Prima di analizzare la stratosfera, risulta fondamentale capire la suddivisione dell atmosfera terrestre.
L’atmosfera terrestre si suddivide convenzionalmente in diversi strati con comportamento fisico diverso l’uno dall’altro. La suddivisione viene effettuata in base all’andamento della temperatura con la quota. Come mostrato in figura 1, il primo strato partendo dalla superficie e la troposfera, che si estende fino ad un’altezza di 10-18 km dal suolo in base alla latitudine del luogo (lo spessore `e minore ai poli e maggiore all’equatore); in questo strato si concentra circa l’85 % dei gas atmosferici e i 3/4 della massa dell’intera atmosfera. In troposfera la temperatura diminuisce con la quota fino ad un minimo di circa -60 C° alla tropopausa. Questo andamento della temperatura `e dovuto al fatto che in questo strato il meccanismo principale di riscaldamento `e tramite il calore emesso dalla superficie sotto forma di raggi infrarossi. Pertanto, il gradiente di temperatura (∇T) `e minore di zero, rendendo lo strato dinamicamente instabile. La troposfera, infatti, `e lo strato di atmosfera in cui avvengono i fenomeni meteorologici; i moti orizzontali e verticali
dell’aria assicurano il continuo rimescolamento dei gas garantendo la costanza della composizione chimica.. La tropopausa `e quella linea immaginaria di separazione tra la troposfera e la stratosfera dove avviene una repentina inversione del gradiente di temperatura; in stratosfera, infatti, hanno luogo dei meccanismi specifici che portano all’aumento della temperatura con la quota fino ad un massimo di circa -10 – 0 C° alla stratopausa. Per questo motivo in stratosfera i moti verticali sono piuttosto deboli e il rimescolamento dei gas molto lento, portando percio ad una stratificazione stabile, da cui il nome. Oltre la stratopausa, localizzata attorno ai 50 km di altezza, si sviluppa la mesosfera. In questo strato la temperatura riprende a diminuire con la quota fino ad un minimo di -90 C° attorno ai 90 km. Questa diminuzione di temperatura ha luogo a causa del venir meno, a queste quote, dei meccanismi di riscaldamento attivi in stratosfera. Successivamente, nella termosfera, la temperatura riprende ad aumentare, raggiungendo i 1000 C° a 300 km e valori molto più elevati a quote maggiori.
La stratosfera è quella parte di atmosfera che sovrasta lo strato inferiore in cui prendono luogo le vicende meteorologiche, la troposfera, differenziandosi da essa per composizione chimica e caratteristiche fisiche. La superficie di suddivisione tra i due strati, la tropopausa, è quella superficie di altezza variabile tra i circa 8 Km sopra i poli, e i 20 Km sopra l’equatore, in cui si inverte il gradiente termico verticale della troposfera (mediamente pari a – 6.5°/1000m) stabilizzandosi intorno ai -60°. Pertanto in stratosfera la temperatura aumenta leggermente con la quota e la modalità di trasmissione del calore per convezione non può avvenire, eccetto che in casi particolari. Questo aumento è legato a fenomeni chimici come quelli di dissociazione delle molecole di ozono e di ossigeno esposti alla radiazione solare. L’interesse per le analisi delle carte sinottiche stratosferiche risiede nel loro impatto sulle vicende meteorologiche durante l’inverno boreale. In questa stagione infatti l’interazione tra stratosfera e troposfera avviene in entrambe le direzioni e questi eventi influenzano la circolazione emisferica boreale alle più alte latitudini in accordo al Northern Annular Mode (NAM). La sua modalità positiva è associata ad una circolazione prevalentemente zonale alle medio-alte latitudini mentre, all’opposto, una modalità negativa è associata prevalentemente ad una circolazione antitetica alle latitudini artiche (antizonale) con frequenti break della corrente ondulata occidentale ed insorgenza di blocchi alla circolazione zonale. Le superfici isobariche della stratosfera variano dai circa 100 hPa, dello strato sopra la tropopausa, a 1 hPa (circa 50 Km di altezza). Per bassa stratosfera si intende lo strato più vicino a quello in cui avvengono i fenomeni meteorologici, fino alla superficie isobarica di 50hPa. Questa area di maggiore densità opera come un filtro tra i fenomeni che avvengono in alta (1 /5 hPa) o media stratosfera (10/30 hPa) e l’atmosfera a noi più vicina, condizionando spesso l’inverno meteorologico. La struttura per strati facilita l’analisi sinottica, in quanto le variabili da prendere in considerazione durante lo studio sono molteplici.
Tornando alla situazione, L’apice ciclonico in stratosfera dovrebbe essere raggiunto tra il 6 e il 9 febbraio. Dalla mappa che andrò a postare si può notare la struttura del vortice polare stratosferico : chiusa, semi-circolare e caratterizzata da intensa ventilazione antioraria. Tutto ciò è riconducibile all intenso Stratcooling che andrà a condizionare le sorti del vortice e di conseguenza il tempo delle aree poste alle medie ed alte latitudini.(per i meno esperti,Cooling significa “raffreddamento”, stratcooling “raffreddamento di una porzione della stratosfera”. Viceversa stratwarming significa “riscaldamento di una porzione della stratosfera”. Sono eventi che, a seconda della loro intensità, posizione, profondità di sviluppo, possono forzare in maniera determinante la struttura del vortice polare stratosferico e, di conseguenza, la circolazione dei bassi strati, ossia della troposfera.)
https://www.wetterzentrale.de/de/default.php
Osservando il grafico relativo al nam, si può notare distintamente la fase di inizio dell evento (prima decade di gennaio) e quella di consolidamento (seconda metà del mese). Attualmente la ripercussione è osservabile anche negli strati più bassi dell’atmosfera (troposfera).( Quando parliamo di NAM dall’inglese North Annular Mode, ci riferiamo alla forza del Vortice Polare alle quote stratosferiche, un parametro che in opportune condizioni può rappresentare una forzante nei confronti della circolazione presente ai livelli sottostanti in troposfera. Il superamento della soglia del NAM è stata convenzionalmente posta al valore di +1.5. Il suo superamento si verifica in conseguenza di un ESE di tipo cold, il quale, raffreddando fortemente il VPS, determina un forte incremento delle velocità zonali. Tale condizione determina quello che tra studiosi ed appassionati viene definito come “soglia di precondizionamento del NAM”.) Molti si chiederanno: In quale modo il NAM oltre la soglia di +1.5, influenza la troposfera?
La risposta è la seguente.
In determinate condizioni, il forte raffreddamento stratosferico può trasmettersi alla fascia sottostante troposferica, determinando un rinforzo del Vortice Polare anche nella colonna d’aria a più diretto contatto con la superficie terrestre. Un raffreddamento del Vortice Polare in troposfera, determina anche in questo caso un rinforzo del getto polare che “racchiude” le masse d’aria artiche alle alte latitudini, rendendo così più difficoltoso l’esordio di dinamiche invernali sulla fascia delle medie latitudini.
Questa fase atmosferica viene definita col termine “precondizionamento del NAM”. A livello statistico essa tende ad esplicare la propria influenza in troposfera per un periodo che va dai 40 ai 60 giorni, superati i quali si interrompono con gradualità gli effetti dell’ESE cold in troposfera, avviando solitamente un periodo caratterizzato da maggiori scambi meridiani.
http://www.lamma.toscana.it/meteo/previsioni-stagionali/mappe
Spostandoci in troposfera,ossia la regione dell’atmosfera che dal suolo si estende fino a 10-15 km e dove la temperatura decresce con la quota; è la sede dei tipici fenomeni meteorologici, come nubi e precipitazioni, l andamento della pressione al suolo (e relative anomalie) prevista dal modello GFS tra il 3 e il 9 febbraio(In arancione/rosso valori superiori la norma, in celeste/blu inferiori.) evidenzia nelle aree poste a Nord della Scozia un susseguirsi di vortici (anche tempestosi), a sud alte pressioni.
La “sorgente” della vorticità positiva (ciclonica) si trova sulla Groentlandia meridionale . Un fiume di basse pressioni generato dal transito, molto a nord, della corrente a getto polare. A sud della stessa una vasta area di vorticità negativa (anticiclonica).Più a est la corrente a getto, deviata dal blocco anticiclonico sull’Europa occidentale, devia verso sud portando freddo e maltempo sul Medio Oriente.
Cosa potersi aspettare da una simile situazione? le ultime proiezioni indicano elaborate dal centro di calcolo ECMWF, pongono in evidenza fino a metà febbraio, prevalenti condizioni anticicloniche sull’Europa occidentale e su gran parte d’Italia.
