Quando si registrano eventi eccezionali così importanti, duraturi e diffusi come nell’inverno 2020-2021 non è mai un caso, ma a monte ci sono cause che prendono il via dalla circolazione atmosferica a grande scala. In particolare le sorti invernali sono “pilotate” dalle condizioni del vortice polare.
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- Anomalia di Geopotenziale dell’inverno 2020-2021: forte anomalia negativa sull’Europa Occidentale con frequenti perturbazioni e precipitazioni abbondantemente sopra media; alta pressione in sede polare, tipico pattern AO e NAO negativi
Il vortice polare, in parole povere, è una zona di bassa pressione ricolma di aria fredda che circonda i poli e si rafforza durante i mesi freddi circolando impetuosamente con venti intensi diretti da ovest verso est noti come “westerlies” ( venti occidentali). Quando il vortice polare è forte (indice AO positivo) i venti occidentali sono anch’essi forti e “trattengono” il freddo vicino al polo; quando il vortice polare è debole (indice AO negativo) i venti occidentali sono più deboli e permettono all’aria fredda di fuoriuscire dal vortice polare in direzione delle media latitudini e contemporaneamente all’aria calda di salire verso il Polo. Questa situazione generà scambi di calore, ondate di freddo e di caldo e molta instabilità.
Il vortice polare debole ha permesso un inverno marcatamente perturbato
Questa premessa teorica sul vortice polare è utile per capire quanto accaduto quest’inverno su varie zone dell’Emisfero Nord. Dalla spiegazione descritta sopra dovreste aver intuito che l’inverno 2020-2021 è stato caratterizzato da prevalenza di vortice polare molto debole che ha portato numerose perturbazioni e anche alcune intense ondate di gelo soprattutto negli Stati Uniti e sull’Europa Centro-Occidentale.
L’immagine sottostante ci permette di entrare nel merito della questione: si tratta di un grafico che schematizza la “salute” del vortice polare sulla sua verticale dal suolo fino all’alta stratosfera durante i mesi invernali; in basso sulla linea delle ascisse è riportato il tempo (dal 15 dicembre ad inizio marzo). I colori caldi (arancione-giallo) indicano “debolezza” del vortice polare, mentre i colori freddi (azzurro) indicano ,al contrario, un vortice polare forte e strutturato. Come potete vedere si nota una fortissima predominanza di vortice polare debole per tutto l’inverno, almeno fino a metà febbraio, e a tutte le quote.
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- Indicie NAM sulla colonna atmosferica polare dalla troposfera (1000hPa) fino all’alta stratosfera (1 hPa)
Osservando con più attenzione si notano altri evidenti segnali e i più importanti li abbiamo segnalati nella grafica. Innanzi tutto la stagione invernale è iniziata fin da subito (1 dicembre) con un vortice polare debole nei bassi strati (colori arancioni in basso a sinistra), ma ancora abbastanza forte alle quote alte (colori azzurri in alto a destra). Per avere condizioni perturbate è sufficiente avere instabilità alle quote basse e così è stato: come descritto nell’articolo dicembre è stato un mese molto perturbato con piogge e neve da record.
Il riscaldamento stratosferico ha contribuito alla presenza di eventi freddi in Europa e negli USA
Un’ulteriore “spinta” all’instabilità del vortice polare è arrivata, però, dalla stratosfera con un forte riscaldamento che abbiamo cerchiato in bianco. Eventi di forte riscaldamento in stratosfera son in grado di propagarsi verso le quote più basse (frecce bianche) ed indebolire il vortice polare per molto tempo (in media per 40-60 giorni). Non a caso è quello che è avvenuto esattamente quest’anno con il vortice polare che si è mantenuto debole per tutto gennaio, toccando l’apice intorno al 10 febbraio, periodo che abbiamo cerchiato in giallo. In questo periodo ci sono state, infatti, forti ondate di gelo soprattuto negli Stati Uniti dove si sono abbattuti record di freddo negli stati centro-meridionali. Anche l’Europa Centrale è stata raggiunta da gelo intenso con temperature record per il mese di febbraio in Germania e in Inghilterra dove in alcune aree non era mai stato così freddo dal 1955. Come detto prima ,però, queste dinamiche non portano solo maltempo e freddo, ma possono portare anche ondate di caldo verso i poli. Sempre in Germania, infatti, al freddo intenso ha fatto seguito una forte ondata di caldo e a Göttingen si è registrata un’escursione record di 41.9°C nel giro di una settimana , passando dai -23.8°C del 14.02.2021 ai +18.1°C del 21.02.2021.
Sul nostro territorio, nel medesimo periodo, abbiamo avuto le giornate più fredde dell’anno raggiungendo localmente minime di -10°C fino in pianura e ben inferiori in Appennino. Tuttavia, come nel caso di quest’anno, vortice polare debole non significa automaticamente freddo, ma molto facilmente significa più precipitazioni del normale e così è stato con tante piogge in pianura e neve in montagna.
La correlazione dell’indice AO (che misura la salute del vortice polare) con le condizioni meteorologiche sulla nostra regione quest’anno è stata davvero molto alta con tempo perturbato dal 1 dicembre al 15 febbraio fin quando l’indice si è mantenuto negativo; al contrario non appena il vortice polare ha ripreso vigore passando a valori di indice AO positivi abbiamo vissuto un periodo stabile e anticiclonico che ha chiuso il mese di febbraio e dura tuttora.
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- Andamento indice AO durante la stagione invernale: si nota molto bene il periodo negativo dal 1 dicembre al 15 febbraio.