Rowan T. Sutton e Daniel L. R. Hodson
Prefazione
Lo studio intitolato “Atlantic Ocean Forcing of North American and European Summer Climate” di Rowan T. Sutton e Daniel L. R. Hodson è un lavoro di ricerca che analizza in dettaglio come le variazioni termiche nell’Oceano Atlantico influenzino il clima estivo di ampie regioni del Nord America e dell’Europa. In particolare, i ricercatori hanno cercato di comprendere come specifiche anomalie di temperatura della superficie del mare (SST, Sea Surface Temperature) nell’Atlantico possano modulare schemi di circolazione atmosferica e di conseguenza alterare le condizioni di temperatura e precipitazione stagionali, con potenziali ripercussioni sul clima sia a breve che a lungo termine.
Uno degli elementi centrali di questa ricerca è la correlazione tra l’Atlantico settentrionale e le variazioni climatiche estive in aree geograficamente distanti. Gli autori mettono in evidenza come le fluttuazioni di temperatura oceanica non siano fenomeni isolati, ma possano attivare processi di teleconnessione in grado di influenzare i pattern meteorologici a migliaia di chilometri di distanza. In altre parole, cambiamenti anche relativamente piccoli nelle condizioni dell’oceano possono innescare o enfatizzare configurazioni atmosferiche di pressione e circolazione dei venti che incidono sul regime delle piogge, sulle ondate di calore e sulla disponibilità idrica in regioni chiave, come gli Stati Uniti centrali o l’Europa occidentale.
Per affrontare il tema in modo rigoroso, Sutton e Hodson hanno utilizzato sia dati osservazionali storici sia modelli climatici di varia complessità, in grado di simulare le interazioni tra oceano e atmosfera su scale temporali pluridecennali. Attraverso simulazioni di tipo “pacemaker” – in cui le temperature superficiali dell’Atlantico vengono fissate a valori osservati mentre le altre parti del sistema vengono lasciate libere di evolvere – gli studiosi hanno potuto evidenziare con chiarezza come un’anomalia calda o fredda in specifiche regioni dell’Atlantico possa condurre a schemi di circolazione atmosferica persistenti durante l’estate.
Tra i principali fenomeni fisici alla base di questo legame, vi è il fatto che le anomalie termiche oceaniche influenzano la convezione e il trasporto di calore e umidità dai tropici alle medie latitudini, alterando il gradiente termico e la stabilità dell’atmosfera. A sua volta, questo può spostare o modificare i centri di azione atmosferici (come le aree di alta e bassa pressione) che controllano la direzione dei venti dominanti e la posizione dei getti d’alta quota (i jet stream). In estate, tali cambiamenti hanno un impatto notevole sulle precipitazioni, poiché gli schemi di blocco o i percorsi dei cicloni extratropicali vengono significativamente influenzati.
Un aspetto fondamentale analizzato nello studio è la potenziale relazione tra l’Atlantico Multidecadal Oscillation (AMO), o meglio Atlantic Multidecadal Variability (AMV), e l’andamento estivo delle precipitazioni su diverse regioni del Nord America e dell’Europa. Le fasi calde dell’AMV si associano spesso a condizioni più aride in alcune zone degli Stati Uniti, come le Grandi Pianure, e a variazioni nella posizione e nell’intensità dell’anticiclone delle Azzorre. Questo può tradursi, ad esempio, in estati più secche in Europa meridionale e in alcune regioni dell’Europa centrale, oppure può favorire situazioni di siccità o di ondate di calore prolungate. Al contrario, fasi fredde dell’Atlantico possono attenuare o invertire tali tendenze, mostrando la grande sensibilità del sistema atmosferico alle temperature oceaniche.
Dal punto di vista metodologico, gli autori hanno combinato osservazioni a lungo termine (come i dati di SST del secolo scorso) con output modellistici provenienti da simulazioni specificatamente progettate per isolare l’effetto dell’Atlantico. Un confronto sistematico tra i risultati dei modelli e i dati reali ha permesso di valutare la robustezza delle correlazioni e la validità dei meccanismi fisici proposti. Si è osservato che buona parte della variabilità estiva può essere spiegata dalle forzanti provenienti dall’oceano, sottolineando il ruolo cruciale che le superfici marine svolgono nel definire il clima stagionale. Tuttavia, è anche emerso che le forzanti interne all’atmosfera, i processi su scala locale (come l’uso del suolo e l’umidità del suolo) e altri bacini oceanici (in particolare il Pacifico) possono interagire in modo sinergico o in competizione con il segnale dell’Atlantico.
Le implicazioni di questo studio sono di grande rilievo per la comprensione dei cambiamenti climatici futuri e per la previsione climatica stagionale e interannuale. Se le anomalie dell’Oceano Atlantico possiedono effettivamente la capacità di “forzare” la circolazione atmosferica estiva, diventa possibile migliorare l’accuratezza delle previsioni a medio-lungo termine mediante la conoscenza precoce dell’evoluzione di tali anomalie. Questo aspetto è cruciale per diverse attività umane che dipendono dalle condizioni climatiche estive, come l’agricoltura, la gestione delle risorse idriche e la prevenzione dei rischi legati a ondate di calore o siccità.
Inoltre, lo studio di Sutton e Hodson offre uno spunto importante per la ricerca sulle teleconnessioni climatiche, evidenziando come le dinamiche dell’Atlantico possano interagire con i pattern di circolazione globale. Il ruolo delle correnti oceaniche profonde (come l’Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC) e dei fenomeni di accumulo di calore in superficie viene considerato un elemento chiave per spiegare le fluttuazioni multidecadali che possono persistere per decenni, influenzando generazioni intere di variazioni climatiche estive.
In sintesi, “Atlantic Ocean Forcing of North American and European Summer Climate” dimostra che l’Oceano Atlantico non è soltanto uno specchio d’acqua passivo rispetto ai processi atmosferici, ma è in grado di esercitare una spinta significativa (forcing) sul clima di vaste regioni del continente nordamericano e dell’Europa. Attraverso l’analisi congiunta di dati osservati e simulazioni numeriche, gli autori hanno messo in evidenza meccanismi di teleconnessione che legano le anomalie termiche oceaniche ai cambiamenti nella circolazione atmosferica, nell’umidità e nelle precipitazioni estive. Tale lavoro fornisce quindi una base scientifica solida per approfondire lo studio della variabilità climatica su scale stagionali e multidecadali, aprendo prospettive interessanti sia per la comprensione dei fenomeni passati, sia per la pianificazione e l’adattamento ai futuri cambiamenti climatici.
Introduzione
Negli ultimi decenni, eventi meteorologici estremi, come l’intensa ondata di calore che ha colpito l’Europa nell’estate del 2003, hanno sollevato interrogativi sulla presenza di tendenze sottostanti o di variazioni a bassa frequenza nei climi regionali. Una delle questioni chiave riguarda l’identificazione dei fattori determinanti che contribuiscono a queste fluttuazioni climatiche su scale temporali multidecennali. In questo contesto, emergono evidenze che suggeriscono un ruolo significativo delle variazioni a grande scala nell’Oceano Atlantico, probabilmente legate alla circolazione termoalina, nel modulare le caratteristiche climatiche estive sia del Nord America sia dell’Europa occidentale.
Il presente studio si propone di approfondire la relazione tra le variazioni oceaniche atlantiche e il clima estivo delle regioni menzionate, contribuendo alla comprensione dei cambiamenti climatici del passato e offrendo prospettive rilevanti per le previsioni climatiche a scala decennale.
Variazioni multidecennali nel clima estivo del Nord America e dell’Europa occidentale
L’analisi dei dati strumentali relativi ai secoli XIX e XX ha evidenziato fluttuazioni significative nel clima estivo del Nord America e dell’Europa occidentale su scale temporali multidecennali. Per quanto riguarda il Nord America, tali variazioni si sono manifestate principalmente attraverso modificazioni nei regimi delle precipitazioni e nella frequenza degli episodi di siccità. Studi precedenti (1–4) hanno suggerito che queste variazioni possano essere strettamente connesse ai cambiamenti nelle condizioni dell’Oceano Atlantico, riconducibili a un particolare modello di variabilità climatica noto come Oscillazione Multidecennale Atlantica (Atlantic Multidecadal Oscillation, AMO) (6, 7). Se questa ipotesi fosse confermata, la comprensione e la previsione delle fluttuazioni climatiche a medio termine potrebbero beneficiare significativamente, poiché l’AMO è ritenuta essere un fenomeno governato dalla circolazione termoalina dell’oceano (6) e potenzialmente prevedibile (8, 9). Tuttavia, le evidenze disponibili fino ad ora si basano prevalentemente su osservazioni che mostrano correlazioni statistiche piuttosto che su dimostrazioni di un nesso causale diretto.
La comprensione del ruolo dell’AMO nella modulazione del clima estivo nordamericano e l’indagine sulla sua eventuale influenza su altre regioni rappresentano quindi una sfida scientifica di grande rilevanza. In questo contesto, è cruciale valutare l’entità dell’impatto dell’AMO e approfondire i meccanismi attraverso cui le variazioni termiche oceaniche influenzano i modelli atmosferici su scala regionale.
Caratterizzazione dell’Oscillazione Multidecennale Atlantica
Un elemento fondamentale per la comprensione di questa relazione è l’analisi della serie temporale delle temperature della superficie marina (Sea Surface Temperature, SST) dell’Atlantico settentrionale, che costituisce un indicatore chiave della fase dell’AMO. L’analisi delle SST tra il 1871 e il 2003 (10) ha evidenziato l’alternanza di fasi calde e fredde dell’AMO. In particolare, periodi caratterizzati da anomalie positive delle SST si sono verificati alla fine del XIX secolo e nel periodo compreso tra il 1931 e il 1960, mentre fasi caratterizzate da anomalie negative sono state riscontrate tra il 1905 e il 1925 e tra il 1965 e il 1990.
La distribuzione spaziale delle anomalie di temperatura mostra un segnale coerente su tutto il bacino atlantico settentrionale, con le deviazioni più pronunciate, dell’ordine di ±0,3°C, localizzate principalmente a est di Terranova. Questo pattern suggerisce un’influenza diffusa dell’AMO sulle condizioni climatiche delle regioni limitrofe, tra cui il Nord America e l’Europa occidentale, attraverso interazioni oceanico-atmosferiche ancora da chiarire in dettaglio.
Implicazioni per la previsione climatica
La possibilità che l’AMO sia un fenomeno parzialmente prevedibile apre prospettive significative per la modellizzazione climatica su scala decennale. Considerando che l’AMO è strettamente associata alla circolazione termoalina, comprendere i suoi meccanismi di variabilità potrebbe consentire di migliorare le capacità previsionali dei modelli climatici, con implicazioni dirette sulla gestione del rischio climatico nelle regioni vulnerabili alle sue fluttuazioni.
In conclusione, l’analisi delle serie storiche e delle anomalie della temperatura superficiale dell’Atlantico settentrionale suggerisce un ruolo determinante dell’AMO nelle variazioni multidecennali del clima estivo nordamericano ed europeo. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per stabilire con maggiore precisione la natura del legame tra l’AMO e le condizioni atmosferiche regionali e per valutare il grado di prevedibilità di questo fenomeno nell’ambito delle proiezioni climatiche future.Indagine sulle Variazioni Climatiche Associate all’Oscillazione Multidecennale Atlantica (AMO)
Per esplorare le variazioni climatiche correlate all’AMO, abbiamo adottato un approccio analitico basato sulla differenza composita tra i dati osservativi di pressione atmosferica al livello del mare (SLP), precipitazioni e temperatura dell’aria superficiale (SAT) riferiti ai periodi della fase calda (1931-1960) e della successiva fase fredda (1961-1990) dell’AMO, come evidenziato in Figura 2, pannelli A a C. L’analisi ha rivelato due significative anomalie di bassa pressione: la prima localizzata sul sud degli Stati Uniti con una pressione di circa 60 Pa e la seconda a ovest del Regno Unito, con un picco di circa 150 Pa.
L’anomalia di bassa pressione sul sud degli Stati Uniti ha mostrato una correlazione con una riduzione delle precipitazioni fino al 20% (0,1 a 0,3 mm al giorno), risultati che si allineano con le precedenti osservazioni (1, 4). Invece, per l’Europa occidentale, si è registrato un incremento delle precipitazioni (0,1 a 0,3 mm al giorno, ovvero dal 5% al 15% del valore medio estivo), un cambiamento che, sebbene documentato precedentemente (5), non era stato ancora associato all’AMO. I dati relativi alla temperatura superficiale dell’aria (Figura 2C) indicano anomalie termiche positive, variabili tra 0,25 °C e 0,75 °C, sia negli Stati Uniti che in Europa centrale.
Oltre a ciò, i campi di precipitazioni (Figura 2B) hanno rivelato significative anomalie positive nella regione del Sahel in Africa del Nord, in linea con studi precedenti (11), e nei Caraibi. Un test di significatività (12) ha suggerito che le principali anomalie osservate in Figura 2 sono improbabili derivazioni da fluttuazioni interne dell’atmosfera, sollevando la questione se tali variazioni siano effettivamente risposte a modifiche nell’oceano.
Per approfondire, abbiamo analizzato i risultati di un insieme di sei simulazioni effettuate con un modello di circolazione generale dell’atmosfera. Queste simulazioni, denominate BC20, erano forzate dai dati storici globali delle temperature superficiali del mare (SST) per il periodo 1871-1999. Le variazioni nella media dell’insieme hanno fornito dati indicativi sul forzamento oceanico del clima (13).
Le anomalie di SLP e di precipitazioni medie dell’insieme, calcolate in base alle differenze compositive derivanti dalle osservazioni, sono mostrate in Figura 2, pannelli D ed E. Le anomalie di SLP erano concentrate sul sud degli Stati Uniti e nella regione del Regno Unito, mostrando una buona corrispondenza con le osservazioni, nonostante le anomalie a ovest del Regno Unito fossero più deboli nella media del modello (circa 50 Pa) rispetto alle osservazioni (circa 150 Pa). Questa discrepanza è stata attribuita a una maggiore componente di variabilità interna nelle osservazioni, come supportato dall’analisi della dispersione dell’insieme (fig. S3).
Il campo delle precipitazioni (Figura 2E) ha evidenziato una riduzione delle precipitazioni negli Stati Uniti e nel nord del Messico, con grandezze delle anomalie coerenti con le osservazioni. In Europa occidentale, il modello ha indicato un aumento delle precipitazioni coerente con le osservazioni, ma, basandosi sul nostro campione di sei membri dell’insieme, le anomalie non risultano statisticamente significative. Il modello ha anche mostrato un notevole aumento delle precipitazioni in una banda tropicale che si estende dall’Oceano Pacifico orientale attraverso i Caraibi e l’Atlantico tropicale fino al Nord Africa. Le anomalie nei Caraibi e nel nord del Sud America erano in accordo con le osservazioni terrestri in queste regioni, ma quelle nella regione del Sahel erano notevolmente più deboli di quanto osservato. Tale discrepanza potrebbe derivare da errori nella rappresentazione dei feedback della superficie terrestre (14, 15).I risultati ottenuti dalle simulazioni denominate C20 forniscono robuste evidenze che le caratteristiche principali rilevate nell’Atlantico Nord, come osservato nei dati empirici, emergono in risposta ai cambiamenti occorsi negli oceani. Studi comparativi effettuati con altri modelli atmosferici confermano questa conclusione. Tuttavia, dato che in ciascuna di queste analisi il modello è stato influenzato dai campi globali delle temperature superficiali del mare (SST), tali esperimenti non dimostrano inequivocabilmente il ruolo specifico dell’Oceano Atlantico. Al fine di delineare più chiaramente questo ruolo, il modello è stato forzato con un pattern di anomalie SST dell’AMO idealizzato, basato sulla parte dell’Atlantico Nord visualizzata in Figura 1B. In questi esperimenti, le anomalie SST sono state mantenute costanti nel tempo, mentre sono state condotte integrazioni della durata di 10 o 20 anni per districare l’influenza oceanica dalla variabilità interna dell’atmosfera.
Le risposte a questo pattern SST dell’AMO sono illustrate dalla Figura 2, pannelli F a H. Nelle regioni dei Caraibi, dell’America Centrale e degli Stati Uniti, i campi di pressione atmosferica al livello del mare (SLP) e le precipitazioni mostrano un’eccellente corrispondenza sia con le simulazioni C20 sia con le osservazioni dirette. Anche le anomalie di bassa pressione in Europa occidentale sono state replicate con successo. Specificatamente, sul Regno Unito si notano anomalie positive nelle precipitazioni, non osservate nelle simulazioni C20 ma presenti nelle osservazioni, mentre le anomalie di precipitazione sopra la regione del Sahel si presentano nuovamente più deboli rispetto a quelle registrate. I campi di temperatura superficiale dell’aria (SAT) mostrano un’anomalia calda prominente sul sud degli Stati Uniti e sul Messico, in linea con le osservazioni, e rilevano inoltre anomalie positive anche in Europa occidentale.
Questi risultati forniscono prove convincenti che l’AMO sia stata effettivamente responsabile di significativi cambiamenti nella circolazione atmosferica regionale, influenzando notevolmente le anomalie nelle precipitazioni e nelle temperature superficiali negli Stati Uniti, nel Messico meridionale e, con alta probabilità, anche in Europa occidentale. La similarità dei risultati tra gli esperimenti SST dell’AMO e le simulazioni C20 suggerisce che, per il cambiamento decennale specifico considerato, l’Oceano Atlantico abbia esercitato la principale influenza oceanica sul clima estivo nelle aree in esame.
Per approfondire l’importanza dell’AMO su un arco temporale più esteso, è stata esaminata la correlazione tra l’indice SST dell’AMO e gli indici di SLP per le regioni degli Stati Uniti e del Regno Unito. Questi indici sono stati calcolati sia a partire dalle osservazioni che dalle simulazioni C20. Tutti gli indici di SLP hanno mostrato una significativa anticorrelazione con l’indice dell’AMO, confermando il forte impatto dell’AMO su entrambe le regioni. Tuttavia, è emerso anche che altre influenze sono rilevanti, in particolare per la regione degli Stati Uniti, dove la correlazione con l’SLP osservato è risultata la più bassa. Questo potrebbe indicare che altre dinamiche, come quelle associate a cambiamenti nell’Oceano Pacifico, sono sottostimate nelle simulazioni HadAM3.
Per comprendere meglio l’influenza dell’AMO, sono stati condotti ulteriori esperimenti di modellazione, utilizzando come forzanti le parti tropicale (da 0°N a 30°N) ed extratropicale (da 30°N a 70°N) del pattern SST dell’AMO. I risultati indicano che le anomalie climatiche negli Stati Uniti e in Messico sono state indotte dalle anomalie SST dell’Atlantico tropicale, mentre quelle nella regione dell’Europa occidentale sono state primariamente (ma non esclusivamente) influenzate dalle anomalie SST nelle zone extratropicali. Il centro di bassa pressione sul sud degli Stati Uniti potrebbe essere una risposta al riscaldamento latente anomalo dell’atmosfera, causato dall’aumento delle precipitazioni nell’Atlantico tropicale. Il centro di bassa pressione vicino al Regno Unito potrebbe essere una risposta a valle alle maggiori anomalie positive SST a est di Terranova. Questi risultati estendono l’impatto dell’AMO ben oltre il bacino atlantico, influenzando la variabilità climatica su scala globale e regionale.I dati raccolti nel corso del XX secolo evidenziano un ruolo significativo dell’Oscillazione Multidecennale dell’Atlantico (AMO) nella modulazione del clima estivo boreale, influenzando cicli climatici su periodi multidecennali. Sebbene l’analisi si sia concentrata sulle anomalie medie temporali, emerge che alcune delle conseguenze più rilevanti si manifestano attraverso variazioni nella frequenza di eventi climatici estremi. Evidenze suggeriscono che tanto la frequenza delle siccità negli Stati Uniti quanto quella delle ondate di calore in Europa sono influenzate dalle temperature superficiali dell’Atlantico (SST).
Questi risultati sono fondamentali anche per interpretare correttamente i dati climatici, sia strumentali sia derivati da proxy, poiché permettono di quantificare la relazione tra il clima regionale e i driver climatici su larga scala come l’AMO. Il progresso nella comprensione di questi driver è cruciale, specialmente alla luce dei recenti studi che attribuiscono i cambiamenti climatici osservati a cause antropogeniche, ponendo una crescente enfasi sulle scale regionali. Ad esempio, i risultati indicano che il cambio di fase dell’AMO avvenuto negli anni ’60 potrebbe aver contribuito al raffreddamento del clima estivo negli USA e in Europa, mentre un ulteriore cambiamento nell’AMO potrebbe aver giocato un ruolo nel riscaldamento recentemente osservato in queste aree.
Le implicazioni di questi risultati si estendono anche alle previsioni climatiche per i prossimi decenni. In un contesto privo di influenze antropogeniche e assumendo un ciclo dell’AMO di 65-80 anni, ci si aspetterebbe l’inizio di una fase calda dell’AMO, come indicato dalla Figura 1A. Ciò si tradurrebbe in una riduzione delle precipitazioni estive (e quindi un aumento nella frequenza delle siccità) e in un incremento delle temperature negli Stati Uniti, potenzialmente accompagnati da un aumento delle precipitazioni e delle temperature estive in Europa occidentale.
Tuttavia, le modificazioni antropogeniche al clima stanno assumendo un ruolo sempre più rilevante, il che significa che le tendenze climatiche attuali e future nella regione dell’Atlantico Nord potrebbero essere il risultato della competizione tra gli effetti dell’AMO e quelli antropogenici. È anche possibile che queste due forze non si sommino in maniera lineare. Infatti, i modelli climatici prevedono che il riscaldamento globale causato dall’uomo possa portare a un rallentamento della circolazione termoalina atlantica. Se ciò dovesse verificarsi realmente, potrebbe anticipare un cambio verso la fase negativa dell’AMO, influenzando così in modo significativo il clima estivo negli Stati Uniti e in Europa, modificando le dinamiche previste basate esclusivamente sulle variazioni naturali dell’AMO.
La Figura 1 comprende due distinti pannelli, A e B, che insieme delineano un quadro comprensivo delle variazioni termiche legate all’Oscillazione Multidecennale Atlantica (AMO) e della loro distribuzione geografica durante il periodo esteso dal 1871 al 2003.
Pannello A: Questo pannello rappresenta l’indice dell’AMO attraverso una serie temporale elaborata a partire dalle osservazioni annue delle temperature superficiali del mare (SST). L’area geografica di interesse si estende da 0° Nord a 60° Nord in latitudine e da 75° Ovest a 7.5° Ovest in longitudine. Il calcolo dell’indice si basa su una media aritmetica di queste misurazioni SST, seguita dall’applicazione di un filtro passa-basso di Henderson a 37 punti. Questo approccio di filtraggio è utilizzato per smorzare le fluttuazioni di breve termine e isolare i trend multidecennali più significativi. Successivamente, la serie temporale viene detrendizzata, ossia privata del trend lineare di lungo termine e della media globale, per enfatizzare le deviazioni dalla norma piuttosto che i valori assoluti. Il grafico mostra variazioni nell’indice, espressi in gradi Celsius, che illustrano alternanze tra fasi calde e fredde dell’AMO. È rilevante notare che l’indice elaborato spiega il 53% della varianza totale nell’indice non filtrato e detrendizzato, dimostrando un elevato grado di coerenza con altre metodologie di calcolo precedentemente adottate (riferite nel documento come “1”).
Pannello B: Nel secondo pannello è rappresentato il pattern spaziale delle variazioni di SST associate all’indice AMO. La mappa mostra i coefficienti di regressione, calcolati regredendo i dati SST detrendizzati rispetto a una versione normalizzata dell’indice dell’AMO. Questi coefficienti, espressi in gradi Celsius per deviazione standard, evidenziano l’intensità e la direzione delle anomalie termiche. Le tonalità di giallo e arancione indicano anomalie positive, suggerendo un aumento della temperatura superficiale del mare, mentre le tonalità di azzurro e blu rappresentano anomalie negative, ovvero una diminuzione della temperatura. Queste anomalie non sono uniformemente distribuite ma mostrano una concentrazione significativa nell’Atlantico, con estensioni che influenzano anche altre regioni degli oceani globali. Tale distribuzione geografica offre uno spunto cruciale per comprendere come l’AMO moduli non solo il clima dell’Atlantico ma anche quello di regioni oceaniche distanti.
In sintesi, la Figura 1 fornisce un’analisi dettagliata e scientificamente rigorosa delle fluttuazioni climatiche associate all’AMO, mettendo in luce l’importanza di queste variazioni non solo a livello regionale ma anche globale, con implicazioni significative per la comprensione dei meccanismi climatici su scala mondiale.
La Figura 2 fornisce un’analisi approfondita dell’impatto dell’Oscillazione Multidecennale Atlantica (AMO) sul clima estivo boreale, specificamente per i mesi di giugno, luglio e agosto (JJA). Questa figura è suddivisa in tre serie di pannelli, ognuna delle quali illustra diverse variabili climatiche durante le fasi calde e fredde dell’AMO, combinando dati osservativi e risultati di modello.
I Pannelli A, B e C rappresentano le differenze osservate tra le condizioni medie di JJA durante una fase calda dell’AMO (1931-1960) e una fase fredda (1961-1990). Il Pannello A dettaglia le variazioni nella pressione atmosferica a livello del mare, con contorni che indicano le variazioni in Pascal (Pa) e intervalli di 30 Pa, mentre le aree ombreggiate rappresentano il rapporto segnale/rumore, evidenziando le regioni dove le differenze sono statisticamente significative. Il Pannello B illustra le differenze nelle precipitazioni terrestri, quantificate in millimetri al giorno, con una scala di colore non lineare per sottolineare variazioni sia minori che maggiori. Il Pannello C visualizza le differenze nelle temperature dell’aria a livello del suolo, espresse in gradi Celsius (°C), con una scala centrale per le differenze moderate e colorazioni distinte per le variazioni più estreme.
I Pannelli D ed E sono basati sulla media di sei simulazioni del modello atmosferico HadAM3, che è stato alimentato con dati di temperatura superficiale del mare (SST) osservati. Il Pannello D è analogo al Pannello A ma utilizza un intervallo di contorno di 15 Pa, mentre il Pannello E estende l’analisi del Pannello B includendo le precipitazioni sia marine che terrestri, fornendo una rappresentazione più estesa delle variazioni idrologiche.
I Pannelli F, G e H mostrano differenze tra medie temporali di simulazioni con il modello HadAM3, forzato con pattern ideali positivi e negativi di SST dell’AMO, basati sulla parte dell’Atlantico Nord di Figura 1B. Il Pannello F corrisponde al Pannello A con un intervallo di contorno di 15 Pa, il Pannello G estende ulteriormente le analisi di precipitazione del Pannello B a include aree marine, e il Pannello H riflette le analisi di temperatura del Pannello C.
In tutti i pannelli da A a H, le regioni dove le anomalie non raggiungono significatività statistica al 90% sono ombreggiate in bianco, enfatizzando le aree di maggiore certezza scientifica. I dettagli sui metodi di esperimentazione e analisi sono esposti nel documento citato (12), offrendo una base per comprendere meglio come l’AMO influenzi il clima estivo a scala regionale e interagisca con altri fattori climatici globali.
La Figura 3 illustra le risposte del modello HadAM3 alle variazioni dei pattern di temperatura superficiale del mare (SST) dell’Atlantico Nord, distinti tra le parti tropicale (TNA) ed extratropicale (XNA), che sono collegate all’Oscillazione Multidecennale Atlantica (AMO). Suddivisa in quattro pannelli, questa figura esamina in modo dettagliato l’influenza di queste variazioni di temperatura sull’atmosfera, focalizzandosi sulla pressione atmosferica a livello del mare e sulle precipitazioni durante i mesi estivi.
I Pannelli A e B visualizzano le differenze tra le medie temporali di simulazioni con il modello HadAM3, innescate da segni positivi e negativi del pattern SST della regione tropicale dell’Atlantico Nord (TNA). Il Pannello A esplora le variazioni della pressione a livello del mare, utilizzando contorni in Pascal (Pa) con intervalli di 15 Pa. Le aree ombreggiate indicano il rapporto segnale/rumore, evidenziando così le zone dove le variazioni sono statisticamente significative e superano il rumore di fondo. Il Pannello B mostra le differenze nelle precipitazioni, espresse in millimetri al giorno, con una scala di colore non lineare progettata per enfatizzare le variazioni nelle precipitazioni, facilitando l’identificazione di variazioni maggiori o minori rispetto alla norma.
I Pannelli C e D replicano l’analisi dei Pannelli A e B ma si concentrano sulle simulazioni influenzate dal pattern SST della parte extratropicale dell’Atlantico Nord (XNA). Il Pannello C dettaglia le variazioni della pressione atmosferica a livello del mare, mantenendo la stessa scala di contorno utilizzata nel Pannello A. Il Pannello D, analogamente al Pannello B, documenta le differenze nelle precipitazioni utilizzando una scala di colore non lineare che distingue tra varie intensità di precipitazione.
Tutti i valori rappresentati in questi pannelli sono stati calibrati per consentire un confronto coerente con i risultati presentati nella Figura 2. Le aree in cui le anomalie non sono statisticamente significative al 90% sono state ombreggiate di bianco, ciò consente di concentrarsi sulle regioni dove i cambiamenti climatici sono evidenti e statisticamente affidabili. Attraverso questa rappresentazione dettagliata, la Figura 3 fornisce una visione comprensiva di come specifiche anomalie termiche nelle regioni tropicali ed extratropicali dell’Atlantico influenzino diversamente la pressione atmosferica e le precipitazioni, sottolineando la complessa interazione tra la temperatura superficiale del mare e la dinamica climatica globale.
https://doi.org/10.1126/science.1109496