Sulla Teleconnessione dell’Oscillazione Artica Autrice: Clara Deser Istituzione: Centro Nazionale per la Ricerca Atmosferica, Boulder, Colorado

Riassunto: Recentemente è stato introdotto il termine “Oscillazione Artica” (AO) per descrivere la struttura predominante nella variabilità della Pressione al Livello del Mare (SLP) nell’Emisfero Settentrionale. Una caratteristica distintiva dell’AO è la sua apparenza zonalmente simmetrica, con un centro di azione principale sopra l’Artico e anomalie opposte nelle latitudini medie. La domanda posta è: l’aspetto ad anello dell’AO, è il risultato di correlazioni temporali significative tra le anomalie di SLP in longitudini distanti? I risultati presentati dimostrano che la coerenza temporale tra l’Artico e le latitudini medie è più forte nel settore atlantico, mentre le correlazioni tra le latitudini medie dell’Atlantico e del Pacifico sono deboli, sia su scale di tempo intrastagionali che interannuali, negli ultimi 50 anni. Quindi, il carattere “ad anello” dell’AO riflette più che altro il predominio del suo centro di azione artico piuttosto che un comportamento coordinato tra i centri di azione dell’Atlantico e del Pacifico nel campo della SLP. L’AO è quasi indistinguibile dalla struttura principale di variabilità nel settore atlantico (per esempio, l’Oscillazione del Nord Atlantico): la loro correlazione temporale è 0,95 per i dati mensili.

1. Introduzione

In una serie di articoli recenti, Thompson e Wallace (Thompson e Wallace 1998, d’ora in poi indicati come TW; Thompson e Wallace, 1999; Thompson et al., 1999) hanno introdotto la terminologia “Oscillazione Artica” (Arctic Oscillation, AO) per descrivere la Funzione Ortogonale Empirica (EOF) principale delle anomalie della Pressione al Livello del Mare (SLP) durante l’inverno a nord del 20° N. L’Oscillazione Artica, o AO in breve, include il noto schema regionale “Oscillazione dell’Atlantico Nord” (North Atlantic Oscillation, NAO) nel settore Atlantico, ma TW hanno enfatizzato un più alto grado di simmetria zonale dell’AO e suggerito che essa dovrebbe essere considerata come la struttura più fondamentale. Secondo loro, la NAO è in gran parte un “incidente storico”, determinato dalla disponibilità dei dati delle stazioni meteorologiche. Secondo TW, l’importanza dell’AO risiede in (a) la sua somiglianza strutturale con la modalità dominante di variabilità della circolazione nella stratosfera inferiore, (b) la sua affinità con il pattern spaziale di variabilità della circolazione nell’emisfero sud, sia nella troposfera che nella stratosfera inferiore, e (c) la sua tendenza all’aumento nelle ultime decadi, indicativa di un rafforzamento del vortice polare invernale dal livello del mare alla stratosfera inferiore. La direzione della causalità tra la troposfera e la stratosfera inferiore è stata deliberatamente lasciata ambigua negli studi di TW, anche se hanno osservato che recenti esperimenti di modellazione della circolazione generale indicano l’operatività di diversi meccanismi di forzamento, tra cui la riduzione dell’ozono nella stratosfera inferiore e l’aumento delle concentrazioni di gas serra nella troposfera.

Lo scopo di questa nota è esaminare più in dettaglio il grado di simmetria zonale presente nell’AO, utilizzando la teleconnessione come metrica. L’aspetto ad anello dell’AO è il risultato di una significativa coerenza temporale tra anomalie a longitudini distanti, oppure è una conseguenza della metodologia EOF utilizzata per definirla? Questo tipo di analisi dettagliata dell’AO non è stata intrapresa negli studi di Thompson e Wallace.

2. Dati e Metodi

Per garantire un confronto adeguato con i risultati di Thompson e Wallace (TW), sono stati utilizzati set di dati identici. Il dataset principale utilizzato è quello della Pressione al Livello del Mare (SLP) su base mensile, su una griglia geografica di 5 gradi di latitudine per 5 gradi di longitudine, situata a nord del 15° N. Questo dataset copre il periodo dal 1947 al 1997 ed è stato ottenuto dalla Biblioteca dei Dati del NCAR (si veda Trenberth e Paolino, 1980 per ulteriori dettagli). Sono stati inoltre utilizzati set di dati secondari, che includono le altezze geopotenziali mensili nella troposfera e nella stratosfera inferiore, provenienti dal Progetto di Ri-analisi NCEP-NCAR per il periodo 1958-97 (Kalnay et al., 1996). Le analisi sono state condotte per la stagione invernale, che è definita da novembre ad aprile nell’Emisfero Settentrionale e da maggio ad ottobre nell’Emisfero Meridionale, seguendo il criterio adottato da TW.

TW hanno evidenziato che l’Oscillazione Artica (AO) è più manifesta nei dati mensili rispetto ai dati medi invernali, un aspetto che hanno attribuito all’influenza concorrente del fenomeno El Niño – Oscillazione Meridionale (ENSO) sulla variabilità interannuale nella regione del Pacifico settentrionale. Di conseguenza, i loro calcoli sono stati basati principalmente sui dati mensili, dai quali era stato rimosso il ciclo annuale medio a lungo termine. Queste “anomalie mensili” includono sia variazioni da mese a mese sia da anno a anno, con le prime che tendono a prevalere sulle seconde. Per minimizzare ulteriormente l’influenza del Pacifico tropicale sulle latitudini più elevate, TW hanno anche creato un set di dati di anomalie mensili dalle quali erano state rimosse le variazioni da anno a anno. Queste “anomalie intrastagionali” sono state calcolate sottraendo la media invernale di ogni anno dalle anomalie mensili individuali.

3. Risultati

3.1. Pressione Atmosferica a Livello del Mare Mensile

L’Oscillazione Artica (AO) è stata inizialmente definita da Thompson e Wallace (TW) come la principale Funzione Ortogonale Empirica (EOF) delle anomalie della Pressione al Livello del Mare (SLP) mensile a nord del 20° N durante il periodo novembre-aprile 1947-97, che è riprodotta nel pannello in alto a sinistra della Figura 1. L’AO presenta anomalie di un segno sopra il cappuccio polare e anomalie di polarità opposta nelle medie latitudini, sia nei settori Atlantico-Europeo che Pacifico. Quanto sono fortemente correlate le aree d’azione dell’AO nell’Artico, nell’Atlantico e nel Pacifico? I coefficienti di correlazione (r) tra le serie temporali regionali mensili (novembre-aprile 1947-97), calcolate facendo la media delle anomalie di SLP ponderate per area entro i contorni esterni (non-zero) del modello EOF per il settore appropriato, sono: r(Artico, Atlantico) = -0.64 (-0.56), r(Artico, Pacifico) = -0.22 (-0.27), r(Atlantico, Pacifico) = 0.10 (0.16), dove i valori tra parentesi si basano su anomalie intrastagionali. Un coefficiente di correlazione che supera 0.09 in valore assoluto è significativamente diverso da zero al livello di confidenza del 5%, considerando il numero effettivo di gradi di libertà nelle serie temporali secondo Trenberth (1984). Dei tre coppie, le serie temporali dell’Atlantico e dell’Artico sono le più strettamente correlate, mentre gli indici Atlantico e Pacifico condividono meno del 3% della loro variabilità rispettiva.

In che misura l’AO può essere rappresentata dalla principale EOF del solo settore Atlantico, o alternativamente, dalla principale EOF del solo settore Pacifico? La Figura 1 mostra la principale EOF delle anomalie mensili di SLP basata sull’intero dominio dell’Emisfero Settentrionale (a sinistra), sul dominio Atlantico (90° W-90° E) (al centro), e sul dominio Pacifico (90° E-270° E) (a destra). I modelli sono mostrati sia in forma di ampiezza (pannelli superiori) che di correlazione (pannelli inferiori), ottenuti regredendo o correlando le anomalie mensili di SLP su tutto l’emisfero con la principale serie di componenti temporali (PC) di ciascun dominio. La principale EOF rappresenta rispettivamente il 21.9%, 30.8% e 27.2% della varianza nei domini dell’Emisfero Settentrionale, Atlantico e Pacifico, e tutti sono ben distinti dalle EOF di ordine superiore. La principale EOF per l’Emisfero Settentrionale comprende le principali EOF all’interno di ciascun sottodominio (Figura 1, pannelli superiori). Tuttavia, l’EOF Atlantica non proietta fortemente sul settore Pacifico, come evidenziato dai coefficienti di correlazione bassi (inferiori a 0.2) sul Pacifico settentrionale (Figura 1, pannello inferiore centrale).

Mentre l’EOF (Funzione Ortogonale Empirica) del Pacifico si estende effettivamente sul settore Atlantico, questa connessione è forte solo nella parte occidentale dell’Atlantico (attraverso il noto schema di teleconnessione “Pacifico-Nord Americano (PNA)”) e risulta debole (con coefficienti di correlazione inferiori a 0.2 in magnitudine) nella parte orientale (Figura 1, pannello inferiore destro), dove l’EOF dell’Atlantico mostra la sua maggiore ampiezza. Questi risultati sono in linea con la forza delle correlazioni tra gli indici regionali della Pressione al Livello del Mare (SLP) menzionati precedentemente. Le serie temporali dei Componenti Principali (PC) del subdominio dell’Emisfero Settentrionale e dell’Atlantico (Pacifico) condividono rispettivamente il 90% (29%) della loro varianza, mentre i PC dei settori Atlantico e Pacifico condividono solo il 10% della loro variabilità reciproca. Si ottengono risultati quasi identici per le anomalie intrastagionali (non mostrate).

Sono state condotte analisi EOF simili anche per i campi di anomalie dell’altezza geopotenziale a 850 mb e 300 mb. I risultati (non mostrati) supportano i trovati basati sul SLP: specificatamente, le correlazioni tra la principale EOF del settore Atlantico e le anomalie di altezza sopra il Pacifico sono deboli (meno di 0.2 in magnitudine nel Pacifico centrale settentrionale), così come lo sono le correlazioni tra la principale EOF del settore Pacifico e le anomalie di altezza sulla regione Atlantico-Europea. I collegamenti con l’Atlantico occidentale più remoto sono più forti (tra 0.4 e 0.6), in associazione con i centri d’azione a valle del modello PNA.

3.2. Connessione con la bassa stratosfera

Secondo Thompson e Wallace (TW), un aspetto rilevante dell’Artic Oscillation (AO) è la sua somiglianza strutturale con la variabilità delle altezze geopotenziali nella bassa stratosfera durante l’inverno. È importante notare che l’AO è presente anche durante la stagione calda, quando non c’è un collegamento con la stratosfera.

La Figura 2, nel pannello di sinistra, mostra i coefficienti di correlazione tra la serie temporale del principale Eigenfunction Orthogonal (EOF) delle anomalie di altezza a 50 mb nel settore Atlantico (da 20° a 90° Nord, da 90° Ovest a 90° Est) durante il periodo da Novembre ad Aprile del 1958 al 1997 e le anomalie di altezza a 50 mb in ciascun punto della griglia sull’emisfero settentrionale. La principale struttura di variabilità nella bassa stratosfera è chiaramente di natura anulare, come dimostrato dalla similitudine dei coefficienti di correlazione lungo un determinato cerchio di latitudine. Risultati simili sono stati ottenuti per l’EOF principale sia nel dominio del Pacifico che per l’intero emisfero settentrionale, così come per le anomalie intrastagionali, anche se queste non sono mostrate nel grafico.

Il testo poi si interroga su quanto sia zonalmente simmetrico il pattern delle anomalie di pressione al livello del mare (SLP) associato all’EOF principale delle anomalie di altezza geopotenziale a 50 mb. Il pannello centrale e quello di destra della Figura 2 mostrano i risultati della regressione (o correlazione) dei campi di anomalie di SLP mensili sulla serie temporale principale del PC a 50 mb (basata su dati per l’intero emisfero settentrionale, ma con risultati quasi identici se si utilizzano serie temporali PC dai sottodomini Atlantico o Pacifico). Si nota che le anomalie di SLP nelle regioni dell’Atlantico e dell’Artico hanno una forte correlazione con la serie temporale PC a 50 mb (con coefficienti di correlazione massimi intorno a 0.4-0.5), mentre le anomalie di SLP nel Pacifico mostrano una correlazione molto più debole (con coefficienti di correlazione massimi vicini a 0.1), in linea con studi precedenti di Perlwitz e Graf del 1995. Risultati simili sono stati ottenuti anche per le anomalie intrastagionali, nonostante non siano mostrate.

Infine, quando l’analisi si concentra sui mesi di gennaio-marzo, che Thompson e Wallace nel 1999 definiscono come la “stagione attiva” per la bassa stratosfera (quando la varianza dell’altezza geopotenziale a 50 mb sopra il cappuccio polare raggiunge il suo massimo), si osserva un lieve aumento dei coefficienti di regressione e correlazione di SLP. Tuttavia, i coefficienti di correlazione massimi sopra il Pacifico settentrionale sono solo dello 0.2, in confronto allo 0.5 per i settori dell’Atlantico e dell’Artico. Questi risultati sono stati ottenuti usando anomalie intrastagionali al posto di anomalie mensili per i mesi di gennaio-marzo (sia nel calcolo dell’EOF a 50 mb che nel campo SLP), mostrando un indebolimento significativo delle mappe di regressione e correlazione.

La figura mostra tre coppie di mappe. Ogni coppia rappresenta il primo EOF delle anomalie della pressione a livello del mare (SLP) per tre distinti settori geografici: l’Emisfero Nord, l’Atlantico e il Pacifico. Questi EOF sono utilizzati per identificare e quantificare i principali modelli di variazione spaziale in un insieme di dati meteorologici o climatici.

  1. Emisfero Nord (sinistra): Le mappe mostrano la variabilità dell’SLP su tutto l’Emisfero Nord. L’upper panel (pannello superiore) mostra l’ampiezza delle anomalie SLP, che indica la forza e la polarità delle anomalie (pressione più alta o più bassa del normale) in varie regioni. L’lower panel (pannello inferiore) mostra la correlazione di queste anomalie SLP con la serie temporale principale dell’EOF. Le aree con forte correlazione positiva o negativa sono indicate dai contorni chiusi, indicando una forte relazione con il pattern principale di variabilità dell’EOF.
  2. Atlantico (centro): Le mappe per l’Atlantico isolano la variabilità dell’SLP su questa regione particolare. Di nuovo, l’ampiezza e la correlazione sono mostrate nei pannelli superiori e inferiori rispettivamente. Le mappe mostrano come le anomalie nell’Atlantico si relazionano all’andamento principale identificato dall’EOF per quella regione. Questo è particolarmente rilevante per studi sull’Oscillazione Nord Atlantica (NAO).
  3. Pacifico (destra): Simile all’Atlantico, ma per il Pacifico, queste mappe enfatizzano le anomalie e la loro correlazione con l’EOF principale per il settore del Pacifico. Questo può essere collegato a fenomeni come l’Oscillazione Decennale del Pacifico (PDO).

In entrambi i pannelli inferiori, un contorno scuro indica il livello zero della correlazione, che è significativo perché separa le aree di correlazione positiva da quelle negative. I contorni si spostano da questo livello in incrementi di 0.2, quindi ogni contorno successivo rappresenta una correlazione più forte o più debole di 0.2 unità.

Queste mappe sono strumentali per comprendere come le anomalie di pressione in diverse regioni sono sincronizzate o correlate tra loro nel corso del tempo. I pattern di correlazione aiutano i meteorologi e i climatologi a capire come i cambiamenti in una regione possono influenzare o essere influenzati da cambiamenti in altre parti dell’Emisfero Nord.

L’immagine mostra tre mappe relative a diversi aspetti della variabilità atmosferica:

  1. Mappa di Sinistra (Left):
    • Questa mappa illustra la correlazione tra le anomalie dell’altezza geopotenziale a 50 millibar (mb) e la serie temporale dell’EOF principale sopra il settore Atlantico.
    • Le altezze geopotenziali sono un modo di rappresentare la “superficie” di una particolare pressione atmosferica. Qui, 50 mb corrisponde a un livello molto alto nell’atmosfera, vicino alla tropopausa.
    • I contorni chiusi mostrano aree di forte correlazione. Se i contorni sono circolari e concentrici intorno a un punto, questo indica un nodo di azione o un centro di pressione alta o bassa, la cui variazione è fortemente sincronizzata con il pattern dell’EOF principale per questo livello di pressione.
    • Il contorno zero è reso più scuro per evidenziare il confine tra aree di correlazione positiva e negativa.
  2. Mappa Centrale (Middle):
    • Qui, viene mostrato un modello di regressione delle anomalie della pressione a livello del mare (SLP) basato sulla serie temporale dell’EOF delle altezze geopotenziali a 50 mb sull’intero Emisfero Nord.
    • Questa mappa non è una semplice visualizzazione delle anomalie SLP, ma piuttosto il pattern SLP che meglio “si adatta” o è più strettamente correlato con le variazioni delle altezze geopotenziali a 50 mb, come determinato dall’analisi di regressione.
    • Ancora una volta, l’intervallo di contorno è di 0.2, con i contorni più scuri che indicano le aree di nessuna correlazione.
  3. Mappa di Destra (Right):
    • Simile alla mappa di sinistra, ma per le anomalie SLP sull’intero Emisfero Nord, questa mappa di correlazione esplora come tali anomalie si collegano con la serie temporale dell’EOF per le altezze a 50 mb.
    • Una forte correlazione (positiva o negativa) in questa mappa suggerisce che le anomalie della pressione a livello del mare sono influenzate o sono influenti in relazione alle variazioni rilevate a livelli di pressione più alti.

In tutte e tre le mappe, l’uso del contorno zero e degli intervalli di contorno di 0.2 serve a delineare chiaramente dove si verificano le correlazioni positive e negative. Tali mappe sono strumenti vitali nella meteorologia per comprendere la struttura tridimensionale e le interazioni nell’atmosfera, permettendo agli scienziati di prevedere e interpretare meglio i comportamenti climatici e meteorologici.

La figura rappresenta la mappa del primo EOF (Funzione Ortogonale Empirica) per le anomalie dell’altezza geopotenziale a 850 millibar (mb) nell’atmosfera. Qui ciò che osserviamo è una rappresentazione bidimensionale di un pattern tridimensionale atmosferico a una quota approssimativamente di 1.5 km sopra il livello del mare, tipica per l’analisi delle condizioni meteorologiche nella troposfera inferiore.

Dettagli della mappa:

  • Altezza Geopotenziale: L’altezza geopotenziale è una misura che combina l’altitudine e la pressione atmosferica. A 850 mb, studiamo solitamente la dinamica delle masse d’aria e fenomeni quali fronti e sistemi di bassa pressione.
  • Anomalie: Le anomalie rappresentate sono le deviazioni dalle condizioni medie, che possono indicare aree di alta o bassa pressione relative al normale. Queste anomalie sono importanti perché influenzano la circolazione dell’aria e possono portare a condizioni meteorologiche significative come tempeste o ondate di calore.
  • EOF: L’EOF è un modo statistico per ridurre la complessità dei dati atmosferici in componenti principali. Il primo EOF è generalmente il pattern che spiega la maggiore varianza nei dati. In questo caso, ciò che vediamo è il pattern più dominante di come le altezze geopotenziali variano mensilmente durante il periodo da maggio a ottobre, su un arco di tempo che va dal 1958 al 1997.
  • Pattern Zonale: L’immagine mostra un forte pattern zonale con contorni che sono quasi paralleli ai tropici, indicando che questo pattern di variazione ha una significativa estensione est-ovest. Questo potrebbe essere associato a fenomeni meteorologici come l’Oscillazione del Nord Atlantico o altri pattern di circolazione a grande scala.
  • Scala Temporale: Il periodo di tempo (maggio-ottobre 1958-97) suggerisce che l’analisi si concentra sulla stagione calda e potrebbe essere utilizzata per studiare fenomeni stagionali o interannuali come le variazioni nel monsone o nei pattern di circolazione estiva.

In sintesi, questa figura è uno strumento per visualizzare e analizzare la variazione più significativa delle altezze geopotenziali a 850 mb durante i mesi estivi nell’Emisfero Nord, che può aiutare a comprendere meglio la dinamica atmosferica e i cambiamenti climatici a lungo termine.

3.3. Confronto con l’Emisfero Australe

Thompson e Wallace (TW) suggeriscono che l’Oscillazione Artica (AO) è l’equivalente nell’Emisfero Settentrionale della modalità annulare presente nell’Emisfero Australe. Quanto è simile l’AO alla principale struttura di variabilità situata a sud dei 20° S? La Figura 3 presenta l’EOF (Funzione Ortogonale Empirica) principale delle anomalie di altezza geopotenziale a 850 mb mensili, dal mese di Maggio a Ottobre, a sud dei 20° S nel periodo 1958-97. Questa EOF rappresenta il 26,8% della varianza totale, una percentuale quasi doppia rispetto alla seconda modalità più significativa. Allo stesso modo della sua controparte nell’Emisfero Settentrionale (vedi Fig. 1, in alto a sinistra), l’EOF principale nell’Emisfero Australe evidenzia anomalie di un segno sopra la regione del cappuccio polare e anomalie di polarità opposta nelle medie latitudini, divise in due centri principali. Il centro di azione principale nelle medie latitudini si trova nel settore occidentale del Pacifico e dell’Oceano Indiano, con un centro secondario vicino alla punta del Sud America.

Quanto sono fortemente correlate queste aree di azione? Definendo le serie temporali mensili delle anomalie della pressione al livello del mare (SLP) regionali in base ai contorni esterni del modello EOF, abbiamo trovato i seguenti coefficienti di correlazione:

  • r(Antartico, Indo-Pacifico) = -0.61 (-0.67), dove i valori tra parentesi sono basati su anomalie intrastagionali.
  • r(Antartico, Sud America) = 0.38 (-0.20), dove i valori tra parentesi sono basati su anomalie intrastagionali.
  • r(Indo-Pacifico, Sud America) = 0.10 (0.19), dove i valori tra parentesi sono basati su anomalie intrastagionali.

In questo contesto, un valore di |r| maggiore o uguale a 0.09 è considerato significativamente diverso da zero con un livello di confidenza del 5%. Le correlazioni più forti si osservano tra i centri polari e quelli di medie latitudini primari (Indo-Pacifico), mentre le correlazioni più deboli sono tra i due centri di azione delle medie latitudini. Questi risultati sono simili a quelli trovati per l’Emisfero Settentrionale.

3.4. Pressione Media al Livello del Mare in Inverno

Thompson e Wallace (TW) hanno messo in evidenza una marcata tendenza all’aumento nella serie temporale media invernale dell’Artic Oscillation (AO) a partire dal 1968, indicativa di un approfondimento del vortice polare negli ultimi tre decenni. Tuttavia, quando si applica l’analisi delle Funzioni Ortogonali Empiriche (EOF) alle anomalie della pressione media al livello del mare (SLP) invernali durante il periodo 1968-1997, si osserva che la modalità principale di variabilità interannuale sull’Emisfero Settentrionale include solo i centri di azione artico e atlantico dell’AO, mentre la seconda modalità comprende il centro del Pacifico (non mostrato). Questo risultato è in linea con i valori deboli di correlazione tra Artico e Pacifico (r(Arctic, Pacific)) e tra Atlantico e Pacifico (r(Atlantic, Pacific)), e con il forte valore di correlazione tra Artico e Atlantico (r(Arctic, Atlantic)), basati sulle anomalie di SLP invernali medie nel periodo 1968-97 (-0.15, 0.02 e -0.86 rispettivamente, dove un valore assoluto di r maggiore o uguale a 0.28 è significativamente diverso da zero con un livello di confidenza del 5%).

Per una stima più affidabile delle correlazioni interannuali tra i tre centri di azione dell’AO, si utilizza un periodo di osservazione più lungo, dal 1947 al 1997:

  • r(Artico, Atlantico) = -0.83 (-0.81) (-0.81)
  • r(Artico, Pacifico) = -0.07 (-0.15) (-0.26)
  • r(Atlantico, Pacifico) = -0.07 (0.00) (0.06) dove un valore assoluto di r maggiore o uguale a 0.22 è considerato significativo con un livello di confidenza del 5%. I valori nella prima colonna sono basati sulle anomalie grezze di SLP invernali medie. Le correlazioni nella seconda colonna sono basate su dati filtrati ad alta frequenza per attenuare l’influenza delle tendenze a bassa frequenza sulle correlazioni (il filtro utilizzato ha una risposta gaussiana con un punto di mezza potenza approssimativamente a 12 anni). I valori nella terza colonna si basano su dati filtrati ad alta frequenza dai quali è stata rimossa la variabilità correlata linearmente all’ENSO, sottraendo le regressioni associate alle anomalie di SLP invernali ad alta frequenza a Darwin, Australia. I risultati indicano che il filtraggio ad alta frequenza e l’eliminazione della variabilità relativa all’ENSO, rappresentata dalla serie temporale di Darwin, hanno quasi nessun impatto su r(Artico, Atlantico), ma rendono r(Artico, Pacifico) [e in misura minore r(Atlantico, Pacifico)] più in linea con i risultati basati su dati mensili (come ricordato nella Sezione 3.1). Una valutazione più approfondita dell’influenza dell’ENSO sui centri di azione del Pacifico e dell’Artico dell’AO è lasciata a futuri studi.

3.5. Sommario e Discussione

Lo scopo di questo studio era esaminare, utilizzando la teleconnettività come metrica, il grado di simmetria ad anello presente nel modello di “Oscillazione Artica” definito da TW sulla base dell’analisi delle Funzioni Ortogonali Empiriche (EOF) del campo anomalo della pressione al livello del mare (SLP) durante i mesi invernali. I risultati mostrano che la teleconnettività tra l’Artico e le medie latitudini è più forte nel settore dell’Atlantico, e che la coerenza temporale tra le medie latitudini dell’Atlantico e del Pacifico è debole, sia su scale di tempo intrastagionali che interannuali, nel corso degli ultimi 50 anni. Pertanto, il carattere “ad anello” dell’AO sembra essere più una manifestazione della dominanza del suo centro di azione nell’Artico piuttosto che un comportamento coordinato dei centri di azione dell’Atlantico e del Pacifico nel campo SLP.

La serie temporale dell’AO è quasi indistinguibile dalla principale struttura di variabilità nel settore Atlantico (ad esempio, l’NAO). La loro correlazione temporale è dello 0,95 per le anomalie mensili della SLP durante il periodo novembre-aprile dal 1947 al 1997. Tuttavia, è importante notare che la correlazione tra il principale Componente Principale (PC) nel settore Atlantico e l’indice tradizionale dell’NAO basato sulle stazioni (ad esempio, la differenza normalizzata della SLP tra l’Islanda e le Azzorre) è solo dello 0,71 (0,83) per le anomalie mensili (medie invernali) durante lo stesso periodo, il che indica che l’indice NAO basato su due stazioni non rappresenta ottimamente il modello spaziale associato ad esso.

Un “modello di teleconnessione” in un campo meteorologico può essere definito come una struttura spaziale con due o più centri di azione distinti e fortemente collegati. Secondo questa definizione, l’NAO (ad esempio, il dipolo anomalo SLP Artico-Atlantico) è chiaramente qualificabile come un modello di teleconnessione. Al contrario, l’AO e il suo corrispondente nell’emisfero australe si distinguono non per la forza delle teleconnessioni tra i loro vari centri di azione, ma per l’eccezionale ampiezza areale e la simmetria zonale dei loro centri di azione primari (Artico/Antartico).

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1029/1999GL010945

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