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
@Riccardo
Infatti, credo anch’io stiamo assistendo ad un cambiamento climatico importante:
– il cambio di segno della PDO, alcuni anni fa, è stato un primo segnale;
– il primo grande evento di Nina dopo decenni, è stato un altro segnale, confermato dal debole e breve Nino che pare si stia concludendo;
– ora Riccardo e Zambo ci forniscono un altro segnale: gli scambi meridiani stanno diventando più frequenti, il flusso zonale da ovest ad est diviene meno marcato e frequente anche nelle stagioni intermedie (specie in autunno), quando invece dovrebbe prevalere.
Mi paiono i primi segnali di un raffreddamento del clima: più eccessi, concentrazione delle precipitazioni, più siccità……..proprio come nel Trecento…..
riccà… detta papale papale
me spaventi quando dici
insieme ad Andrea stiamo approfondendo i nostri studi, e sta venendo fuori qualcosa di incredibile….la cosa che posso dirvi con certezza è che siamo agli albori di un cambiamento climatico importante………
O.o
dubito fortemente che la popolazione mondiale sia pronta a questo
e non parlo di mettersi un maglione in piu..parlo di eventi calamitosi che possano mettere in ginocchio l’economia MONDIALE…
@ Danilo
No aspetta, la seconda frase è semplicemente una traduzione, quindi non è farina del mio sacco….io semplicemente ho detto che è in corso un cambiamento importante della circolazione nell’emisfero boreale (anche in questo caso non sono io a dirlo ma i numeri)….ed inoltre non ho mai detto e mai dirò che questo cambiamento sarà in grado di mettere in ginocchio l’occidente, ma sicuramente avremo a che fare con un clima molto più instabile ed estremo (es: lunghi periodi siccitosi alternati a periodi molto piovosi, con aumento della frequenza di episodi molto freddi ed estremi tipo quello che abbiamo vissuto lo scorso febbraio)…..ovviamente tutto questo se, come credo, il sole continui a dormire….
ed infine, sempre se si avvererà questa circostanza, tra qualche anno (ma non a breve), potremo FINALMENTE assistere ad un cambiamento di circolazione nella stagione estiva……ma non non voglio anticipare oltre in merito ai miei prossimi studi….
intanto finiamo nel migliore dei modi questo bellissima discussione sull’artico…..domani mattina uscirà l’ultima parte, e mi raccomando siate numerosi…..
Ora cominciano a svegliarsi tutti, compresa l’Ansa….:
http://www.ansa.it/web/notizie/canali/energiaeambiente/natura/2012/10/11/Clima-scioglimento-ghiacci-artici-colpa-cambiamento-vento_7613929.html
tra l’altro qualche settimana fa era uscito un breve pezzo su MTG, firmato dal grande Aldo Meschiari, in cui si accennava a questa problematica….credo gli abbia fatto piacere leggere il nostro pezzo in cui queste dinamiche sono state spiegate nel dettaglio (e soprattutto in maniera semplice e chiara), con in più la prova sperimentale di Telemappa che ha confermato a pieno il mutamento pressorio e della ventilazione sul polo nord……
per l’uscita della prossima parte, sarebbe interessante avere come ospite qui su NIA il Dottor. Mario Tozzi…..
Sagace…….
diciamo che mi hai sgamato l’incipit…..poi c’è molto molto altro……
Ma la terza parte?
Grazie per tutto l’ottimo lavoro che state svolgendo!
Vi seguo con molto interesse, ma in dovuto silenzio per via delle mi mediocri conoscenze..
Grazie ancora e speriamo bene per il nostro futuro climatico.
Un forte e caloroso Augurio!
@Nero 74
La terza parte, come ha scritto sopra Riccardo, sarà pubblicata domani mattina..
Pardon allora.
Avevo capito questa mattina. Come non detto allora.
Grazie.
Intanto oggi l’artico ha superato i 7.000.000 di Km2 di estensione dei ghiacci.
Siamo più alti del 2007 al 24/10/2012 e leggermente più bassi dell’anno scorso alla stessa data.
2007 6956094
2011 7103750
2012 7085000
VAI ARTICO CONGELA TUTTO , DEVI ARRIVARE A 20 MILIONI DI KM QUADRATI , E SOPRATTUTTO FAI FORMARE TUO FRATELLO ” ANTICICLONE TERMICO RUSSO SIBERIANO “
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/
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.
@Nero 74
La penisola Antartica é molto poco estesa rispetto a tutto il continente che si sta raffreddando ulteriormente rispetto agli anni scorsi… la pista la rifaranno da un’ altra parte.
@Bernardo
quello che dici sui venti è vero, ma i venti sono il movimento di un fluido che sta tra un sole generatore di energia e un suolo accumulatore di energia solido e liquido. Inoltre le iterazioni tra questi tre sistemi ( sole, atmosfera, oceani/suolo ) sono innumerevoli e caotici e può capitare che qualche iterazione sia di verso opposto, ovvero che la causa diventi l’effetto e viceversa.
Spero di essere stato chiaro.
Saluti
Fano
Io invece ti dirò di più a seconda di quello che mi informo e ricerco in giro per i vari siti autorevoli:
..il guaio non è “solamente” lo scioglimento dei ghiacci.. il vero problema che sembra ignorato, è l’impressionante quantità di metano che non più imprigionata dai ghiacci , si sta liberando nell’aria aumentando in modo drastico l’effetto serra.
Oltre ai ghiacci del polo nord si sta sciogliendo anche il permafrost, che oltre ad aumentare il rilascio di metano in atmosfera sta creando un pericolo ecologico senza precedenti, nel nord europa, sopratutto nei paesi che si affacciano sul mar baltico e quelli situati all’estremo nord russo, numerose città sono costruite sul permafrost e con esse numerosi impianti industriali e le centrali nucleari in siberia, se il permafrost continuerà a sciogliersi i danni saranno enormi sia in termine umano che ambientale.
Cercate in giro..
Comunque penso anche che sono tutte conseguenze legate tra loro.. si creano cause ed effetti concatenate ed intrinseche tra i vari eventi atipici.
@ Bernardo
Non eliminerò alcun commento perchè sono contro la censura, ma i tuoi stupidissimi commenti non giovano certo al blog……
@Nero 74 I ghiacci si sciolgono perché il Sole ha deciso così … gli uomini non contano un tubo … la CO2 non scalda altrimenti dovremmo già essere andati arrosto e pinguini dell’Antartide cotti a puntino, cosa che non é accaduta … Le teorie che hanno giustificato il trattato di Kyoto sono solo immondizia politico-economica in altre parole propaganda e pubblicità. Tra qualche anno probabilmente le cose saranno chiarite, basterà che torni il freddo per rimettere in discussione le teorie politico-climatiche di questi anni!
Riccardo, considerando la tua affermazione, si evince che per te sono accettati solo i commenti che ti dicono “bravo, bravissimo” e cose vare. E non quelli che ti danno contro. Come mai?
Perche’ i miei commenti sarebbero stupidissimi? Solo perche’ insisto col sottolineare che stai invertendo causa ed effetto? E questo solo perche’ non ti va a genio dover constatare che il sottoscritto a sottolineato gia’ da diversi anni il fatto, conclamato ed accertato dalla Scienza, che la CDG NON SCORRE piu’ verso Nord-Est?
Insomma… chiarisci qual’e’ la tua posizione… accettando pero’ anche le critiche. Altrimenti smetti di scrivere… perche’ un articolista che non accetta le critiche al lavoro che presenta non deve neanche definirsi tale.
Ed ora censurami pure… come sicuramente farai!
NIA non ha bisogno di questo… lo dici tu stesso.
Inoltre… per concludere i miei interventi di oggi, continuate a considerare gli “eventi” come NON concatenati tra loro. Ma ti ricordo che il Campo Magnetico Terrestre sta mutando… e dal 2007 la perpendicolare al suo movimento e’ allineata proprio con lo Stretto di Bering… e che le linee di campo PRINCIPALI del CMT, hanno la direttrice “meridiana”… la stessa che viene percorsa dai “tuoi” venti…
…pensaci…
…magari tra qualche mese ci farai su un articolo… 🙂
Bernardo sarà la terza o quarta volta in due anni che dici che preparerai in futuro un articolo…
😎
Voglio abstract o peer review .. il resto sono chiacchere…
che per carità in un blog non devono mancare..
ma…
😉