Tempo da “Orso Russo-Siberiano”

Quando l’orso era di casa.

Inanzitutto l’alta pressione Russo-Siberiana è una figura barica semi-permanente, non di origine dinamica, ossia non relegato direttamente ai movimenti della circolazione atmosferica su vasta scala come il noto anticiclone delle Azzorre, ma bensì di origine termica.
Contrariamente agli anticicloni dinamici, qui si ha generalmente un’elevato geopotenziale in quota, un anticiclone termico in genere riguarda esclusivamente il suolo, mentre in quota si hanno geopotenziali bassi, con valori termici che possono anche scendere fino a -40°C in Siberia e nella Russia Europea durante l’inverno, mentre al suolo i valori pressorici possono raggiungere i 1050 hPa, con valori record anche di 1080 hPa.
Inizialmente l’anticiclone termico si sviluppa in ottobre-novembre in presenza di un’anticiclone dinamico, per forte dispersione termica del suolo si creano inversioni termiche e questo favorisce l’isolamento al suolo della massa d’aria gelida appunto nel bassi strati della troposfera, alle quote superiori le incursioni di aria fredda dall’artico favoriscono l’abbassamento del geopotenziale, dove tuttavia non si registrano precipitazioni date anche le bassissime temperature che generalmente riguardano in inverno le pianure Siberiane.
La dissoluzione dell’anticiclone termico si manifesta in marzo-aprile con il progressivo allungamento delle ore di sole anche alle alte latitudini e di conseguenza il maggior riscaldamento diurno.
Un’altro classico esempio di anticiclone termico è l’anticiclone Groenlandese.
A favorire lo sviluppo di anticicloni termici è anche l’innevamento che si comporta come una sorta di feedback che aumenta l’effetto albedo e aumenta la dispersione termica durante le ore notturne.
Le ondate di freddo più intense anche in passato in Europa furono da relegare all’anticiclone termico che durante la PEG si espandeva dopo la metà di dicembre ed entro la metà di febbraio anche sul continente Europeo con conseguente maggior influenza continentale del clima, dopo gli anni ‘50 le ondate di freddo in Europa e in Italia, anche le più significative, furono da relegare sempre ad anticicloni dinamici che nulla hanno a che vedere con gli anticicloni termici, qui un esempio di alcune configurazioni bariche tipicamente responsabili di intense ondate di freddo in Europa o sulla penisola Italiana dopo gli anni ‘50.

La maggior influenza continentale dei gelidi inverni Europei che si presentarono con maggior frequenza durante la PEG, fu indotta dalle numerose e importanti eruzioni vulcaniche che si verificarono con una certa regolarità in quel periodo, ad aver contribuito alla piccola era glaciale fu anche la bassa attività solare, i periodi di bassa attivitâ magnetica solare sono noti come minimo di Maunder e minimo di Dalton.

Durante la PEG in presenza di condizioni climatiche mediamente più fredde e forse anche grazie al maggior innevamento sul continente, la maggior espansione dell’anticiclone termico Russo-Siberiano che spesso arrivava anche ad interessare la penisola Italiana e l’Europa in generale, favoriva inverni veramente rigidi con temperature che potevano anche scendere sotto i -15°C sulle pianure del Nord Italia, la laguna Veneta sovente Gelava, anche il fiume Tamigi e i canali dei fiumi dei Paesi Bassi si congelarono spesso durante l’inverno e la gente pattinò e perfino tenne fiere sul ghiaccio, anche il porto di New York ghiacciò nell’inverno del 1780, consentendo alle persone di camminare da Manhattan a Staten Island, la Groenlandia e l’Islanda furono irragiungibili in inverno data la calotta di ghiaccio che si estendeva a molti chilometri da terra impedendo l’accesso alle navi.

L’inverno del 1683-84 fù il più rigido che si ricordi in Inghilterra, blocchi di ghiaccio vennero segnalati a 5 km dalle coste Francesi e a 40 km dalle coste Olandesi e nel mare del Nord, il grande gelo e la carenza di neve in Inghilterra consenti che il terreno gelò a oltre 1 metro di profondità, ma l’inverno del 1683-84 fù rigidissimo anche nel resto d’Europa, in Italia il gelo durò 2 mesi e 10 giorni tanto che al Colosseo di Roma venne allestita una pista di pattinaggio, il lago di Costanza (Svizzera-Germania) gelò completamente, in Francia e in Spagna si verificarono abbondanti nevicate, tutto questo per una vasta cellula di alta pressione che dalla Russia si spinse fino all’atlantico, mentre aree di bassa pressione interessarono il centro-Sud della penisola Italiana, questo consentì un intensa e persistente ondata di gelo su tutto il continente Europeo.
Un’altro inverno particolarmente rigido fu il 1709, basti pensare che a Berlino si misurò una temperatura media per il mese di gennaio di ben -13,6°C, il crollo delle temperature avvenne nell’arco di breve tempo.

Una massa d’aria gelida che partì dalla Russia in corrispondenza ad una vasta cellula anticiclonica di blocco che dalla Russia si estendeva al mare del Nord, investì tutta l’Europa, tra il 06 e il 07 gennaio l’aria gelida giunse anche sulla penisola Italiana portando un crollo delle temperature di circa 20°C in poche ore, con venti Nord Orientali tempestosi, a Venezia le temperature in corrispondenza ad una bora fortissima, le temperature calarono fino a -17,5°C, a Roma vi durono 10 giorni di neve tra il 06 ed il 24 Gennaio, tuttavia non si trattò dell’anno più freddo in assoluto in Inghilterra e in Francia, basti pensare che precedentemente al 6 del mese e sucessivamente al 24 di gennaio, a Parigi e a londra piovve, il Tamigi non gelò in maniera persistente, non da poter allestire fiere sul fiume come accadde altri inverni.
Durante quell’evento gelarono tutti i principali fiumi Europei, gelarono anche il lago di Zurigo, il lago di Costanza e parzialmente gelò anche il lago di Ginevra, la laguna Veneta restò gelata fino al 29 gennaio, mentre l’abbondanza di neve e ghiaccio in Valpadana, consentirono un proseguimento del gelo fin verso marzo, oltre a molti porti anche del mar Mediterraneo (tra qui quelli di Genova, Marsiglia e Livorno), gelò pure la foce del Tago a Lisbona, mentre più a Sud gelò il Ofanto in Puglia tanto che poteva essere attraversato a piedi durante l’ondata di gelo.
Gelarono addirittura intere foreste e coltivazioni di piante da frutto, insomma, eventi che ai nostri giorni sono a dir poco inimmaginabile, eppure un tempo questi episodi evvenivano con una certa frequenza.
La PEG venne documentata anche dai dipinti di allora qui vengono raffigurati spesso paesaggi innevati.
Queste sono alcune rappresentazioni delle conformazioni bariche che dovevano presentarsi spesso durante la PEG, quando l’Europa sperimentò inverni molto freddi che ben poco hanno a che vedere con gli inverni degli anni ‘90 e dall’inizio del nuovo millennio.

Configurazioni bariche piuttosto ricorrenti durante gli anni ‘90.

Flavio Scolari

Dopo la siccità, pioggie torrenziali?

Dopo il periodo di scarse precipitazioni avute in settembre e durante buona parte del mese di ottobre sul gran parte del Nord Italia e nella Svizzera Italiana, novembre comincierà all’insegna di intense e persistenti precipitazioni, per la penisola Italiana in particolar modo sul Nord Ovest Italiano, lungo il settore pre-Alpino (Svizzera Italiana compresa) e lungo le regioni del medio-alto Tirreno, tra qui comprese la Liguria e l’alta Toscana già interessate dall’alluvione della scorsa settimana.

Accumuli di pioggia in mm ogni 6 ore, previsto dal modello GFS per la penisola Italiana, per giovedi 04 e per domenica 06 novembre.

Il Nord delle Alpi in corrispondenza ad una ventilazione prevalentemente Meridionale, beneficerà di un effetto favonico, di conseguenza vedrà precipitazioni più scarse.
In Svizzera e su molte regioni del Nord Italia, quest’anno prolungati periodi contraddistinte da scarse o assenti precipitaziooni, si sono alternati a periodi molto piovosi, in particolar modo da inizio anno abbiamo vissuto un lungo periodo di siccità con una piovosità nettamente sotto la norma e temperature sempre ben sopra la norma, salvo gennaio qui si sono avute temperature corrispondenti alla media. Da fine giugno a inizio agosto abbiamo vissuto un periodo molto piovoso in particolar modo a Sud delle Alpi grazie alle frequenti e intense fasi di maltempo qui hanno procurato temporali spesso violenti. Dalla metà di agosto invece abbiano nuovamente vissuto un periodo contraddistinto da scarse precipitazioni e temperature ben sopra la media del periodo, salvo frevi episodi contraddistinti da temperature piuttosto fresche e precipitazioni che hanno prevalentemente interessato il Nord delle Alpi in corrispondenza al una ventilazione prevalentemente Settentrionale, mentre il Sud delle Alpi beneficiava di un effetto favonico.
Insomma quest’anno contrariamente alle ultime annate, qui abbiamo avuto abbondanti precipitazioni meglio spartite nell’arco dell’anno, di conseguenza assenza di lunghi periodi secchi, quest’anno l’annata si presenta con periodi di siccità alternati a periodi di pioggie torrenziali, che in luglio hanno procurato frequanti episodi di violenti temporali, con conseguenti danni e frequenti allagamenti, un pò in tutte le regioni della Svizzara, mentre novembre dopo il lungo periodo di scarse precipitazioni, che ha interessato settembre e ottobre, rischia di iniziare all’insegna di intense e presistenti precipitazioni, putroppo molte altre regioni del Nord Italia saranno interessate da forti precipitazioni stando alla tendenza attuale, come pure le regioni del medio-alto Tirreno, tra qui Liguria e alta Toscana già duramente colpite dall’alluvione della scorsa settimana. A favorire eventi tendenzialmente più violenti sono le temperature tendenzialmente sopra la media che riguardano anche la penisola Italiana e la Svizzera Italiana, da notare che settembre e in particolar modo inizio ottobre hanno visto temperature sopra la media localmente anche di +4°C, di per sè l’annata 2011 si sta presentando molto più caldo della norma.

Piovosità media e temperature medie per il mese di aprile.

Piovosità media e temperature medie per il mese di luglio.

Piovosità media e temperature medie per il mese di settembre.

In dettaglio in Svizzera dopo una primavera siccitosa e temperature ben superiori alla norma, anche di +6-7°C in aprile, in estate solamente il mese di luglio ha visto temperature leggermente sotto la media del periodo di -0,5°C o -1°C, localmente anche di -1,5°C, e una piovosità generalmente superiore alla norma, sopratutto a Sud delle Alpi, complessivamente in Svizzera l’estate 2011 è terminata con temperature superiori alla norma di +1°C, mentre appunto l’autunno è cominciato con valori più tipicamente estivi, complessivamente settembre ha terminato con temperature superiori alla media di +1,5-2°C in Svizzera, anche ottobre terminerà con valori sopra la media, in particolar modo per le elevate temperature che abbiamo avuto durante la prima settimana del mese, novembre attualmente sembra possa cominciare con temperature miti ma sono attese precipitazioni anche significative su molte regioni del Nord Italia e sulla Svizzara Italiana, da precisare che un evoluzione analoga la si è riscontrata pure su buona parte del Nord Ovest Europeo.

Evoluzione prevista per venerdi 04 e sabato 05 novembre.

Da notare gli eventi alluvionali che negli ultimi anni in particolar modo stanno interessando molte regioni della penisola, in particolar modo va ricordato l’evento alluvionale che interessò il Veneto a inizio novembre del 2010 e l’attuale evento alluvionale che la scorsa settimana ha colpito la Liguria e la Toscana, in circa 24 ore in entrambi le occasioni si sono accumulati quantitativi di pioggia impressionanti, anche compresi tra i 400 e i 600 mm, addirittura in Lunigiana e Massa in quest’ultimo tragico evento, in appena 6 ore sono caduti 260 millimetri di pioggia.
In futuro secondo le proiezioni climatiche oltre ad avere un aumento delle temperature medie, potrebbero aumentare questo tipo di calamità naturali, qui lunghi periodi di siccità ed eventi alluvionali in particolar modo in aree aventi una particolare confornazione geografica o geologicamente sensibili a intense e persistenti precipitazioni.

Flavio Scolari

Influenza dei gas ad effetto serra sul clima

Resta un dato di fatto che una forzante climatica influisce sull’andamento termico globale al di là del fatto che ogniuno possa avere una propria idea rispettabile delle attuali variazioni climatiche, i dati restano un dato di fatto e con esso anche il processo di scioglimento dei ghiacciai che è sotto gli occhi di tutti, anche dei più profani, oggigiorno la variazione del bilancio radiativo terrestre e di conseguenza l’aumento delle temperature globali che serve all’atmosfera per riequilibrare tale bilancio, è rappresentata dal CO2 qui costituisce circa un aumento di 2W (media globale quotidiana al metro quadrato) mentre altri gas ad effetto serra, tra qui i più importanti i CH4, O3 troposferico e H2O, di un ulteriore 1W per un totale di circa 3W dal 1750 al 2000.
Se poco prima della PEG che comunque faceva parte di un periodo interglaciale, le concentrazioni medie di CO2 erano di 280 ppm, nel 2000 sono aumentate a 370 ppm per arrivare a 393 ppm nel 2010.
Da un periodo glaciale a un periodo glaciale le variazioni medie del bilancio radiativo sono dell’ordine dei 6,5W, variazioni indotte da importanti fattori di retroazione (feedback) positivi che si manifestano in maniera non immediata, ma bensì in tempi piuttosto lunghi.

Basti pensare che dall’inizio della rivoluzione industriale, alcuni importanti fattori di feedback positivi, hanno cominciato a manifestarsi solo ora con lo scioglimento sempre più evidente dei ghiacciai e lo scioglimento del permafrost alle alte latitudini, altri fattori di feedback positivi e negativi subentrano quasi istantaneamente, come la variazione delle concentrazioni del vapore acqueo a seconda della variazione termica, dato che con temperature sempre più elevate, mediamente si possono avere concentrazioni di vapore acqueo nell’atmosfera sempre maggiori, e il vapore acqueo malgrado abbia tempo di permanenza inferiori e sia una causa conseguente ad una variazione termica, è anch’esso un potente gas ad effetto serra, dunque si comporta come un’immediato effetto di feedback positivo.
Il CO2 ha sempre avuto un ruolo fondamentale nelle variazioni climatiche sia nel breve che nel lungo termine, in tempi geologici è stato tra i fattori più determinanti.
Per quanto concerne l’alternarsi di glaciazioni a periodi interglaciali, variazioni della composizione chimica non possono essere visti come fattori scetenenti, ma piuttosto come importanti fattori di feedback, in genere i processi che portano all’innesco di una glaciazione o un sucessivo disgelo, sono variazioni dei parametri astronomici descritti dai cicli di Milankovitch.
La variazione dell’inclinazione assiale e dell’eccentricità dell’orbita terrestre non porta a variazioni significative della radiazione solare media annua a livello globale, ma bensì ad una variazione della radiazione solare distribuita diversamente tra le diverse stagioni e le diverse latitudini, inverni tendenzialmente più miti ed estati tendenzialmente più fresche alle alte latitudini sembrano favorire un aumento delle calotte polari, tali variazioni sono comunque dell’ordine di circa 1W dunque molto inferiori, ma che manifesta in termini di tempo molto grandi.
Importanti fattori che influenzano più profondamente il ciclo delle glaciazioni sono determinati da alcuni fattori di feedback ad effetto non immediato, come la copertura dei ghiacci, delle nevi e della vegetazione sulla superficie terrestre (effetto albedo) e variazioni della concentrazione dei gas ad effetto serra (CO2, CH4), si tratta di variazioni che prima dell’era industriale seguivano una variazione climatica, ma che ne amplificarono gli effetti a tal punto da essere ritenuti le principali cause della variazione climatica stessa, basti pensare che una variazione dell’effetto albedo terrestre comportava a variazioni del bilancio radiativo terrestre dell’ordine medio dei 3,5W al quale si aggiungeva una variazione media di 3W indotta da una variazione delle concentrazioni di alcuni gas ad effetto serra, sopratutto CO2 e CH4, per un totale di una variazione media di 6,5W indotti dai soli fattori di feedback, che di gran lunga superavano gli effetti indotti sul bilancio radiativo terrestre, dai fattori scatenenti una variazione climatica, qui appunto i cicli di Milankovitch.

Per comprendere quanto la nostra atmosfera sia sensibile ad una variazione del bilancio radiativo, basti pensare che una variazione di soli 6,5W ha comportato una variazione termica di oltre 5°C su scala globale dall’ultimo massimo glaciale all’attuale fase interglaciale, dunque una variazione avvenuta in decine di migliaia di anni, generalmente la terra riceve in media 240W quotidiani per metro quadrato.
Come detto sopra oggigiorno il bilancio radiativo è aumentato di 3W nell’arco di pochi centenni e sopratutto negli ultimi decenni.
Osservando i parametri astronomici ossia i cicli di Milakovitch che descrivono l’alternarsi dei periodi glaciali, ora dovremmo andare in contro ad una glaciazione, poichè abbiamo una bassa eccentricità dell’orbita terrestre e l’inclinazione assiale gradualmente tende a diminuire, tuttavia evidentemente non è così, oggigiorno il CO2 e il CH4 si comportano sia come forzante che come fattore di feedback, se da un lato l’aumento esponenziale (per il breve lasso di tempo preso in questione) dei gas serra stanno favorendo una variazione climatica, il riscaldamento climatico inevitabilmente sta comportando il subentrare di ulteriori effetti di feedback positivi, oltre alla diminuzione dell’effetto albedo, dovuto alla diversa copertura dei ghiacci, delle nevi e della vegetazione, lo scioglimento del permafrost favorirà il rilascio di CO2 e CH4 nell’atmosfera incrementando in tal senso quella che è una variazione climatica già in corso.
In genere il disgelo si manifestava molto più rapidamente di un processo di glaciazione, basti pensare che 20000 anni fa il livello medio del mare era 110 metri inferiore rispetto a quello attuale, il livello del mare durante il disgelo crebbe di 4-5 metri ogni secolo, ossia 1 metro ogni 20-25 anni, viceversa per avere un aumento dei ghiacciai occorreva un progressivo accumulo delle nevi nell’arco di moltissime migliaia di anni, salvo rare occasioni, quando in seguito a variazioni morfologiche la circolazione atmosferica subì importanti modifiche apportando abbondanti e continue precipitazioni nevose in aree relativamente fredde.
Altri fattori di feedback positivo il diverso spessore della coltre di ghiaccio, uno scioglimento dei ghiacciai non cominciava dalla sommità poichè quest’ultima posta solitamente a 2-3 km di altezza, ben sopra lo zero termico, ma bensì cominciava dalla base, il sucessivo disgradamento e abbassamento delle sommità (dove faceva più caldo) favoriva un accellerazione dello scioglimento anche dalla sommità.
Un fattore di feedback negativo istantaneo invece sono le precipitazioni, in presenza di un riscaldamento climatico, quest’ultime tendono gradualmente ad aumentare, anche alle alte latitudini.
Vi sono invece fattori che possono rimuovere CO2 dall’atmosfera comportandosi come fattore di feedback negativi, con processi “rapidi” dalla durata di alcuni anni o pochi decenni, fino ad arrivare a processi molto lunghi dalla durata di centinaia di migliaia di anni.
I processi più brevi dalla durata di alcuni anni o tuttalpiù di pochi decenni in grado di ridurre CO2 dall’atmosfera, sono rappresentati dal ciclo del Carbonio nell’ecosistema, ossia il ciclo biologico della fotosintesi e quello del discioglimento del CO2 sulla superficie degli oceani.
Un altro processo in grado di rimuovere CO2 dall’atmosfera, ma che si manifesta nell’arco dei secoli o addirittura dei millenni, è rappresentato dal fatto che il CO2 si dissolve nelle profondità dei fondali marini come sedimenti benchè questo si possa saturare.
Un ciclo che veramente può rimuovere definitivamente il CO2 dall’atmosfera, ma che si manifesta in tempi lunghissini dalla durata di centinaia di migliaia di anni, è indotto dall’aumento dell’erosione dei silicati in corrispondenza all’aumento delle temperature atmosferiche, l’erosione dei silicati trasporta CO2 nelle profondità del mantello terrestre, per poi essere riemesso nell’atmosfera attraverso le eruzioni vulcaniche in un ciclo di lunghissima durata, tale processo sarebbe la causa del rapido (in termini di tempo geologici) raffreddamento climatico avvenuto a cominciare dai 35,5 milioni di anni fa.

Per approfondimenti: Caldo periodo Eocenico

Un altro fattore di feedback oggi negativo sono le concentrazioni di polveri sottili, nella maggioranza dei casi quest’ultimi hanno un maggior effetto raffreddante del clima, benchè vi siano alcuni tipi di polveri, oggi ancora emesse in atmosfera (Black Carbon) che aumentano l’assorbimento di calore del sole, in ogni caso tali polveri indipendentemente dall’effetto che hanno sul clima, risultano essere dannose per la salute dell’essere umano.
Durante i processi di cambiamenti climatici in passato, le polveri in atmosfera aumentarono durante le fase di raffreddamento climatico data probabilmente la maggior intensità dei venti e le minori precipitazioni e diminuivano durante le fasi di riscaldamento, comportandosi di fatto come una sorta di feedback positivo.
Il comportanto delle nubi invece non è ancora compreso a pieno, molto dipenderebbe dalla tipologia e dall’altezza di quest’ultime, anche se di fatto l’inalzamento medio del limite di saturazione del vapore acqueo, sembra sfarorire la formazione di nubi più basse, qui presentano il maggior effetto albedo e dunque raffreddante, di conseguenza sembrano comportarsi piuttosto come effetto di feedback positivo.
Vi sono altri fattori più casuali e spontanei che si comportano come forzante sul bilancio radiativo terrestre, come ad esempio eruzioni vulcaniche o impatti cometali, in questi ultimi casi gli effetti sono piuttosto brevi nel tempo, tuttalpiù di pochi anni, dunque non rientrano negli schemi climatici multidecennali a meno che non vi siano numerose eruzioni vulcaniche anche importanti nell’arco di alcuni secoli come avvenne durante la PEG.

Ma cosa accadrà in futuro, se continueremo a emettere CO2 con gli stessi ritmi di quelli attuali, è stato calcolato che entro il 2050 raggiungeremo i 750 ppm, le temperature globali aumentereranno anche di oltre 2°C, i mari aumenteranno rapidamente e le calotte polari tenderanno a scomparire, se continuassimo a emettere CO2 con i ritmi attuali ma non emetteremmo più gli altri gas ad effetto serra, il problema si ridurrebbe del 45%, se da ora riducessimo fortemente l’emissione di tutti i gas a effetto serra in atmosfera, il clima si riscalderebbe ancora per qualche decennio, si tratterebbe comunque di un aumento di al massimo 1°C senza ripercussioni troppo evidenti sul clima e sull’ambiente globale.

Approfondimenti sul bilancio radiativo terrestre: Bilancio radiativo terrestre

Flavio Scolari.

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