ENSO sono positivi), introduciamo un metodo oggettivo per le valutazioni operative che collega l’EIS agli effetti climatici (ad esempio, anomalie di precipitazioni o temperature). Illustreremo il metodo correlando l’ONI e l’EIS alle anomalie di precipitazioni nei Tropici e nelle subtropiche globali. Mostriamo che la metodologia è piuttosto generale e che può essere applicata a quantità tipicamente associate ad altri tipi di impatti (ad esempio, risorse idriche, agricoltura, energia, dimensioni umane) o a più categorie di impatti.
Relazioni tra il ciclo ENSO e le precipitazioni
Numerosi studi hanno esaminato le relazioni tra ENSO e le precipitazioni nei Tropici globali e nelle medie latitudini (ad esempio, Douglas e Englehart 1981; Rasmusson e Wallace 1983; Rasmusson e Carpenter 1983; Shukla e Paolino 1983; Kousky et al. 1984; Ropelewski e Halpert 1996; Mason e Goddard 2001). Gli studi di Ropelewski e Halpert (1986, 1987, 1989) e altri hanno documentato modelli su larga scala di precipitazioni sopra e sotto la media associate ad entrambe le fasi dell’Oscillazione Australe. In generale, questi studi si sono concentrati su regioni con forti e consistenti relazioni tra il ciclo ENSO e le precipitazioni. Nella maggior parte di questi studi, le composizioni delle precipitazioni sono collegate a un particolare indice, come l’indice dell’Oscillazione Australe (ad esempio, Troup 1965) o le anomalie delle SST in una delle regioni Niño (ad esempio, Ropelewski e Halpert 1996). Gli studi hanno quantificato una gamma di caratteristiche delle precipitazioni, inclusi gli anomalie medie e i cambiamenti nella distribuzione di probabilità delle precipitazioni regionali associate sia alle fasi calde (El Niño) che fredde (La Niña).Per valutare l’impatto del ciclo ENSO sulle precipitazioni, sarebbe utile avere un indice di precipitazione che quantifichi la deviazione dalla media del modello di precipitazione nei Tropici globali e nelle subtropiche. Tale indice dovrebbe tenere conto sia delle deviazioni positive che negative dalle precipitazioni medie. Dovrebbe essere definito indipendentemente da qualsiasi indice ENSO; cioè, dovrebbe consistere solo di dati pluviometrici in qualche regione di interesse. Alla fine, l’indice di precipitazione può essere correlato alle SST del Pacifico tropicale o alla circolazione atmosferica per valutare la natura della relazione tra il ciclo ENSO e le precipitazioni.
Come illustrazione dei punti precedenti, introduciamo di seguito un Indice di Precipitazione Tropicale (sezione 5b) che è ottenuto dai dati di precipitazione fusi da satellite e misurazioni al suolo. L’indice può essere correlato all’ONI usando diagrammi di dispersione e all’EIS usando istogrammi per mostrare quantitativamente come le anomalie delle precipitazioni si correlino con l’intensità degli episodi di El Niño e La Niña.
La Tabella 4 presenta la scala di classificazione EIS (El Niño Intensity Scale), che è usata per valutare l’intensità degli episodi di El Niño e La Niña basandosi su valori standardizzati e raddoppiati dell’ONI (Oceanic Niño Index).
Dettagli delle classi EIS:
- W5: +4.0 e superiore (El Niño estremamente forte)
- W4: +3.0 a +3.9 (El Niño molto forte)
- W3: +2.0 a +2.9 (El Niño forte)
- W2: +1.0 a +1.9 (El Niño moderato)
- W1: +0.0 a +0.9 (El Niño debole)
- C1: -0.1 a -0.9 (La Niña debole)
- C2: -1.0 a -1.9 (La Niña moderata)
- C3: -2.0 a -2.9 (La Niña forte)
- C4: -3.0 a -3.9 (La Niña molto forte)
- C5: -4.0 e inferiore (La Niña estremamente forte)
Questa scala aiuta a quantificare l’intensità degli eventi El Niño e La Niña confrontando le anomalie attuali delle temperature superficiali del mare con le deviazioni storiche. L’uso di una scala numerica facilita la comparazione diretta tra diversi episodi nel tempo e permette una migliore comprensione e comunicazione del loro impatto potenziale su clima e meteorologia a livello globale.
La Tabella 5 mostra il numero di eventi per ogni classe dell’Indice di Intensità ENSO (EIS) per ciascuna stagione, evidenziando quante volte ogni livello di intensità di El Niño o La Niña si è verificato in ciascun periodo sovrapposto di tre mesi dal 1950 al 2005.
Dettagli della tabella:
- Colonne: Ogni colonna rappresenta un diverso periodo di tre mesi (DJF, JFM, FMA, MAM, AMJ, MJJ, JJA, JAS, ASO, SON, OND, NDJ), corrispondenti ai mesi che compongono ciascun periodo. Questi intervalli aiutano a osservare l’andamento stagionale delle anomalie di ENSO.
- Righe: Ogni riga corrisponde a una classe di intensità specifica dell’EIS, da W5 (il più forte El Niño) a C5 (la più forte La Niña).
Esempio di lettura della tabella:
- W5: 1 evento si è verificato in DJF, 2 eventi in JFM, ecc.
- C5: Nessun evento si è verificato nella maggior parte dei periodi, tranne 1 evento in MAM.
Questa tabella è particolarmente utile per i climatologi e i meteorologi per analizzare la frequenza delle varie intensità di El Niño e La Niña in relazione alle stagioni, permettendo di comprendere meglio come questi fenomeni influenzano il clima globale in diversi momenti dell’anno.
b. L’Indice di Precipitazione Tropicale (TPI)
Il TPI è sviluppato dal sistema mensile di monitoraggio delle anomalie climatiche – Indice di Precipitazione OLR (CAMS-OPI; Janowiak e Xie 1999), che è un prodotto combinato di rilevamenti da satellite e pluviometri, destinato a applicazioni di monitoraggio delle precipitazioni in tempo reale. Il TPI è definito come la somma della media mobile su tre mesi dell’area frazionaria dei Tropici e subtropici globali (30°S–30°N, terra e oceano) con anomalie di precipitazione sopra il 70° percentile e sotto il 30° percentile. In questo modo, il TPI tiene conto sia delle deviazioni positive che negative delle precipitazioni dalla media, agli estremi della distribuzione delle precipitazioni, simile all’Indice di Perturbazione delle Precipitazioni (PPI) utilizzato da Goddard e Dilley (2005) nel loro studio sugli effetti correlati all’ENSO. I percentili si basano sulla distribuzione gamma. Anche se una media mobile di tre mesi non è richiesta, viene utilizzata per coerenza con la definizione dell’ONI (sezione 2). Il periodo base per il calcolo delle anomalie è il 1979-1995 poiché i dati CAMS-OPI non sono disponibili prima del 1979, e il periodo base 1979-1995 si confronta ragionevolmente bene con il periodo base 1971-2000 usato per il calcolo dell’ONI. Anche se si utilizza il periodo base 1979-1995 (17 anni), l’analisi coprirà il periodo 1979-2005.
Una serie temporale del TPI (Fig. 4c) mostra che la copertura percentuale dell’area di condizioni secche (sotto il 30° percentile) e umide (sopra il 70° percentile) nei Tropici globali e nelle subtropiche si aggira intorno al 48%, con i valori più bassi (sotto il 45% dell’area) che si verificano durante l’estate dell’emisfero nord e con i valori più alti (sopra il 55% dell’area) che si verificano durante i maggiori episodi di El Niño (vedi sezione 5c per maggiori dettagli sul ciclo annuale del TPI). Vi è una notevole variabilità interannuale, con i valori più alti che si verificano durante gli episodi più forti di El Niño (1982/83, 1997/98), ma con grandi anomalie osservate anche durante e fino a un anno dopo gli episodi più forti di La Niña (ad esempio, 1998–2000). È interessante notare che alcuni episodi caldi (come il 1987/88) non sono associati ad anomalie di precipitazioni sostanzialmente sopra la media (cf. Fig. 4a e 4b). Questo può essere dovuto al periodo dell’anno in cui si sono verificate le anomalie di temperatura superficiale del mare (SST) di picco e/o alla natura del riscaldamento (ad esempio, al centro del Pacifico rispetto a tutto il bacino). Nella sezione 5c esaminiamo le relazioni tra l’ONI e le anomalie delle precipitazioni regionali in Indonesia, nel Pacifico tropicale e negli Stati Uniti.Poiché il TPI si basa sulla somma delle aree frazionarie dei Tropici globali e delle subtropiche (30°S–30°N) con anomalie di precipitazioni sopra il 70° percentile e sotto il 30° percentile, perdiamo informazioni su quale segno delle anomalie di precipitazioni domina l’indice. El Niño è spesso accompagnato da uno spostamento verso est del modello di convezione tropicale, contribuendo a un aumento delle precipitazioni sul Pacifico tropicale centrale e orientale e a una riduzione delle precipitazioni su Indonesia e Pacifico occidentale. La Niña è spesso accompagnata da un aumento delle precipitazioni su Indonesia e Pacifico occidentale, con poche o nessuna precipitazione nel Pacifico tropicale centrale e orientale. Un’esame della copertura areale delle anomalie di precipitazione sopra il 70° percentile (sotto il 30° percentile) basato sui percentili nella distribuzione gamma per i Tropici globali e le subtropiche (30°S–30°N) (Fig. 4b) rivela che gli episodi forti di El Niño (1982/83 e 1997/98) sono dominati da anomalie negative di precipitazione nei Tropici globali e subtropiche. L’esame delle mappe spaziali durante questi periodi mostra che ciò è principalmente dovuto alla mancanza di precipitazioni (anomalie negative di precipitazione) sull’Indonesia, e in misura minore sull’America del Sud e nelle subtropiche a latitudini maggiori rispetto alle precipitazioni potenziate nel Pacifico tropicale centrale e orientale.Durante El Niño ciò comporta una disattivazione del sistema dei monsoni asiatici australi e sistemi di monsoni più deboli sulle Americhe. Al contrario, i maggiori episodi pluriennali di La Niña (ad esempio, 1999-2001) sono dominati da anomalie positive associate a precipitazioni potenziate sull’Indonesia. Durante La Niña ciò corrisponde a un monsone asiatico australe potenziato. Nel complesso, i risultati sottolineano l’importanza della relazione tra ENSO e il monsone asiatico australe nel determinare il modello complessivo delle precipitazioni tropicali durante il ciclo ENSO.
Si potrebbe argomentare che la fascia latitudinale utilizzata per il calcolo precedente possa essere troppo ampia, tanto che le anomalie di precipitazioni tropicali e subtropicali si mescolano, portando a una falsa impressione dei segnali dominanti. Tuttavia, un’esame della copertura areale delle anomalie di precipitazione sopra il 70° percentile (sotto il 30° percentile) per i Tropici globali (10°S–10°N) indica che il segnale dominante nella Fig. 4b è preservato (non mostrato), indicando che le anomalie nei Tropici profondi sono dominanti. Nelle extratropici NH (20°–40°N) i segnali sono spesso opposti a quelli nei Tropici (non mostrato). Ovvero, durante gli episodi forti di El Niño le anomalie positive tendono a dominare nelle extratropici NH mentre durante gli episodi forti di La Niña il contrario è vero.
(a) Evoluzione dell’ONI dal 1979
- Questo grafico mostra la variazione dell’Indice Niño Oceanico (ONI) dal 1979. L’ONI misura le anomalie di temperatura della superficie del mare nel Pacifico centrale ed è un indicatore principale delle condizioni di El Niño e La Niña. Le linee sopra e sotto lo zero indicano periodi di anomalie positive (El Niño) e negative (La Niña), rispettivamente.
(b) Serie temporale dell’area frazionata dei Tropici e delle subtropiche globali (30°S–30°N) con anomalie di precipitazione
- Questo grafico mostra l’area percentuale dei Tropici e delle subtropiche che ha registrato anomalie di precipitazione sopra il 70° percentile (indicato con una linea piena) e sotto il 30° percentile (linea tratteggiata), basate sui percentili nella distribuzione gamma.
- L’ombreggiatura verde indica i periodi in cui la copertura areale delle anomalie di precipitazione al di sopra del 70° percentile è maggiore, mentre l’ombreggiatura marrone indica quando è maggiore la copertura areale delle anomalie sotto il 30° percentile.
- La linea orizzontale mostra il valore medio di copertura areale per il periodo, che è circa il 25% per entrambe le serie temporali.
(c) Evoluzione del TPI dal 1979
- Il TPI (Tropical Precipitation Index) è definito come la somma della media mobile di tre mesi delle aree frazionate dei Tropici e delle subtropiche con anomalie di precipitazione sopra il 70° percentile e sotto il 30° percentile.
- Il valore medio del TPI per il periodo, indicato dalla linea orizzontale, è del 47.5%.
- Come per l’ONI, anche qui sono mostrati i valori della media mobile di tre mesi per consistenza.
In sintesi, questa figura illustra le interazioni tra temperature superficiali del mare e variazioni nelle precipitazioni nei Tropici, evidenziando come gli eventi di El Niño e La Niña influenzino diversamente le precipitazioni in queste regioni. Le anomalie di precipitazione sono riferite al periodo base 1979–95.
La Figura 5 presenta le serie temporali stagionali dell’Indice di Precipitazione Tropicale (TPI) misurate come percentuale di area, a partire dal 1979. Ogni pannello nel grafico rappresenta una diversa stagione dell’anno, mostrando come il TPI varia nel corso di ogni periodo di tre mesi.
Dettagli della figura:
- Asse Orizzontale (X): Mostra l’arco temporale dal 1979 al 2005, permettendo di osservare l’evoluzione del TPI nel corso di più decenni.
- Asse Verticale (Y): Indica la percentuale dell’area che rientra nelle anomalie di precipitazione considerate dal TPI, da un minimo del 35% a un massimo del 65%.
- Linee Orizzontali: Ogni grafico contiene una linea orizzontale che rappresenta il valore medio del TPI per il periodo corrispondente. Queste linee permettono di vedere rapidamente come le varie stagioni si confrontano con la media a lungo termine.
Interpretazione dei Grafici:
- Ogni grafico evidenzia le fluttuazioni stagionali del TPI. Si possono notare anni con valori significativamente al di sopra o al di sotto della media, indicando periodi di maggiore o minore copertura areale delle anomalie di precipitazione.
- L’analisi di queste serie temporali aiuta a identificare tendenze, picchi o declini nelle anomalie di precipitazione nei Tropici e nelle subtropiche, offrendo spunti sui cambiamenti nel clima e potenzialmente sulle dinamiche di fenomeni come El Niño o La Niña.
Utilità dei Dati:
- Questi dati sono essenziali per i ricercatori che studiano l’impatto delle variazioni climatiche sui pattern di precipitazione. Aiutano a correlare eventi specifici di El Niño o La Niña con cambiamenti nelle precipitazioni globali, offrendo una risorsa preziosa per la pianificazione in settori come l’agricoltura, la gestione delle risorse idriche e la risposta ai disastri naturali.
La Figura 6 mostra le serie temporali stagionali della copertura areale delle anomalie di precipitazione nei Tropici e subtropici globali (30°S–30°N), basate sui percentili nella distribuzione gamma. I grafici illustrano separatamente la copertura areale delle precipitazioni che superano il 70° percentile (ombreggiatura scura, indicata come solida) e quelle sotto il 30° percentile (ombreggiatura chiara, indicata come tratteggiata), per ogni periodo stagionale di tre mesi dal 1980 al 2005.
Dettagli della Figura:
- Asse Verticale (Y): Mostra la percentuale di area (% AREA) interessata dalle anomalie di precipitazione nei Tropici e subtropici globali.
- Asse Orizzontale (X): Indica l’intervallo temporale, che va dal 1980 al 2005, permettendo di osservare come le coperture areali delle anomalie di precipitazione abbiano variato nel tempo.
- Ripartizione Stagionale: I grafici sono organizzati per stagioni, ognuna rappresentata in un riquadro diverso, per osservare le variazioni stagionali delle anomalie di precipitazione. Le stagioni sono indicate come JFM (Gennaio-Febbraio-Marzo), FMA (Febbraio-Marzo-Aprile), e così via fino a DJF (Dicembre-Gennaio-Febbraio).
Interpretazione:
- Ombreggiature Scure e Chiare: Le aree ombreggiate scure indicano i periodi in cui una maggiore parte della regione ha registrato precipitazioni superiori al 70° percentile, suggerendo condizioni più umide del normale. Invece, le aree ombreggiate chiare indicano quando una maggiore estensione dell’area ha avuto precipitazioni inferiori al 30° percentile, segnalando condizioni più secche del normale.
- Valori di Media Mobile di Tre Mesi: Per essere consistenti con l’Indice di Precipitazione Tropicale (TPI), i valori mostrati sono medie mobili di tre mesi, il che aiuta a stabilire una visione più fluida e meno soggetta a fluttuazioni a breve termine delle tendenze delle precipitazioni.
Questa visualizzazione è utile per identificare i pattern e le tendenze delle precipitazioni in risposta a variazioni climatiche più ampie, come quelle associate agli eventi di El Niño o La Niña, e per analizzare l’impatto stagionale di tali fenomeni sui Tropici e subtropici.
c. Ciclo annuale e variabilità interannuale del TPI
Il ciclo annuale del TPI è pronunciato, con i valori più alti generalmente osservati durante l’inverno dell’emisfero nord (NH) e i valori più bassi durante l’estate dell’NH (Fig. 5). Anche la variabilità interannuale del TPI è maggiore durante l’inverno dell’NH e minore durante l’estate dell’NH (Fig. 5). I valori più alti si osservano durante gli episodi intensi di El Niño (ad esempio, 1982/83 e 1997/98), sebbene valori elevati si osservino anche durante gli episodi intensi di La Niña (ad esempio, 1999-2001).
Mentre la variabilità interannuale nel TPI è dominata dall’inverno dell’NH, la variabilità interannuale nella copertura areale delle anomalie di precipitazione sopra il 70° percentile (sotto il 30° percentile) per i Tropici e subtropici globali (30°S–30°N) è mantenuta durante tutto il ciclo annuale (Fig. 6). Risultati simili per le aree tropicali terrestri sono stati ottenuti in uno studio recente di Lyon e Barnston (2005). I valori medi per le anomalie positive e negative diminuiscono leggermente dall’inverno all’estate dell’NH, ma le differenze tra le curve sono grandi in tutte le stagioni per eventi particolari. La variabilità interannuale in questa quantità è amplificata quando si guarda su base regionale sopra l’Indonesia (5°S–5°N, 100°–150°E) (Fig. 7) e nel Pacifico tropicale centrale (5°S–5°N, 160°E–120°W) (Fig. 8). La variabilità interannuale sopra l’Indonesia (Fig. 7) tende ad essere dominata dall’ENSO durante tutto il ciclo annuale. Un confronto con i Tropici e subtropici globali (Fig. 6) indica che la variabilità interannuale sopra l’Indonesia tende a dominare i Tropici globali, specialmente durante l’inverno dell’NH quando il segnale dell’ENSO è forte. Le correlazioni tra le serie temporali nelle Fig. 6 e 7 per ogni stagione dell’anno confermano che questa relazione è più prevalente durante l’inverno dell’NH (non mostrato). Il segnale sul Pacifico tropicale (Fig. 8) tende ad essere fuori fase con quello nei Tropici e subtropici globali (Fig. 6), specialmente durante l’inverno dell’NH quando il segnale dell’ENSO è forte.Abbiamo anche esaminato la copertura areale delle anomalie di precipitazione sopra il 70° percentile (sotto il 30° percentile) per gli Stati Uniti (25°–50°N, 135°–70°W) (Fig. 9). Un ciclo annuale più pronunciato è chiaramente evidente rispetto ai Tropici, con le anomalie più grandi durante la stagione fredda dell’emisfero nord (NH) (Figg. 7 e 8). Inoltre, c’è una notevole variabilità interannuale, con condizioni relativamente umide durante El Niño e condizioni relativamente secche durante La Niña. Durante l’inverno dell’NH, la variabilità interannuale negli Stati Uniti (Fig. 9) è generalmente in senso opposto rispetto a quella nei Tropici e subtropici globali (Fig. 6) e sull’Indonesia (Fig. 7), in linea con il risultato per le extratropici dell’NH discusso in precedenza. Infatti, durante l’inverno dell’NH, la copertura areale negli Stati Uniti correla meglio con la copertura areale sull’Indonesia (Fig. 7) rispetto alla copertura areale nei Tropici e subtropici globali (Fig. 6). Per il periodo mostrato, sembra che gli episodi di La Niña abbiano un impatto più negativo sul modello di precipitazioni degli Stati Uniti rispetto agli episodi di El Niño. Risultati simili sono ottenuti per le extratropici dell’NH (20°–40°N) (non mostrati).
La Figura 7 presenta serie temporali stagionali della copertura areale delle anomalie di precipitazione in Indonesia (5°S–5°N, 100°E–150°E), simile a quanto mostrato nella Figura 6 ma specificamente per questa regione. Ogni pannello del grafico rappresenta una stagione diversa, visualizzando le anomalie di precipitazione che superano il 70° percentile (rappresentate con ombreggiatura verde, indicata come solida) e quelle sotto il 30° percentile (ombreggiatura marrone, indicata come tratteggiata).
Dettagli della Figura:
- Asse Orizzontale (X): Mostra gli anni dal 1980 al 2005, fornendo un quadro temporale lungo per analizzare le tendenze e i modelli di precipitazione.
- Asse Verticale (Y): Indica la percentuale di area (%) che rientra in queste categorie di anomalie, variando da 0 a 100%.
Interpretazione dei Grafici:
- Anomalie di Precipitazione: Le aree verdi rappresentano periodi in cui una grande porzione dell’area ha registrato precipitazioni che superano il 70° percentile, indicando condizioni significativamente più umide del normale. Invece, le aree marroni rappresentano periodi in cui una grande estensione dell’area ha avuto precipitazioni inferiori al 30° percentile, indicando condizioni significativamente più secche del normale.
- Fluttuazioni Stagionali: Ogni pannello mostra le fluttuazioni stagionali, con alcuni periodi evidenziati per l’alto livello di precipitazioni (verde) e altri per la scarsità (marrone). Questo aiuta a comprendere meglio come i modelli di precipitazione cambiano in risposta a vari fattori climatici, inclusi potenzialmente i fenomeni di El Niño e La Niña.
Utilità dei Dati:
- Questa visualizzazione è particolarmente utile per gli studi climatici che cercano di comprendere l’impatto dei cambiamenti climatici globali e degli eventi ENSO sulla regione specifica dell’Indonesia. Permette agli scienziati e ai pianificatori di identificare i modelli di precipitazione estremi e di adattare le strategie di gestione delle risorse idriche e agricole in risposta a questi cambiamenti.
La Figura 8 mostra le serie temporali stagionali della copertura areale delle anomalie di precipitazione nel Pacifico tropicale centrale (5°S–5°N, 160°E–120°W), simile a quanto illustrato nella Figura 6 ma specificamente per questa regione. Ogni pannello rappresenta una diversa stagione dell’anno, illustrando le anomalie di precipitazione che superano il 70° percentile (ombreggiatura verde) e quelle sotto il 30° percentile (ombreggiatura marrone).
Dettagli della Figura:
- Asse Orizzontale (X): Visualizza gli anni dal 1980 al 2005, fornendo un arco temporale lungo che aiuta a osservare le tendenze e i pattern di precipitazione nel Pacifico tropicale centrale.
- Asse Verticale (Y): Mostra la percentuale di area (% AREA) influenzata dalle anomalie di precipitazione, che varia da 20% a 100%.
Interpretazione dei Grafici:
- Anomalie di Precipitazione: Le aree verdi indicano periodi in cui una grande porzione dell’area ha registrato precipitazioni che superano il 70° percentile, suggerendo condizioni significativamente più umide del normale. Invece, le aree marroni rappresentano periodi in cui una grande estensione dell’area ha avuto precipitazioni inferiori al 30° percentile, indicando condizioni significativamente più secche del normale.
- Fluttuazioni Stagionali: I diversi pannelli mostrano come le anomalie di precipitazione cambiano con le stagioni, con alcune stagioni mostrando una predominanza di condizioni più umide o più secche.
Utilità dei Dati:
- Questi dati sono essenziali per gli studi sul clima che cercano di comprendere meglio come i fenomeni climatici globali come El Niño e La Niña influenzano le precipitazioni in questa regione critica. Questo è particolarmente importante perché il Pacifico tropicale centrale è una regione chiave per la formazione e l’intensità di questi fenomeni.
- La visualizzazione aiuta a identificare i modelli di precipitazione estremi e a correlare questi eventi con variazioni climatiche globali, offrendo una risorsa preziosa per la pianificazione e la risposta alle emergenze climatiche in regioni sensibili.
d. Relazioni tra ONI e TPI
Poiché l’ONI si basa sulle anomalie della temperatura della superficie del mare (SST) in una regione del Pacifico tropicale centrale che comprende la metà occidentale della lingua fredda equatoriale, fornisce una buona misura dei cambiamenti importanti nelle SST e nei gradienti di SST che risultano in cambiamenti nel modello di convezione tropicale profonda e nella circolazione atmosferica associati agli episodi di El Niño e La Niña. Studi hanno dimostrato che una condizione necessaria per lo sviluppo e la persistenza della convezione profonda (nuvolosità e precipitazioni potenziate) nei Tropici è che la SST locale sia di 28°C o superiore (Gadgil et al. 1984; Graham e Barnett 1987). Una volta che il modello di convezione profonda è stato alterato a causa delle SST anomale e dei gradienti di SST, la circolazione atmosferica tropicale e subtropicale si adatta al nuovo modello di riscaldamento tropicale, risultando in modelli anomali di precipitazioni e temperatura che si estendono ben oltre la regione del Pacifico equatoriale (ad esempio, Ropelewski e Halpert 1986, 1987).
La relazione tra l’ONI e il TPI è mostrata nella Fig. 10 per le stagioni sovrapposte. Gli effetti delle precipitazioni tropicali aumentano notevolmente nei Tropici globali per valori dell’ONI superiori a +0.5, e più drammaticamente per valori superiori a 1.0, durante l’autunno e l’inverno dell’emisfero nord (un calcolo simile utilizzando le temperature della superficie del mare indica che ciò corrisponde approssimativamente alla soglia per la convezione profonda).
Sebbene questo sia ampiamente utilizzato, è importante notare che questa non è una condizione sufficiente per la convezione su tutti gli oceani tropicali. Gli aumenti più drammatici nelle anomalie di precipitazione sono associati agli episodi più forti di El Niño (1982/83 e 1997/98) nel periodo dal 1979 al 2005. Tuttavia, ricordando dalla Figura 4, alcuni episodi significativi di El Niño (ad esempio, 1986/88 e 1991/92) non sono associati a incrementi drammatici negli effetti delle precipitazioni, in parte a causa del periodo dell’anno in cui raggiungono il picco. Gli incrementi negli effetti delle precipitazioni sono evidenti anche nelle stagioni primaverili ed estive, ma sono meno drammatici, specialmente durante la primavera dell’emisfero nord (NH). Si noti che la minima variabilità delle precipitazioni produce valori del TPI di almeno appeals 35% dell’area in ogni stagione, che può essere interpretato come un limite inferiore agli effetti delle precipitazioni nei Tropici e subtropici globali. I risultati presentati nella Figura 10 sono sorprendentemente simili a quelli ottenuti da Lyon e Barnston (2005, nella loro Figura 5).
Al contrario di El Niño, il TPI aumenta più gradualmente man mano che l’intensità di La Niña aumenta. Man mano che le temperature dell’acqua diminuiscono nella regione Niño-3.4 (verso sinistra nella Figura 10), si verifica uno spostamento significativo verso ovest nel modello di convezione profonda nel Pacifico tropicale. Ancora una volta, la circolazione atmosferica tropicale e subtropicale si adatta al nuovo modello di riscaldamento tropicale, risultando in modelli anomali di precipitazioni e temperature che si estendono ben oltre la regione del Pacifico equatoriale.
Dati i valori osservati (o previsti) di ONI e TPI, i diagrammi di dispersione possono essere utilizzati per contestualizzare correttamente le informazioni sull’intensità di El Niño o La Niña e i suoi effetti associati sulle precipitazioni. Tali informazioni sono fondamentali per valutare l’intensità di episodi particolari. L’approccio può essere generalizzato ad altri tipi di effetti e reso più completo utilizzando diagrammi di dispersione e tecniche di regressione lineare multipla.
La Figura 9 mostra le serie temporali stagionali della copertura areale delle anomalie di precipitazione negli Stati Uniti (25°–50°N, 135°–70°W), simile a quanto mostrato nella Figura 6 ma specificamente per questa regione geografica. Ogni pannello del grafico rappresenta una stagione diversa, visualizzando le anomalie di precipitazione che superano il 70° percentile (ombreggiatura verde) e quelle sotto il 30° percentile (ombreggiatura marrone).
Dettagli della Figura:
- Asse Orizzontale (X): Visualizza gli anni dal 1980 al 2005, offrendo un quadro temporale esteso per analizzare le tendenze e i modelli di precipitazione negli Stati Uniti.
- Asse Verticale (Y): Mostra la percentuale di area (% AREA) che rientra nelle categorie di anomalie di precipitazione, variando da 0% a 100%.
Interpretazione dei Grafici:
- Anomalie di Precipitazione: Le aree verdi indicano periodi in cui una grande porzione dell’area ha registrato precipitazioni che superano il 70° percentile, segnalando condizioni significativamente più umide del normale. Invece, le aree marroni rappresentano periodi in cui una grande estensione dell’area ha avuto precipitazioni inferiori al 30° percentile, indicando condizioni significativamente più secche del normale.
- Fluttuazioni Stagionali: I diversi pannelli mostrano come le anomalie di precipitazione cambiano con le stagioni, evidenziando i periodi con una predominanza di condizioni più umide o più secche.
Utilità dei Dati:
- Questi dati sono cruciali per gli studi climatici e meteorologici che cercano di comprendere l’impatto dei cambiamenti climatici e dei fenomeni atmosferici su larga scala, come El Niño e La Niña, sulle precipitazioni negli Stati Uniti.
- La visualizzazione aiuta a identificare i modelli di precipitazione estremi e a correlare questi eventi con variazioni climatiche globali, offrendo risorse preziose per la pianificazione in settori come l’agricoltura, la gestione delle risorse idriche, e la risposta alle emergenze naturali.
e. Relazioni tra EIS ed effetti regionali
Nella sottosezione precedente abbiamo utilizzato l’ONI e il TPI per mostrare come gli estremi del ciclo ENSO (basati esclusivamente su anomalie della SST) siano correlati alle anomalie di precipitazione. In modo simile a quanto fatto per gli uragani e i tornado, impieghiamo l’EIS piuttosto che l’ONI. Come esempio, mostriamo i compositi delle deviazioni osservate delle precipitazioni per classi EIS selezionate negli Stati Uniti continentali durante gennaio-marzo (JFM) (Fig. 11). Non è stato fatto alcun tentativo di determinare la significatività statistica delle deviazioni. Diverse caratteristiche, solitamente attribuite alle fasi estreme del ciclo ENSO, sono evidenti, come le deviazioni positive (negative) nel Sud-ovest e negli stati meridionali per W3 e W4 a W5 (C2, C3 e C4), e le deviazioni negative (positive) sulle vallate dell’Ohio e del Tennessee per W2, W3 e W4 a W5 (C2, C3 e C4). È interessante notare che le deviazioni negative nel Sud-ovest nel modello C1 sono simili in grandezza ai modelli C2, C3 e C4 (pannelli a destra in Fig. 11). Ci sono alcune variazioni interessanti nei modelli sopra il nord della California e l’ovest dell’Oregon e di Washington che probabilmente meritano ulteriori studi. Per queste aree, le deviazioni sono positive per W4 a W5 e C4 e negative per W2 e C2. Ulteriori studi sono necessari per determinare la significatività di queste differenze e per stabilire relazioni fisiche con i cambiamenti della circolazione atmosferica correlati al ciclo ENSO.
La Figura 10 presenta una serie di grafici a dispersione che mettono in relazione l’Indice Niño Oceanico (ONI) con l’Indice di Precipitazione Tropicale (TPI) per diverse stagioni sovrapposte come indicato nei grafici. Questi grafici mostrano come le anomalie della temperatura della superficie del mare (SST), misurate dall’ONI, si correlano con le anomalie delle precipitazioni, misurate dal TPI, nei Tropici.
Dettagli della Figura:
- Asse Orizzontale (X): Rappresenta i valori dell’ONI, che vanno da -3.5 a +3.5°C, indicando la forza e la fase delle condizioni di El Niño o La Niña.
- Asse Verticale (Y): Mostra i valori del TPI, espressi in percentuale di area (%), che rappresentano la copertura areale delle anomalie di precipitazione.
Interpretazione dei Grafici:
- Simboli diversi per stagioni diverse: Ogni tipo di simbolo (cerchio aperto, cerchio chiuso, quadrato aperto) rappresenta una specifica stagione dell’anno, come indicato nelle legende (per esempio, JFM per Gennaio-Febbraio-Marzo, MAM per Marzo-Aprile-Maggio, ecc.).
- Linee verticali nere: Indicano i valori di soglia dell’ONI a 0.5°C e -0.5°C, che sono comunemente usati per distinguere tra condizioni neutre e significativi eventi di El Niño o La Niña.
- Distribuzione dei punti: I punti distribuiti lungo l’asse X mostrano la relazione tra la forza di El Niño o La Niña e la copertura delle precipitazioni nei Tropici. Una maggiore concentrazione di punti sopra il livello medio del TPI (linea orizzontale grigia) quando l’ONI è positivo suggerisce un aumento delle precipitazioni durante forti episodi di El Niño.
Utilità dei Dati:
- Questi grafici sono utili per visualizzare come variazioni specifiche nella temperatura della superficie del mare possano essere collegate a cambiamenti significativi nelle precipitazioni tropicali.
- Gli analisti climatici possono utilizzare queste informazioni per migliorare le previsioni meteorologiche e climatiche, particolarmente in previsione di eventi estremi legati al ciclo ENSO.
- La relazione tra ONI e TPI aiuta a comprendere meglio l’impatto globale di El Niño e La Niña sulle precipitazioni, fornendo una base per la pianificazione di risorse in settori sensibili come l’agricoltura e la gestione delle risorse idriche.
6. Riassunto
È stato introdotto un sistema di classificazione degli allarmi per il ciclo ENSO. Il sistema include allarmi, avvisi e una semplice scala di intensità a cinque classi (EIS) che comprende le fasi calde e fredde del ciclo ENSO. Gli allarmi vengono emessi quando le condizioni sono favorevoli per la formazione di un El Niño o una La Niña nei prossimi 6 mesi. Gli avvisi vengono emessi quando sono presenti condizioni di El Niño o La Niña, basate sulle definizioni operative della NOAA, e si prevede la persistenza o ulteriore sviluppo. L’EIS permette un facile confronto delle condizioni oceaniche attuali e previste e degli effetti con situazioni simili nel registro storico, senza essere prescrittivo riguardo alle anomalie o agli impatti correlati all’ENSO. Il bollettino mensile di Diagnostica Climatica della CPC e la Discussione Diagnostica sull’ENSO fungeranno da principali veicoli per la diffusione delle informazioni in tempo reale riguardo allo stato di allerta ENSO alla comunità scientifica e al grande pubblico. Le definizioni operative della NOAA per El Niño o La Niña sono utilizzate per determinare se sono in corso condizioni di El Niño o La Niña. El Niño è caratterizzato da un ONI positivo maggiore o uguale a +0.5°C. La Niña è caratterizzata da un ONI negativo inferiore o uguale a -0.5°C. L’ONI è definito come valori medi su 3 mesi delle anomalie della SST rispetto alla media nella regione Niño-3.4 (5°N–5°S, 120°–170°W). Le definizioni di El Niño e La Niña identificano tutti gli episodi storici caldi e freddi comunemente accettati, definiti come cinque stagioni consecutive di 3 mesi in cui la definizione di El Niño o La Niña è soddisfatta, rispettivamente.
È stato introdotto un metodo oggettivo che collega l’ONI e l’EIS alle anomalie per migliorare le valutazioni degli episodi di El Niño e La Niña. Il metodo è stato illustrato utilizzando le precipitazioni nei Tropici globali e nei subtropici. A tal fine, abbiamo definito un TPI che non era associato a una specifica definizione o indice del ciclo ENSO per mostrare quantitativamente come le anomalie delle precipitazioni si correlino con l’intensità di El Niño e La Niña durante il periodo 1979–2005. I risultati hanno mostrato che gli effetti delle precipitazioni tendono ad aumentare con l’intensità di entrambi El Niño e La Niña. Tuttavia, episodi di El Niño e La Niña di intensità equivalente non producono effetti della stessa grandezza. Gli effetti delle precipitazioni più grandi sono osservati durante gli episodi più forti di El Niño (ad esempio, 1982/83 e 1997/98).
In futuro, confronteremo il dataset CAMS-OPI con altri dataset che incorporano dati aggiuntivi delle stazioni pluviometriche [ad esempio, il Dataset delle Stazioni Pluviometriche Unificate degli Stati Uniti di Higgins et al. (2000)], per stabilire l’intervallo di incertezza degli effetti delle precipitazioni sulla terraferma. Nel caso del Dataset Pluviometrico Unificato del CPC, possiamo anche estendere il calcolo fino al 1948 negli Stati Uniti.Il TPI è stato correlato all’ONI utilizzando diagrammi di dispersione per mostrare quantitativamente come gli effetti delle precipitazioni siano legati agli estremi caldi e freddi del ciclo ENSO. Gli effetti delle precipitazioni tropicali sono aumentati notevolmente nei Tropici globali e nei subtropici per valori dell’ONI superiori a +0.5, e più drasticamente per valori superiori a +1.0, specialmente durante l’autunno e l’inverno dell’emisfero nord (NH). Gli aumenti più drammatici degli effetti delle precipitazioni sono associati alle condizioni di El Niño più forti. Gli effetti delle precipitazioni sono anche fortemente correlati a La Niña, anche se aumentano più gradualmente man mano che il valore dell’ONI diminuisce. Le fasi estreme del ciclo ENSO di intensità simile (come definito utilizzando le anomalie SST di Niño-3.4) tendono a mostrare effetti complessivamente maggiori per El Niño rispetto a La Niña.
In pratica, le valutazioni che correlano l’intensità degli episodi caldi (freddi) agli effetti possono essere effettuate utilizzando le classi EIS piuttosto che l’ONI. Gli istogrammi dell’intervallo osservato delle anomalie di precipitazione per ogni classe EIS mostrano come gli effetti variano con l’intensità degli episodi caldi e freddi. Dati i valori osservati (o previsti) di EIS e/o TPI, gli istogrammi possono essere utilizzati per contestualizzare correttamente le informazioni attuali o storiche sull’intensità di El Niño o La Niña e i loro effetti associati sulle precipitazioni nel contesto storico appropriato.
Infine, ribadiamo che la metodologia che collega il ciclo ENSO ai suoi effetti è in realtà abbastanza generale e può essere applicata ad altri tipi di effetti o impatti correlati all’ENSO. Nei lavori successivi indagheremo questo aspetto nel tentativo di migliorare le valutazioni dell’intensità degli episodi di El Niño e La Niña.
Ringraziamenti. Gli autori desiderano ringraziare Tim Barnett, J. L. Kinter III, Ben Kirtman, Jim O’Brien, Ed Sarachik e Kevin Trenberth per aver aiutato la NOAA a raggiungere un consenso ragionevole sulle definizioni operative di El Niño e La Niña. Gli autori ringraziano anche Fiona Horsfall per il coordinamento dello sviluppo delle definizioni. Gli autori sono grati a Jim Laver, Ed Olenic e Mike Halpert per i consigli e il feedback durante il corso di questa indagine. Gli autori apprezzano molto i commenti e i suggerimenti riflessivi e costruttivi forniti dai tre revisori.
La Figura 11 mostra le deviazioni medie delle precipitazioni (in millimetri) negli Stati Uniti durante i mesi di gennaio, febbraio e marzo (JFM) per classi selezionate dell’Indice di Intensità ENSO (EIS). Le deviazioni sono calcolate in base al periodo 1971–2000. Ogni pannello della figura rappresenta una diversa classe EIS, che varia da W1 a C4, mostrando sia eventi caldi (W) che freddi (C) del ciclo ENSO.
Dettagli chiave della figura:
- Asse verticale e orizzontale: Gli assi del grafico rappresentano la geografia degli Stati Uniti, estendendosi dalle latitudini nordiche alle meridionali e dalle longitudini occidentali a quelle orientali.
- Colorazione e scala: La scala di colori varia dal blu al rosso, indicando un aumento delle deviazioni positive delle precipitazioni (blu) a negative (rosso). La scala numerica a destra di ogni pannello indica la quantità di deviazione dalla media in millimetri.
- Numero di eventi: Ogni pannello riporta anche il numero di eventi (episodi ENSO) considerati per quella classe durante il periodo analizzato. Ad esempio, W1 ha 16 eventi, mentre C1 ne ha 10.
Interpretazione:
- Regioni colorate: Le aree colorate nei vari pannelli mostrano come le precipitazioni in quelle regioni si siano discostate dalla media in relazione alle classi EIS durante i mesi invernali.
- Impatto del ciclo ENSO: I pannelli dimostrano l’impatto delle diverse fasi del ciclo ENSO sulle precipitazioni negli Stati Uniti, con maggiore o minore umidità rispetto alla norma storica a seconda dell’intensità e della fase del ciclo ENSO.
- Distribuzione geografica: Alcune aree, come il sud-ovest e il sud-est degli Stati Uniti, mostrano marcata variabilità nelle precipitazioni in risposta alle varie fasi di ENSO, evidenziata dalle diverse tonalità nei pannelli.
Utilità dei dati:
- Questi dati sono preziosi per la comprensione degli impatti regionali del ciclo ENSO sulle precipitazioni, fornendo informazioni cruciali per la pianificazione della gestione delle risorse idriche e della risposta alle emergenze in caso di estremi meteorologici.
- Gli esperti in climatologia e meteorologia possono utilizzare queste informazioni per affinare le previsioni e migliorare le strategie di adattamento ai cambiamenti climatici influenzati dai pattern di ENSO.
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