Il secondo modo principale dell’analisi delle componenti principali del pattern di pressione atmosferica invernale nella regione Nord Atlantico-Europa, noto come Oscillazione Atlantica Orientale (EAO), è preso in considerazione. Il pattern EAO invernale esibisce un dipolo ben definito a un’altezza geopotenziale di 500-hPa (H500) con centri sull’Atlantico Nord e sull’Europa Centrale. I cambiamenti di fase dell’EAO riflettono i cambiamenti nella circolazione atmosferica generale e la circolazione zonale (meridionale) domina nella fase EAO positiva (negativa). Questo induce uno spostamento spaziale delle traiettorie delle tempeste, una redistribuzione del trasporto di calore e umidità, che a sua volta porta a anomalie nella temperatura dell’aria e nelle precipitazioni invernali in Europa. La variabilità interannuale della temperatura dell’aria superficiale e delle precipitazioni spiegata dall’indice EAO è rispettivamente del 25 – 35 % e del 15 – 25 %. La fase EAO positiva è associata a temperature invernali dell’aria più alte in Europa (anomalie medie da +0,3 a +3,5 °C), mentre la fase EAO negativa è associata a temperature invernali dell’aria più basse (anomalie medie da -1,5 a -0,5 °C). Si osservano cambiamenti su scala del bacino nell’intensità e nella posizione del getto polare nordatlantico tra le fasi opposte dell’EAO. Una circolazione ciclonica (anticiclonica) anomala sull’Atlantico del Nord e uno spostamento verso sud (nord) del getto dell’Atlantico Nord sono caratteristiche intrinseche nella fase EAO positiva (negativa).
Parole chiave: Oscillazione Atlantica Orientale, temperatura dell’aria superficiale, precipitazioni, getto midtroposferico, circolazione atmosferica, traiettorie delle tempeste.
Introduzione.
I segnali su larga scala nel sistema oceano-atmosfera rappresentano un importante ambito di ricerca in climatologia. Il paradigma climatico moderno si fonda sull’idea dell’esistenza di alcuni stati stabili (modi) nell’atmosfera, e il cambiamento delle condizioni climatiche è inteso come una transizione da una fase all’altra. I segnali atmosferici su larga scala, la loro struttura spaziotemporale e la loro variabilità, sono determinati mediante analisi statistica multivariata. Il primo modo principale di variabilità climatica nella regione Atlantico-Europea, definito dall’analisi delle componenti principali (PCA) del modello di pressione atmosferica, è l’Oscillazione del Nord Atlantico (NAO). Il secondo modo principale è il pattern di teleconnessione dell’Atlantico Orientale o Oscillazione dell’Atlantico Orientale (EAO).
Wallace e Gutzler [1] furono i primi a descrivere un insieme di “pattern di teleconnessione” nell’emisfero settentrionale durante l’inverno, includendo il NAO e l’Atlantico Orientale. Secondo [1], i centri d’azione dell’EAO si trovano a sud-ovest delle Isole Canarie (25°N, 25°W), tra il Mar Nero e il Mar Caspio (50°N, 40°E) e ad ovest del Regno Unito (55°N, 20°W). Successivamente, applicando la rotazione VARIMAX al pattern di altezza geopotenziale a 700-hPa, Barnston e Livezey [2] individuarono il centro principale dell’EAO ad ovest del Regno Unito (55°N, 20 – 35°W) e il centro di segno opposto vicino al Nord Africa e al Mar Mediterraneo (25 – 35°N, 0 –10°W). In studi più recenti [3 – 5], l’EAO è definito come un pattern con un singolo centro a sud dell’Islanda (52.5°N, 22.5°W). Secondo vari autori, il secondo modo principale spiega dal 6% [2] al 23% [6] della variabilità interannuale della pressione atmosferica nella regione Atlantico-Europea. Dunque, gli scienziati hanno evidenziato alcune contraddizioni relative al numero dei centri d’azione dell’EAO, alla loro posizione geografica e alla percentuale di varianza spiegata.
L’EAO, così come il NAO, ha un impatto significativo sulla circolazione atmosferica e sul clima europeo. In particolare, l’EAO è stato mostrato modulare le precipitazioni a sud-ovest del Regno Unito e attraverso la Penisola Iberica [7], e influenzare le principali traiettorie delle tempeste e la posizione del getto a getto sopra l’Atlantico del Nord [6, 8 – 11]. Nei lavori [8, 11] si è concluso che l’indice NAO rifletta i cambiamenti latitudinali delle traiettorie delle tempeste extratropicali, mentre l’indice EAO rifletta i cambiamenti nell’intensità integrata e nel numero di cicloni. Al contempo, basandosi sulla PCA del vento zonale a 250-hPa, gli autori di [12] hanno identificato l’EAO come responsabile dell’espansione e del restringimento del getto atlantico, ma non della sua intensità. Di conseguenza, la relazione tra l’EAO, il getto polare e l’attività ciclonica necessita di ulteriori chiarimenti. Inoltre, in [11] sono stati analizzati solo i cicloni profondi (<1000 hPa) e le aree di ciclogenesi più attive in inverno – il Mediterraneo e il Mar Nero – erano escluse dall’analisi, poiché la pressione barometrica centrale dei cicloni del Mediterraneo e del Mar Nero era mediamente superiore a 1000 hPa.
I cambiamenti dei campi idrometeorologici in relazione a qualsiasi segnale su larga scala nel sistema oceano-atmosfera sono ben diagnosticati e previsti quando è noto il meccanismo del segnale. Pertanto, l’obiettivo di questo studio è descrivere il meccanismo dell’EAO e il suo impatto sui modelli di circolazione atmosferica, così come sulla temperatura dell’aria di superficie e sulle precipitazioni nella regione Atlantico-Europea nella stagione invernale.
Dati e Metodi.
Per questo studio sono stati utilizzati dati di temperatura dell’aria e di precipitazioni (1950 – 2015) dal dataset grigliato E-OBS 11.0 [13], dati sulla pressione al livello del mare Hadslp2 (1870 – 2015) dal UK Met Office Hadley Centre [14], altezza geopotenziale a 500-hPa (H500), vento zonale a 500-hPa (1870 – 2015) dalla rianalisi NCEP/NCAR 20CR [15], e gli indici mensili EAO e NAO (1950 – 2015) dal NOAA Climate Prediction Centre (http://www.cdc.noaa.gov/ClimateIndices/). L’analisi delle traiettorie delle tempeste si basa sulle carte sinottiche del Met Office del Regno Unito per il periodo 1998 – 2015 (http://www.wetterzentrale.de/topkarten/tkfaxbraar.htm) e sull’Atlante delle Traiettorie delle Tempeste Extratropicali per il periodo 1961 – 1998 della NASA (USA) (http://data.giss.nasa.gov/stormtracks/). Nel nostro studio è stata applicata la PCA standard ai dati di pressione al livello del mare e di H500 per distinguere i segnali climatici. Ulteriori ricerche sono state condotte utilizzando il metodo composito. I compositi dei campi meteorologici per le fasi positive e negative dell’EAO sono stati ottenuti calcolando la media delle caratteristiche atmosferiche corrispondenti per cinque anni (1990, 1998, 2001, 2007 e 2014) con un indice EAO invernale positivo e cinque anni (1952, 1954, 1976, 1981 e 2012) con un indice negativo. Questi anni sono stati scelti perché in essi l’indice EAO aveva il valore assoluto più alto, mentre l’indice NAO era neutrale (inferiore a 1 in valore assoluto).
Risultati.
Il pattern EAO derivato dalla PCA della pressione al livello del mare presenta un centro situato a 55°N, 20°W (Fig. 1, а). A H500, sono identificati due centri di segno opposto: il primo sull’Atlantico del Nord (52°N, 30°W) e il secondo, più vasto ma meno intenso, sull’Europa Centrale (Fig. 1, b). Questo secondo modo contribuisce al 20.1% della varianza totale della pressione al livello del mare e al 22.6% della varianza totale a H500.
La Figura 1 presenta due grafici cartografici che illustrano la struttura spaziale del secondo modo principale di variazione, per quanto riguarda la pressione al livello del mare (a) e l’altezza geopotenziale a 500 hPa (H500) (b), nella regione Atlantico-Europea durante la stagione invernale.
Nel grafico superiore (a), le isolinee rappresentano i valori della componente principale o i coefficienti di correlazione della pressione al livello del mare, delineando un pattern di variazione centrato intorno alle coordinate geografiche 55°N, 20°W. Le linee chiuse indicano regioni di pressione atmosferica che sono coerentemente associate con il secondo modo principale di variazione. La concentrazione di linee chiuse in un’area suggerisce un forte segnale o un centro d’azione in quella posizione specifica.
Nel grafico inferiore (b), si osserva una rappresentazione simile per l’altezza geopotenziale a 500 hPa. Anche qui le isolinee indicano i valori associati al secondo modo principale di variazione. Si identificano due centri d’azione di segno opposto: il primo centrato sull’Atlantico Nord (52°N, 30°W), e il secondo, più ampio ma meno intenso, posizionato sull’Europa Centrale. La disposizione delle isolinee indica la distribuzione di anomalie di altezza nel campo di flusso a 500 hPa, che è un indicatore importante della dinamica atmosferica.
Le linee continue rappresentano isolinee positive, mentre quelle tratteggiate rappresentano isolinee negative, indicando rispettivamente anomalie di alta e bassa pressione/altezza. Questo dipolo di anomalie è significativo per la comprensione della circolazione atmosferica e può avere implicazioni dirette sul clima della regione, influenzando traiettorie delle tempeste, posizione del getto a getto e pattern meteorologici.
Complessivamente, la Figura 1 visualizza la configurazione spaziale e l’intensità del secondo modo principale di variazione climatica, che contribuisce a una percentuale significativa della varianza totale osservata nella pressione al livello del mare e nell’altezza geopotenziale a 500 hPa nella regione Atlantico-Europea in inverno.
Gli indici circolatori caratterizzano la variabilità temporale dei modi atmosferici. L’analisi della variabilità a lungo termine dell’indice EAO invernale, derivato per l’altezza geopotenziale a 500 hPa, rivela che fino al 1986 prevaleva la fase negativa del segnale. Successivamente, sono state osservate fasi EAO positive e negative con frequenza equiparabile (Fig. 2). Così, a partire dagli inizi del 1950, la tendenza lineare dell’indice EAO è sostanzialmente positiva.
La Figura 2 mostra un grafico della variabilità a lungo termine dell’indice EAO invernale con una linea che rappresenta la tendenza lineare di questo indice nel tempo. Le barre verticali indicano il valore annuale dell’indice EAO per ogni inverno a partire dal 1950 fino a un anno successivo al 2010. Le barre si estendono sia sopra che sotto una linea orizzontale che rappresenta il valore zero, denotando rispettivamente le fasi positive e negative dell’indice.
Le barre che si estendono sotto il valore zero, indicando le fasi negative dell’indice EAO, sono più frequenti e pronunciate fino al 1986. Dopo il 1986, la distribuzione delle barre diventa più bilanciata attorno al valore zero, indicando un’alternanza più regolare tra le fasi positive e negative.
La linea di tendenza lineare tracciata attraverso i valori annuali mostra una leggera inclinazione verso l’alto, indicando una tendenza complessiva positiva dell’indice EAO nel periodo in esame. Ciò significa che, su una scala temporale decennale, l’indice EAO ha mostrato un incremento, passando da valori prevalentemente negativi a un’alternanza tra valori negativi e positivi, con una lieve predominanza dei valori positivi nel tempo più recente.
Questa tendenza è importante per la comprensione delle variazioni climatiche e meteorologiche a lungo termine, poiché suggerisce cambiamenti nella prevalenza dei modi atmosferici che influenzano il clima invernale nella regione Atlantico-Europea.
Durante l’inverno, le anomalie della pressione al livello del mare assumono valori estremi nelle medie latitudini dell’Atlantico Nord in prossimità del principale centro EAO (Fig. 3). Nella fase positiva (negativa) dell’EAO, le anomalie composite di pressione al livello del mare registrano valori fino a +6 hPa (-4 hPa), rispettivamente. Risultati analoghi sono stati ottenuti nei lavori [4, 5].
La Figura 3 visualizza le anomalie composite del campo di pressione atmosferica di superficie nella regione Atlantico-Europea durante le fasi positive (a) e negative (b) dell’EAO in inverno, rispetto alla media del periodo 1981 – 2010.
Nel pannello superiore (a), corrispondente alla fase positiva dell’EAO, le anomalie di pressione sono rappresentate da isolinee chiuse che circondano un’area sopra il valore normale di pressione atmosferica, con l’anomalia più elevata centrata su un massimo di +6 hPa. Queste isolinee indicano un’area di alta pressione che è strettamente associata alla fase positiva dell’EAO.
Nel pannello inferiore (b), durante la fase negativa dell’EAO, le isolinee descrivono un’area di bassa pressione, con anomalie negative che raggiungono un minimo di -4 hPa. Queste isolinee delineano una depressione atmosferica che coincide con la fase negativa dell’EAO.
Le linee continue in entrambi i pannelli rappresentano anomalie positive di pressione (alta pressione), mentre le linee tratteggiate indicano anomalie negative (bassa pressione). La disposizione e l’intensità di queste anomalie di pressione illustrano come il campo di pressione atmosferica di superficie vari in maniera significativa durante le diverse fasi dell’EAO, influenzando potenzialmente le condizioni meteorologiche e climatiche della regione in questione durante i mesi invernali.
All’altezza geopotenziale di 500 hPa, la fase positiva dell’EAO si distingue per la presenza di intensi venti occidentali sulla regione Atlantico-Europea (Fig. 4, a). La fase negativa dell’EAO è collegata a una marcata dorsale subtropicale posizionata ad ovest delle coste europee sull’Atlantico del Nord, e a una depressione estesa che si prolunga dal Mar di Barents fino ai mari Mediterranei (Fig. 4, b). La depressione fredda che sovrasta i mari Nero e Mediterraneo durante l’inverno costituisce un fattore che favorisce lo sviluppo attivo della ciclogenesi in queste aree. Conseguentemente, durante la fase negativa dell’EAO, ci si dovrebbe aspettare un incremento dell’attività ciclonica nel Mar Nero e nella regione del Mediterraneo. Effettivamente, i risultati dello studio [16], incentrato sulla classificazione dei processi sinottici che danno luogo a condizioni di tempesta sui mari di Azov e Nero, confermano tale conclusione. Gli autori di [16] hanno evidenziato che durante il regime di circolazione zonale (fase positiva dell’EAO) non si verificano tempeste, mentre con la configurazione del campo H500 illustrata in Fig. 4, b (fase negativa dell’EAO), il 42% di tutte le tempeste si sviluppa nella regione del Mar di Azov e del Mar Nero. Pertanto, nella regione Atlantico-Europea in inverno, la fase positiva (negativa) dell’EAO è caratterizzata dalla predominanza della circolazione di tipo zonale (meridionale).
La Figura 4 mostra due schemi sinottici delle configurazioni medie di flusso all’altezza di 500 hPa (H500), corrispondenti alle fasi positiva (a) e negativa (b) dell’EAO durante la stagione invernale.
Nel pannello (a), riferito alla fase positiva dell’EAO, si notano linee di flusso allungate e parallele sull’Atlantico, che indicano una forte circolazione zonale dei venti occidentali. Le linee sono le isolinee di altezza geopotenziale, misurate in decametri (dam), che mappano le superfici di pressione costante nella troposfera. Valori più elevati (come 5600) indicano aree di alta pressione o anticicloniche, mentre valori più bassi (come 5200) indicano depressioni o aree cicloniche.
Nel pannello (b), che illustra la fase negativa dell’EAO, si osserva un cambiamento nella configurazione del flusso. È presente una marcata dorsale subtropicale ad ovest delle coste europee, come mostrato dalla curvatura verso nord delle isolinee di altezza, e un profondo trough, o depressione, che si estende dal Mar di Barents fino al Mediterraneo, indicato dalle isolinee che si incurvano verso sud.
La posizione e la forma di queste strutture di alta e bassa pressione influenzano significativamente la direzione e l’intensità del flusso atmosferico, il posizionamento del getto e la dinamica delle tempeste. Il pattern nel pannello (b) suggerisce che durante la fase negativa dell’EAO, le regioni sotto il trough, come il Mar Nero e il Mediterraneo, possono sperimentare un aumento di attività ciclonica e condizioni meteorologiche più tempestose rispetto alla fase positiva. Questi pattern di flusso atmosferico sono cruciali per comprendere e prevedere i cambiamenti meteorologici e climatici nella regione Atlantico-Europea durante l’inverno.
Le anomalie di pressione atmosferica nelle diverse fasi dell’EAO sono il risultato di cambiamenti nella circolazione atmosferica su larga scala nella regione Atlantico-Europea. L’analisi delle carte sinottiche ha evidenziato che, durante la fase positiva dell’EAO, la parte sudorientale della regione risente dell’influenza dell’anticiclone siberiano, mentre la parte nordorientale è sotto l’impatto degli anticicloni scandinavi o artici. In aggiunta, l’anticiclone di Groenlandia si intensifica nel nord della regione Atlantico-Europea. Tra i 50 e i 60 gradi di latitudine Nord si apre un varco per il passaggio dei cicloni atlantici (Fig. 5, a), i quali sono particolarmente intensi. Le anomalie positive di temperatura superficiale dell’Atlantico Nord favoriscono la loro intensificazione. L’attività ciclonica nel Mar Mediterraneo è ridotta, causando una carenza di precipitazioni nel sud Europa e nella regione del Mar Nero. Durante la fase positiva dell’EAO, l’inverno nella maggior parte dell’Europa è generalmente mite, con anomalie di temperatura dell’aria che variano da +0,5 a +3,5 °C.
La fase negativa dell’EAO è caratterizzata dal movimento verso nordest dell’anticiclone delle Azzorre (Fig. 5, b). Contemporaneamente, la parte nordorientale della regione Atlantico-Europea subisce l’influenza delle estensioni dell’anticiclone siberiano. Le rotte delle tempeste atlantiche seguono la periferia settentrionale dell’anticiclone delle Azzorre o di eventuali grandi anticicloni transitori formatisi sull’Atlantico del Nord. Successivamente, attraverso la penisola scandinava, i cicloni si spostano verso il nord della Russia, apportando precipitazioni in quella regione. Alcuni cicloni procedono lungo itinerari ultrapolari, trasportando notevoli quantità di calore e umidità nelle regioni artiche. È osservata anche un’attiva ciclogenesi nella parte orientale del Mar Mediterraneo, nell’Anatolia e nel Mar Nero. L’inverno nella maggior parte dell’Europa, durante la fase negativa dell’EAO, risulta più freddo del normale, con anomalie di temperatura dell’aria che si attestano tra -1,5 e -0,5 °C.
La Figura 5 è una rappresentazione schematica delle traiettorie principali dei cicloni extratropicali (indicate dalle frecce) e della posizione dei principali anticicloni (indicati con “H” per high pressure) nelle fasi positive (a) e negative (b) dell’Oscillazione dell’Atlantico Orientale (EAO) durante il periodo invernale.
Nel pannello (a), corrispondente alla fase positiva dell’EAO, le frecce mostrano i percorsi prevalenti dei cicloni extratropicali che seguono una direzione zonale, ovvero est-ovest, tipica di una circolazione atmosferica in cui i sistemi meteorologici si muovono principalmente lungo linee di latitudine. Le grandi masse anticicloniche sono situate in modo tale da favorire questi percorsi zonali, consentendo ai cicloni di viaggiare da ovest verso est lungo un corridoio tra i 50°N e i 60°N.
Nel pannello (b), che illustra la fase negativa dell’EAO, il pattern di flusso cambia in modo significativo. Le frecce, alcune delle quali tratteggiate, suggeriscono un percorso più nordico dei cicloni, con traiettorie che deviano verso regioni più settentrionali e artiche. In questa fase, l’anticiclone delle Azzorre si sposta verso nord-est, mentre le creste dell’anticiclone siberiano estendono il loro influsso sulla parte nordorientale della mappa. Questo influisce sulla rotta dei cicloni, che tendono a seguire il bordo settentrionale dell’anticiclone delle Azzorre o di altri anticicloni temporanei formatisi sull’Atlantico del Nord. Di conseguenza, i cicloni possono spingersi attraverso la penisola scandinava fino al nord della Russia, portando precipitazioni in quella regione. Inoltre, alcuni cicloni seguono itinerari ultrapolari, apportando notevoli quantità di calore e umidità nelle regioni artiche. È osservato anche un incremento dell’attività ciclonica sulla parte orientale del Mar Mediterraneo, in Anatolia e nel Mar Nero.
Questi schemi di circolazione atmosferica sono cruciali per comprendere l’influenza dell’EAO sul clima invernale europeo, influenzando direttamente le condizioni meteorologiche come temperature e precipitazioni nelle regioni sottostanti.
È evidente una forte correlazione positiva tra l’indice dell’EAO e la temperatura dell’aria di superficie nella regione europea (Fig. 6, a). I coefficienti di correlazione superano il valore di 0.5 nell’Europa Centrale e di 0.6 nell’Europa Occidentale. Di conseguenza, tra il 25 e il 35% della variabilità della temperatura dell’aria nella regione europea nei mesi invernali è spiegato dall’EAO.
La Figura 6 mostra due mappe di correlazione che rappresentano la relazione statistica tra l’indice dell’Oscillazione dell’Atlantico Orientale (EAO) e le variabili climatiche di temperatura dell’aria di superficie (a) e di precipitazioni (b) nella regione europea per i mesi invernali nel periodo dal 1950 al 2015.
Nel pannello superiore (a), la mappa illustra la correlazione tra l’indice EAO e la temperatura dell’aria di superficie. Le zone colorate in tonalità di arancio e rosso indicano una correlazione positiva, il che significa che un aumento dell’indice EAO è associato a un aumento delle temperature in queste regioni. La scala di colori varia dal giallo al rosso scuro, con i rossi più scuri che rappresentano i coefficienti di correlazione più elevati, superando 0.5 nell’Europa Centrale e 0.6 nell’Europa Occidentale. Questo suggerisce che un’elevata proporzione della varianza della temperatura invernale in queste regioni può essere spiegata dalle variazioni dell’indice EAO.
Nel pannello inferiore (b), la mappa mostra la correlazione tra l’indice EAO e le precipitazioni. Le aree colorate in tonalità di blu indicano una correlazione negativa, implicando che un aumento dell’indice EAO potrebbe essere associato a una diminuzione delle precipitazioni in quelle regioni, mentre le tonalità di arancio indicano una correlazione positiva, dove un indice EAO più alto si associa a un incremento delle precipitazioni. Anche qui, l’intensità del colore corrisponde alla forza della correlazione.
Le mappe forniscono una visualizzazione chiara di come le fasi dell’EAO possano influenzare le condizioni meteorologiche invernali in Europa, evidenziando la significativa influenza di questo indice sulla variabilità climatica regionale.
Il campo di correlazione tra l’indice dell’EAO e le precipitazioni mostra una struttura zonale. Un’area di correlazioni positive è osservata nel sud della Penisola Scandinava, nel nord della parte europea della Russia e su gran parte dell’Europa Occidentale. Le correlazioni negative si estendono nel sud dell’Europa Centrale e nel nord della Penisola Scandinava (Fig. 6, b). La correlazione positiva più marcata tra l’indice EAO e le precipitazioni (R > 0,6) è riscontrata sopra il Regno Unito e le regioni settentrionali della Francia, mentre le aree di coefficienti di correlazione negativi (R < -0,6) si localizzano principalmente a sud e ad ovest del Mar Nero, coprendo Turchia e Romania. Di conseguenza, in media, il 15-25% (e in alcune parti dell’Europa fino al 35%) della variabilità delle precipitazioni nella regione europea nei mesi invernali è attribuibile all’EAO. Il campo di correlazione concorda bene con le caratteristiche della circolazione atmosferica precedentemente descritte.
Dato che le traiettorie delle tempeste sono collegate alla posizione del getto a getto nella troposfera media, e il numero di cicloni alla sua intensità [10, 17], è chiaro che i getti a getto rappresentano il fattore più significativo nella formazione del clima. Analizziamo l’impatto di due principali segnali climatici (NAO ed EAO) sui parametri del getto a getto. Secondo [17], in inverno il getto a getto sopra l’Atlantico del Nord si posiziona più frequentemente in tre fasce latitudinali: 34-38°N, 42-46°N e 54-58°N (Fig. 7, b). I valori estremi dei coefficienti di correlazione tra l’indice EAO e il vento zonale a 500 hPa si allineano con queste fasce (Fig. 7, b). Così, i valori dell’indice EAO e la sua segnaletica riflettono variazioni nella posizione e nell’intensità del getto mid-troposferico sopra l’Atlantico del Nord. Si osserva che un’intensificazione del getto nelle posizioni meridionale e centrale avviene durante la fase EAO positiva, mentre nella fase EAO negativa il getto è rinforzato a nord della regione. La Fig. 7 mostra un campo di correlazione simile per l’indice NAO. In contrasto con l’EAO, il NAO esercita un controllo parziale sulla velocità del getto a getto quando questo si trova nelle posizioni settentrionale e centrale.
La Figura 7 mostra le correlazioni tra gli indici NAO (a) ed EAO (b) e il vento zonale a 500 hPa, che rappresenta la componente del vento nella direzione est-ovest nella troposfera media sopra l’Atlantico del Nord.
Nel pannello (a), dedicato alla correlazione con l’indice NAO, le isolinee indicano la forza e il segno della correlazione tra l’indice NAO e la velocità del vento zonale a 500 hPa. Le linee continue indicano dove la correlazione è positiva, cioè dove un valore più alto dell’indice NAO corrisponde a venti zonali più forti, mentre le linee tratteggiate indicano dove la correlazione è negativa. I numeri lungo le isolinee rappresentano i coefficienti di correlazione, con valori che variano da positivi a negativi.
Nel pannello (b), relativo all’indice EAO, è presentata una mappa analoga che mostra la correlazione tra l’indice EAO e il vento zonale a 500 hPa. Anche in questo caso, linee continue e tratteggiate rappresentano correlazioni positive e negative, rispettivamente, con i coefficienti di correlazione indicati numericamente.
L’istogramma lineare in entrambi i pannelli mostra la distribuzione delle posizioni tipiche del getto mid-troposferico in diverse zone latitudinali dell’Atlantico del Nord, come identificato nello studio citato [17]. Questi dati suggeriscono le bande latitudinali in cui il getto mid-troposferico è più frequentemente localizzato.
In sintesi, la Figura 7 illustra come i valori e il segno degli indici NAO ed EAO possano essere correlati ai cambiamenti nella posizione e nell’intensità del getto a getto mid-troposferico sopra l’Atlantico del Nord. Un’intensificazione del getto nelle posizioni meridionale e centrale si verifica durante la fase EAO positiva, mentre nella fase EAO negativa il getto è rafforzato più a nord. Questi pattern di correlazione concordano con le caratteristiche della circolazione atmosferica descritte in precedenza, sottolineando l’importanza dei getti a getto come fattori determinanti per la formazione del clima nella regione.
Le anomalie del vento zonale a 500 hPa evidenziano che l’EAO agisce come un “interruttore” per la posizione del getto a getto sopra l’Atlantico. Durante l’inverno, nella fase positiva dell’EAO, si verifica una circolazione ciclonica anomala sopra il Nord Atlantico (Fig. 8, a). Contemporaneamente, i venti occidentali si rafforzano di 6 – 8 m/s al di sotto dei 45° N e si indeboliscono di 6 – 7 m/s al di sopra dei 57° N. Questo indica che il getto a getto si trova in una posizione centrale o meridionale, ossia l’attività ciclonica si intensifica nelle medie latitudini e si riduce nelle regioni polari. Durante la fase negativa dell’EAO si manifesta una circolazione anticiclonica anomala sopra il Nord Atlantico (Fig. 8, b). Il vento zonale si intensifica di 6 – 7 m/s al di sopra dei 57° N e si attenua di 6 – 7 m/s al di sotto dei 42° N. Di conseguenza, il getto a getto assume una posizione settentrionale, cioè l’attività ciclonica si intensifica alle latitudini polari e si attenua in quelle medie.
La Figura 8 illustra le anomalie composite del vento zonale e della direzione del vento a 500 hPa durante l’inverno, rispetto al periodo di riferimento 1981-2010, nelle fasi positive (a) e negative (b) dell’EAO. Le aree con anomalie negative di velocità del vento sono evidenziate con ombreggiatura.
Nel pannello (a), associato alla fase positiva dell’EAO, si vedono le anomalie del vento zonale con isolinee che rappresentano variazioni di velocità rispetto alla media storica. Le anomalie positive della velocità del vento, ossia le velocità maggiori rispetto alla media, sono indicate dai numeri positivi lungo le isolinee, mentre le anomalie negative sono indicate da numeri negativi e da ombreggiature. Questo pannello mostra un aumento della velocità dei venti occidentali (indicati con numeri positivi come +6 e +8) a sud dei 45°N e una diminuzione (con valori come -6 e -7) a nord dei 57°N. Tale disposizione delle anomalie suggerisce che il getto a getto si posiziona nella zona centrale o meridionale durante questa fase, con un’intensificazione dell’attività ciclonica nelle medie latitudini e una diminuzione nelle regioni polari.
Nel pannello (b), relativo alla fase negativa dell’EAO, il pattern si inverte. Le anomalie positive della velocità del vento, indicate da isolinee con numeri positivi e assenza di ombreggiatura, sono localizzate più a nord (con valori come +6 e +7) sopra i 57°N. Le anomalie negative della velocità del vento, indicate con ombreggiatura e numeri negativi, si trovano a sud dei 42°N. Questo indica che durante la fase negativa dell’EAO, il getto a getto si sposta verso una posizione più settentrionale, portando a un aumento dell’attività ciclonica nelle latitudini polari e una riduzione in quelle medie.
In sintesi, la Figura 8 mostra come l’EAO influenzi la posizione e l’intensità del getto a getto nella troposfera media sopra l’Atlantico del Nord, con un impatto diretto sull’attività ciclonica e sulle condizioni meteorologiche delle regioni sottostanti in Europa durante i mesi invernali.
Conclusione:
È stata condotta un’analisi congiunta dell’Oscillazione Atlantica Orientale e del campo di pressione atmosferica, dell’altezza geopotenziale a 500 hPa, del vento zonale a 500 hPa, della temperatura dell’aria di superficie e delle precipitazioni nella regione Atlantico-Europea durante l’inverno. Si è osservato che il tipo di circolazione atmosferica cambia nelle diverse fasi dell’EAO nella suddetta regione. Nella fase positiva (negativa) dell’EAO prevale il tipo di circolazione zonale (meridionale), il che si riflette nelle traiettorie delle tempeste e influisce sulla temperatura dell’aria di superficie e sulle precipitazioni nella regione. La variabilità interannuale della temperatura dell’aria di superficie e delle precipitazioni spiegata dall’indice EAO è rispettivamente del 25 – 35% e del 15 – 25%. La fase positiva dell’EAO è correlata con temperature dell’aria superiori nella regione durante l’inverno (con anomalie medie della temperatura invernale in Europa che variano da +0,5 a +3,5 °C), e la fase negativa dell’EAO è associata a temperature inferiori (con anomalie medie che variano da -1,5 a -0,5 °C).
L’indice dell’Oscillazione Atlantica Orientale è strettamente connesso con la velocità del getto a getto nella troposfera media sopra l’Atlantico del Nord. Il valore e il segno dell’indice EAO sono indicatori eccellenti della posizione latitudinale del getto.