IL POLO NORD SI SCIOGLIE E LA COLPA È SOLO……. (PARTE II)

 

Nell’appuntamento precedente abbiamo visto che le sonde russe ed americane , poste presso lo stretto di Bering, hanno rilevato, nell’arco delle ultime stagioni estive, un anomalo incremento dei flussi d’acqua calda di provenienza pacifica entranti nel polo. Ci siamo quindi lasciati con un importante interrogativo:

• quale fenomeno può aver indotto uno stravolgimento così importante ed improvviso della circolazione oceanica interna e limitrofa al bacino artico?

Ebbene la risposta a tale quesito è molto semplice: negli ultimi dieci anni si è verificato un mutamento radicale della circolazione atmosferica nell’ambito del circolo polare artico (e non solo). Nello specifico, a partire proprio dal 2001, ha iniziato a prendere piede e a divenire sempre più frequente un particolare pattern atmosferico, fino ad allora molto raro: si tratta del pattern DA+ (“positive arctic dipole”). Tale fenomeno, come vedremo, è strettamente correlato (attraverso un preciso rapporto di causa-effetto), con l’anomalo incremento dei flussi d’acqua calda entranti nel polo attraverso Bering.
Per prima cosa cerchiamo di capire le caratteristiche essenziali di questo particolare schema circolatorio.
Il pattern DA+ è lo schema circolatorio in assoluto più efficace nel favorire lo sviluppo di intensi scambi termici meridiani tra polo e medie latitudini. La sua principale caratteristica, da cui deriva anche il nome, è la sua forma dipolare. A tal proposito, mentre l’AO pattern è contraddistinto da un unico centro anulare che copre l’intero artico , il DA pattern è formato da due centri d’azione, di cui uno ciclonico ed uno anticiclonico:

 


Figura 1: la figura schematizza i due pattern circolatori: AO pattern (colonna di sinistra) e DA pattern (colonna di destra. Per entrambi sono riportate le variazioni infrastagionali (molto più evidenti per il DA pattern).

 

Come si denota dalla presente immagine, in contrasto con l’anomalia del vento indotta dall’AO pattern (che è ciclonica o anticiclonica rispettivamente durante la sua fase positiva o negativa), l’anomalia del vento risultante dalla DA (freccia nera) è meridionale. Un’altra differenza tra i due pattern risiede nel fatto che il DA+ , a differenza dell’AO, tende a mutare nel corso dell’anno, per via della diversa inclinazione del dipolo.
Concentriamoci ora sul pattern DA+ estivo:

 


Figura 2

 

Come si vede, il Pattern DA+ estivo è caratterizzato dalla presenza di SLP positive (alta pressione) sull’Islanda, Groenlandia ed arcipelago Canadese, ed SLP negative (bassa pressione) sulle zone del Mar di Kara. Ora, come ben sappiamo, attorno ad un’ area di alta pressione i venti spirano in senso orario, mentre attorno ad un’area di bassa pressione spirano in senso antiorario: tra le due aree si sviluppano anomali venti meridionali la cui direttrice è quasi parallela allo stretto di Bering.
Nelle immagini che seguono viene schematicamente illustrata l’anomala ventilazione indotta dal pattern DA+ :

 


Figura 3

 


Figura 4

 

Le conseguenze dirette di questo tipo di circolazione sono facilmente prevedibili:

1) gli intensi venti meridionali di provenienza pacifica tendono ad erodere la banchisa artica a partire dai settori più occidentali (Mar di Chukchi), favorendo un incremento della velocità di assottigliamento dei ghiacci (tale aumento è addirittura pari a 0.5 m/mese). In generale dunque, i venti meridionali tendono ad eliminare il ghiaccio marino dal bacino artico, mentre una maggiore quantità di ghiaccio è spinta verso i settori atlantici (attraverso lo stretto di Fram);

2) i venti anomali, la cui direttrice è quasi parallela allo stretto dei Bering, spirando da sud verso nord, trasportano maggiori flussi di acqua calda pacifica attraverso lo stretto stesso. Ciò spiga l’anomalo incremento dei flussi di acqua calda entranti nel polo rilevato dalle sonde americane e russe. Tale fattore accelera ulteriormente il drastico assottigliamento dei ghiacci marini.

Volendo usare una similitudine non troppo elegante, il pattern DA+ si comporta come una centrifuga in grado di aspirare flussi di aria e di acqua calda dal Pacifico.

Tra gli effetti nocivi del pattern DA+ ce ne sono anche altri di tipo indiretto non di minor rilievo . A tal proposito, l’azione degli intensi flussi meridiani di calore, accelerando vistosamente la fusione della banchisa, favorisce, già al termine della primavera, un aumento consistente di area occupata da acqua libera e ghiaccio sottile. Tale circostanza consente, nel corso dell’intera stagione estiva, il riscaldamento solare su una superficie molto più ampia, innescando fenomeni di retroazione positiva associati alla riduzione dell’effetto albedo. L’aumento termico nel bacino artico dovuto a questo fenomeno di feedback ghiaccio-oceano da albedo, è stato stimato essere pari a ben 5 °C.
Per quanto detto sin ora, l’entità della fusione estiva dei ghiacci marini artici, non dipende solo dall’intensità del dipolo artico, ma anche dal suo orientamento. Per capire questo, facciamo riferimento alla seguente figura in cui vengono messi a confronto i pattern DA+ registrati negli ultimi anni (dal 2007 al 2010):

 


Figura 5

 

Sebbene tutte le estati prese in considerazione siano state caratterizzate da un pattern DA+ molto forte, si possono notare delle differenze:

• anche se le anomalie del vento nel 2007 erano in magnitudo più grandi rispetto al 2008 (freccia nera più spessa) , l’orientamento per entrambi gli anni è stato più favorevole al trasporto calore dalla porta pacifica. Al termine di queste due estati si sono registrati i valori più bassi di estensione della banchisa artica (in riferimento al campione analizzato);

• le anomalie del vento nel 2007 e nel 2010 hanno grandezza simile e risultano entrambi più grandi di quelle registrate nel 2008. Tuttavia, l’orientamento delle anomalie eoliche nel 2010 è meno favorevole al “trasporto” di ghiaccio al di fuori dalla regione artica. Ed infatti al termine dell’estate 2010 è stata misurata un estensione della banchisa maggiore rispetto al 2007 ed al 2008;

• il pattern DA+ avuto nell’estate 2009 è il meno favorevole alla fusione dei ghiacci marini, in quanto le anomalie dei venti meridionali ad esso associate risultano più deboli e mal orientate (quasi trasversali allo stretto di Bering). Nell’estate 2009 si è registrata l’estensione massima del post 2007.

A questo punto, capito il funzionamento di questo particolare schema barico, risulta interessante capire come esso si sia evoluto nel tempo. In altre parole servirebbe uno studio finalizzato a valutare la “variazione media” del pattern DA nel corso degli anni. Per far questo abbiamo pensato di utilizzare il programma “Telemappa”, ideato e sviluppato da Andrea e presentato su NIA qualche mese addietro:

 

http://daltonsminima.altervista.org/?p=21833

 

Con l’ausilio di Telemappa e sfruttando gli archivi storici NCEP, siamo riusciti a ricostruire l’andamento medio dei geopotenziali sul bacino artico, in riferimento alle due aree di interesse (cerchio rosso e cerchio blu in Fig. 3). Facendo una semplice differenza tra i geopotenziali relativi alle due aree è stato possibile ricavare, per ogni anno (estate), il valore assunto dall’indice DA. Dopodichè, utilizzando i metodi di interpolazione polinomiale, è stato tracciato il trend assunto dal DA pattern nell’ultimo trentennio (nello specifico è stata utilizzata, come funzione interpolante, una polinomiale del IV ordine):

 


Figura 6

 

Dall’ “andamento medio” dell’indice DA (linea rossa), emerge chiaramente il cambiamento significativo di pattern atmosferico che ha interessato il polo negli ultimi 30 anni (addirittura si passa da un valore medio di -5 ad un valore di +5). Questi numeri, tradotti in termini pratici, stanno a significare un totale stravolgimento della circolazione atmosferica in sede artica (e di conseguenza anche di quella oceanica).
Per “testare” poi l’importanza del pattern DA sulla fusione dei ghiacci artici, basta confrontare la figura precedente con il trend di estensione della banchisa artica estiva nello stesso periodo di riferimento:

 


Figura 7: “evoluzione media nel tempo” dell’estensione minima estiva della banchisa artica. Il diagramma è rovesciato per consentire un diretto raffronto diretto con l’andamento del DA pattern (tale necessità deriva dal fatto che le due grandezze sono inversamente proporzionali: all’aumentare dell’indice DA tende a diminuire l’estensione di ghiaccio marino).

 

Il grafico è ovviamente capovolto per consentire una migliore percezione visiva della somiglianza tra i due andamenti. Notate come la curva relativa all’estensione tenda a cambiare curvatura proprio quando inizia a riscontrarsi un cambiamento del pattern dominante sul polo (e precisamente quando il valore di DA inizia a crescere). Negli anni 2000 poi, esattamente come il pattern DA+, la velocità di fusione tende a crescere rapidamente .
Sempre a questo proposito, uno studio più raffinato è stato condotto di recente (2010) da un gruppo di ricercatori appartenenti a diversi centri di ricerca, tra cui ricordiamo le università di Washington e di Tokyo . Questi hanno creato un modello (PIOMAS) in grado di simulare l’estensione della banchisa artica, nonché l’andamento della circolazione oceanica, sulla base della sola azione forzante indotta dal pattern DA (anche in questo caso i valori giornalieri del DA sono ricavati dagli archivi NCEP).
Ebbene, come si desume dalla seguente figura, i risultati di questa simulazione sono stati a dir poco sbalorditivi:

 


Figura 8

 

In essa infatti le linee continue rappresentano i valori di estensione dedotti dalle simulazione, mentre le linee tratteggiate si riferiscono all’estensione reale rilevata dai satelliti. Inoltre le linee rosse riguardano l’estensione minima inerente al mese di settembre, mentre le linee verdi sono relative all’estensione media tra i mesi di gennaio e settembre. Il fatto che i valori simulati, aventi come solo dato di input il parametro DA, approssimino benissimo quelli reali, dimostra inequivocabilmente che l’orientamento e l’entità del pattern DA+ sono la chiave per capire e prevedere la diminuzione di ghiaccio marino nel bacino artico.
Al termine della presente parte emerge in maniera chiara ed inequivocabile come, l’evoluzione della banchisa polare artica, dipenda in modo preponderante dall’andamento di una particolare forma di circolazione atmosferica. Nel prossimo appuntamento cercheremo di fare l’ultimo e decisivo passo verso la comprensione del processo di fusione dei ghiacci marini artici, tentando di scoprire il fenomeno che regola l’evoluzione storica del DA pattern.

 

Riccardo e Zambo

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76 pensieri su “IL POLO NORD SI SCIOGLIE E LA COLPA È SOLO……. (PARTE II)

  1. Riccardo :
    Comunque dico l’ultima cosa e poi chiudo….
    Su tutti maggiori forum italiani c’è una cartella dedicata a noi con migliaia di persone che ci hanno visitato…..vi sembra normale che tutta questa gente entrando debba leggere di cose esoteriche e di misteriosi pianeti che determinano tutto le vicende climatiche e meteo del pianeta…??? secondo voi ci facciamo bella figura….???
    eppure c’è in home un bell’articolo, che tratta di cose molto poco conosciute e che danno risposta a molti quesiti che ci siamo posti (giustamente) in questi anni…..perchè non siamo uniti nella lotta contro chi ci vuole strumentare….????perchè rovinare questi bei momenti per andare appresso a un troll….???
    quì lo dico e poi lo faccio….nel pezzo di domani non tollererò questa situazione……

    Riccardo, ma tu ti tieni aggiornato su cio’ che accade oltre la punta del tuo naso?
    A me sembra di no.

    La NASA negli ultimi anni ha rivisto la percentuale di STELLE SINGOLE portandone la presenza nell’universo da una iniziale stima di “maggioranza” a “solo qualche eccezione”.
    Questo significa che la stragrande maggioranza di stelle, ivi compresa il Sole, sono stelle binarie o multiple. E nel corso degli ultimi anni sono state osservate anche stelle simili al Sole con diversi tipi di compagne.

    Poi io non ho affatto scritto di un pianeta che determina i cambiamenti… ma dell’avvicinarsi del Sole, ergo Sistema Solare, al campo di influenza di un’altra stella. Questo non significa che tale distanza la si possa misurare in km… ma in giorni-luce o anche anni-luce…. Basta considerare le dimensioni dell’eliosfera per capire quanto distante possa trovarsi questo “confine” tra una stella e l’altra.

    E siccome e’ scientificamente ACCERTATO che tra 2 stelle esistono INTERAZIONI di vario tipo, questo NON lo si puo’ ignorare nell’individuazione della causa dei cambiamenti interni ad un sistema solare. Perche’, se non te ne fossi accorto, i cambiamenti degli ultimi anni non riguardano solo la Terra, ma anche gli altri pianeti (Giove, Saturno, Urano in primis).
    Tutto dipende da qualcosa che di sicuro, al 100%, non riguarda solo il nostro pianeta.

    Tu sei liberissimo di limitare il tuo discorso ai venti e a pochi altri fattori, ma non puoi vietare che ti venga suggerito di guardare un tantinello oltre. Perche’ questo significherebbe NON ACCETTARE LE CRITICHE…. che nella fattispecie volevano essere COSTRUTTIVE!

  2. Riccardo &NIA

    Complimenti x il lavoro svolto fin qui …. estremamente utile x me che non ne capisce nulla …

    Saluti

    Filippo

  3. FBO :

    Nero 74 :
    Questa notizia può sembrare OT perché si parla di Antartide e non di Artide. Però solo qualche giorno fa è uscito un’articolo corredato di foto che paragonano i due poli a settembre e che mostrano l’impoverimento eccezionale dei ghiacci del polo nord paragonati all’eccezionale allargamento dei ghiacci del polo sud (dove era inverno). quindi se è vero che il polo sud quest’anno ha avuto un incremento fuori dalla norma dei suoi ghiacci come si spiega questa notizia?
    Antartide: si sta sciogliendo la pista d’atterraggio ‘Casey’, Australia preoccupata
    mercoledì 24 ottobre 2012, 17:00 di Peppe Caridi
    L’Australia e’ alla ricerca di un nuovo sito di atterraggio per gli aerei che riforniscono le sue tre basi in Antartide perche’ la pista attuale si sta sciogliendo. L’Australia possiede tre stazioni sul gelido continente: Casey, Davis e Mawson occupate da ricercatori e personale di supporto, e la pista Wilkins scavata nel ghiaccio che costituisce un collegamento di trasporto vitale. Ma la fusione della superficie della pista di atterraggio vicino Casey da 45 milioni di dollari australiani impone all’Australian Antarctic Division di cercare alternative, secondo quanto riporta il sito Phys.org.
    La stazione di ricerca antartica australiana di Casey si trova a sessantacinque chilometri dalla Wilkins runway in Antartide. Le stazioni meteo hanno registrato un aumento delle temperature di due gradi centigradi negli ultimi cinquant’anni nella penisola antartica, circa il triplo dell’aumento della temperatura globale. “Durante i primi anni dopo l’introduzione del collegamento aereo australiano in Antartide nel 2007 le nostre operazioni sono state in piu’ occasioni ostacolate dallo scioglimento dei ghiacciai della attuale pista Wilkins”, ha spiegato un portavoce dell’Australian Antartic Division, “stiamo quindi cercando nuove soluzioni e studiando una serie di punti di sbarco alternativi o aggiuntivi per i velivoli vicino alle nostre tre stazioni in Antartide”. Gli aerei possono atterrare solo se la temperatura e’ al di sotto dei 5 gradi Celsius. Le basi australiane sono anche servite dalle navi ma il viaggio puo’ richiedere fino a due settimane, rispetto alle circa 4 ore di volo da Hobart in Tasmania.
    http://www.meteoweb.eu/2012/10/antartide-si-sta-sciogliendo-la-pista-datterraggio-casey-australia-preoccupata/158215/

    la penisola antartica si sta scaldando notevolmente, mentre il resto del continente ha un trend opposto.
    è uno dei tanti misteri dell’antartide, però in fondo è illogico poter pensare che ogni zona del pianeta possegga lo stesso trend termico, ma l’IPCC non la pensa così

    Bernardo Mattiucci :
    Nero74, in Antartide gli scioglimenti di ghiaccio sono da imputare al 90% alle eruzioni vulcaniche sottomarine. E nient’altro!
    Per quanto riguarda l’artico, confermo quando vado dicendo da tempo… NON E’ il vento a provocare il cambiamento nell’Artico… ma e’ il cambiamento nell’artico a far cambiare i venti…. visto che questi, notoriamente e scientificamente, si formano tra 2 zone a diversa pressione e/o temperatura e non il contrario.

    scrivi un articolo, lo valuteremo e se andrà bene sarà pubblicato.
    altrimenti questi commenti sembrano messi li solo per il gusto di dire il contrario
    nessuno ti obbliga, però potresti provare a darci una mano invece che creare problemi

    Grazie.. molto gentile per la risposta. So che ogni luogo e area terrestre è a se e per questo che il tutto diventa più complesso di quanto pensiamo.
    Comunque ottima discussione e per il davvero interessante dibattito. Grazie per il vostro contributo.

  4. Luci0 :
    @Nero 74 Da un approccio statistico viene fuori una relazione abbastanza evidente tra eventi freddi e minimi solari … ma capire il meccanismo fisico é ancora molto lontano . Il tentativo di semplificazione fatto con la CO2 non sembra abbia avuto un successo totale, sopratutto perché il ghiacci Antartici avrebbero dovuto anch’essi andare in crisi, in realtà così non é stato. La cosa strana é osservare il ritiro dei ghiacci artici in estate e avere inverni più freddi dopo il 2008, la TSI in riduzione avrebbe dovuto provocare un aumento dei ghiacci artici cosa che non si é verificata per niente … insomma ne effetto serra ne minimi solari erano in grado di spiegare in toto gli eventi. Riccardo e Zambo pare ci siano riusciti … hanno trovato la quadratura del cerchio … almeno credo. Aspetto con impazienza la terza puntata …

    Grazie anche a te e mi trovi d’accordo su tutto.

  5. Bernardo Mattiucci :

    Zambo :
    @Bernardo Mattiucci
    Bernardo ti prego… Non violentare l’astronomia.
    Lasciala stare… Non è proprio cosa che fa per te….
    Comunque temevo i tuoi quasi torpiloqui…
    Si sei un Troll e ti diverti a far male a NIA.

    Certo perche’ tu sei esperto, vero?

    Ma non farmi ridere va…

    Ciao Bernardo.
    Può darsi di si, può darsi di no… Non saprei io per primo…
    Ma in ogni caso non è tanto ciò che io potrei dire… Il problema è ciò che dici tu !

    A proposito…

    http://corsi.unibo.it/Magistrale/Astrofisica/Documents/I%20laureati%20del%201995.pdf

    😉

  6. Zambo :

    Bernardo Mattiucci :

    Zambo :
    @Bernardo Mattiucci
    Bernardo ti prego… Non violentare l’astronomia.
    Lasciala stare… Non è proprio cosa che fa per te….
    Comunque temevo i tuoi quasi torpiloqui…
    Si sei un Troll e ti diverti a far male a NIA.

    Certo perche’ tu sei esperto, vero?

    Ma non farmi ridere va…

    Ciao Bernardo.
    Può darsi di si, può darsi di no… Non saprei io per primo…
    Ma in ogni caso non è tanto ciò che io potrei dire… Il problema è ciò che dici tu !

    A proposito…

    http://corsi.unibo.it/Magistrale/Astrofisica/Documents/I%20laureati%20del%201995.pdf

    ;-)

    lasciamo perdere, è un troll
    ormai non ci sono dubbi

  7. basta, cancellato tutto e ne parlerò domani con simon.
    questa cosa non può andare avanti.
    soprattutto non può rovinare i commenti di un articolo del genere

  8. Il primo articolo postato da Bernardo conferma la prima parte di quanto ha scritto Riccardo nell’articolo, sul ruolo del nuovo pattern DA.
    Ora leggo il secondo…..

  9. io chiudo i commenti
    sarà simon a riaprirli, ma la situazione è ingestibile così
    non si può andare avanti dove in ogni articolo c’è sempre lo stesso troll che deve scrivere il contrario.

I commenti sono chiusi.