17 Dic Gran successo dell’indice predittivo OPI

Propongo con orgoglio, visto che sono uno dei fondatori del CMT, CentroMeteoToscana, questo articolo apparso stamani su questo portale. L’indice OPI è stato sviluppato da tre forumisti del CMT, ovvero Filippo Casciani (Cloover), Riccardo Valente, Alessandro Pizzuti, con l’importante collaborazione dell’informatico Andrea Zamboni. Tale scoperta ha varcato in confini nazionali andando ad interessare scienziati di fama mondiale nel campo della meteo, fra i quali J.Cohen (che ha elaborato fra l’altro l’indice SOI). Un bel motivo di orgoglio per tutta la nostra nazione, non solo per il CMT.  Buona lettura. Alessandro Nardi.

Vi abbiamo dato appuntamento ad oggi per rendervi partecipi di una notizia straordinaria, che abbiamo grande piacere di condividere insieme a voi. Ci scusiamo dell’eccessiva attesa, ma per motivi logistici ci siamo visti costretti a rimandare il tutto a stamani.

Lo studio dell’OPI ha avuto notevole risonanza all’estero, con particolare riferimento agli USA, dove addirittura è stato citato da alcune emittenti radiotelevisive (tra cui l’NBC), attirando la curiosità del mondo scientifico. A tal proposito siamo stati contattati, ed è questa la notizia di cui volevamo rendervi partecipi, da uno dei massimi esponenti di questo settore: parliamo di Judah Cohen.

Il Dott. Judah Cohen gode di una grande reputazione nell’ambito accademico e scientifico mondiale, ricomprendo cariche di alto prestigio nel settore di coordinamento, ricerca e prevenzione dei fenomeni atmosferici negli USA.

In particolare da diversi anni è Direttore della Sezione “Previsioni Stagionali” presso l’AER (Atmospheric and Environmental Research) , affiliato con il Dipartimento di Ingegneria Civile nel Massachusetts Institute of Technology (MIT). Inoltre lavora in collaborazione con la NASA , il NOAA ed il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, è membro della American Meteorological Society (AMS) e dell’American Geophysical Union (AGU) ed ha conseguito il Dottorato di Ricerca presso la Columbia University di New York.

Da sempre impegnato nello sviluppo delle previsioni stagionali ,si è particolarmente distinto ed affermato in tutto il mondo per i suoi studi sull’importanza della copertura nevosa euroasiatica come fattore predittivo per la stagione invernale. Tra le sue svariate pubblicazioni quella più conosciuta è quella relativa alla scoperta dell’indice SAI (”Snow Advanced Index” calcolato in ottobre) che possiede una elevata correlazione con il valor medio del più importante e descrittivo indice della stagione invernale, ovvero l’AO(“Arctic Oscillation”).

Nella fig.1 è mostrata la correlazione tra il SAI, calcolato sull’innevamento al di sotto del 60esimo parallelo sul settore euroasiatico che si verifica nel mese di ottobre, e l’AO del successivo quadrimestre invernale DJFM. La correlazione risulta molto elevata e pari all’81%.

Il suo interesse per l’indice OPI, come egli stesso ci ha riferito, è derivato dal grande scalpore che ha suscitato oltre i confini Italiani, sia in Europa che negli Stati Uniti, e soprattutto per l’attinenza con il suo indice SAI, sia in riferimento al periodo temporale di calcolo dell’indice, che per l’elevata correlazione con l’indice AO (addirittura superiore al SAI). Cohen ci ha proposto da subito una collaborazione in merito a queste tematiche, collaborazione che porteremo avanti con grande entusiasmo e determinazione, e con l’obbiettivo comune di migliorare sempre più i modelli nell’ambito delle previsioni stagionali invernali.

Il nostro primo incontro avverrà in primavera, quando Cohen verrà a trovarci in Italia, mentre nella fase successiva saremo noi a partire per gli USA, con destinazione Atmospheric and Environmental Research(AER).

Uno dei principali obiettivi che ci siamo posti di raggiungere con Cohen, è quello di sviluppare la tematica inerente la previsione relativa alle sottofasi stagionali a partire dall’andamento medio della stagione invernale stessa (sviluppo temporale delle principali fasi invernali), ovvero di cercare di individuare, già da fine ottobre, le caratteristiche salienti dell’andamento dell’attività d’onda planetaria del successivo trimestre invernale.

A questo proposito abbiamo scoperto già da tempo una notevole corrispondenza, in base alla quale abbiamo poi tracciato la previsione concernente il presente inverno (stagione invernale 2013-2014) ma che non era presente nel precedente studio. Infatti solo da poco siamo riusciti ad implementare su uno specifico software di calcolo la funzione che riproduce l’andamento dell’attività d’onda troposferica nel corso dell’inverno. Sebbene il calcolo necessiti di ulteriori sviluppi (nonché correzioni), vi mostriamo l’elaborazione inerente la presente stagione:

Nella figura 2 è mostrato l’andamento, desunto da nuove elaborazioni, dell’attività d’onda planetaria caratterizzante il trimestre invernale 2013-2014.

Grazie a questo grafico, assieme alle informazioni relative all’allocazione ed al grado di intrusività delle onde planetarie (vedi prima pubblicazione), si possono trarre importanti e “dettagliate” indicazioni non solo a livello medio generale ma anche in termini temporali, individuando le principali sottofasi nel corso dell’intera stagione.

Quest’anno ad esempio si nota chiaramente come a livello troposferico (la nostra ricerca ci consente di individuare direttamente i risvolti troposferici, senza dover passare minimamente per i complessi e talvolta astrusi ragionamenti in merito alle dinamiche di interazione tropo-stratosferica), dopo una primissima fase di maggiore attività d’onda (fine novembre-inizio dicembre), si sarebbe avuto un rapido indebolimento della stessa, che avrebbe portato il vortice polare a raggiungere un discreta compattezza già intorno a metà dicembre.

Fatto salvo un temporaneo nonché flebile disturbo intorno a fine dicembre (quando potremmo assistere ad un temporaneo abbassamento del getto alle medie latitudini), la massima compattezza del VP potrebbe essere raggiunta a gennaio (soprattutto prima parte). Successivamente invece, e quindi a partire dalla seconda metà del mese, si potrebbe assistere ad un primo debole rafforzamento dell’attività d’onda planetaria che culminerebbe a febbraio (grossomodo tra la fine della prima decade e la seconda). A tal proposito, il pattern generale che dovrebbe contraddistinguere questa nuova fase prettamente artica è quello ben spiegato nell’OUTLOOK ufficiale uscito ad inizio novembre. Pertanto si prevede un’elevata possibilità di assistere per questo periodo ad una o più discese molto fredde in grado di spingersi più ad ovest grazie ad una maggiore capacità intrusiva dell’onda atlantica rispetto alla prima fase invernale (anche se le zone maggiormente favorite rimarrebbero quelle centro-orientali).

Vista la direttrice nord-orientale, nelle fasi culminanti potremmo essere interessati da termiche rilevanti (anche -10/-15 a 850 hPa).

La fig. 3 mostra le anomalie di geopotenziale alla quota di 500hPa che potrebbero caratterizzare la fase artica di febbraio con un onda atlantica (hp delle Azzorre) moderatamente più intrusiva verso il polo, rispetto alla configurazione di fine novembre-prima fase di dicembre, e dunque in grado di favorire una maggiore estensione delle correnti fredde verso le aree più occidentali.

Per quanto riguarda la prima fase appena trascorsa, è da annotare un’elevata performance del nostro modello previsionale. In particolare si prevedeva che uno dei massimi dell’attività d’onda planetaria (fasi di maggiore stampo invernale) si avesse nelle battute iniziali dell’inverno (fine novembre-prima fase di dicembre) con un avvio incisivo e precoce della stagione invernale su diverse zone alle medie latitudini (con particolare riferimento agli USA ed all’ Europa balcanica/orientale). Tuttavia, come ben previsto (a partire dall’attenta analisi del pattern di ottobre), “una simile configurazione d’onda planetaria (wave 1 e 2) ha favorito una discreta compattezza del VP ed una limitata capacità intrusiva d’onda atlantica”, sebbene in una delle “fasi di massima espressione d’onda planetaria”. In altre parole, sebbene nel corso di una delle fasi di massima oscillazione del getto (discese fredde), “l’Anticiclone delle Azzorre, in presenza di una forte anomalia negativa polare centrata tra Scandinavia settentrionale e mare di Kara, non è riuscito a penetrare sino alle latitudini più settentrionali rimanendo più centrato tra Isole Britanniche e Penisola Scandinava, in un contesto di AO comunque tra il neutro ed il positivo.”

La fig. 4 mostra l’andamento della AO. Da questa si vede come nella prima parte invernale, sebbene in uno dei periodi di massima attività d’onda della stagione, la AO si sia mantenuta comunque su valori tra il neutro ed il positivo.

Per ciò che attiene in particolare il discorso europeo, in questa primissima fase invernale si è registrata costantemente “un’ onda atlantica non intrusiva alle latitudini più settentrionali e dunque centrata ad ovest del continente (grossomodo Gran Bretagna) ed un flusso in scorrimento sul suo bordo orientale, tendendo ad interessare maggiormente le zone dell’est europeo e dell’area balcanica. In riferimento al nostro Paese, nel caso di configurazioni come quella descritta, le zone più coinvolte sono quello del medio e basso adriatico”. Di seguito si riporta la carta di reanalisi del NOAA relativa alla prima fase invernale (fine novembre-prima parte di dicembre):

Figura 5

Da questa (fig.5)possiamo notare come effettivamente l’onda atlantica sia risultata poco intrusiva e si sia posizionata a ridosso del continente europeo, tra Gran Bretagna e Penisola Scandinava, favorendo discese artiche dirette principalmente sull’est europeo e sui Balcani.

Con particolare riferimento al nostro paese, il periodo più favorevole si è avuto a fine novembre quando molte zone del medio basso adriatico sono state investite da intense correnti di estrazione polare che hanno portato nevicate intense a quote collinari con episodi nevosi che hanno interessato anche le zone costiere.

Figura 6: La carta mostra le anomalie alla quota geopotenziale di 500 hPa che si sono avute a fine novembre. Da queste si nota come un intenso nucleo gelido in discesa da nord-est abbia interessato l’Italia.

Quella che segue(fig.7) invece è la carta proposta nell’OUTLOOK in riferimento alle fasi artiche culminanti per il periodo in esame:

L’entusiasmo ed il forte interesse che hanno suscitato lo studio dell’OPI soprattutto negli USA, ci ha spinto a redigere un OUTLOOK anche per il Nord America (http://www.americanwx.com/bb/index.php/topic/41639-seasonal-winter-20132014-forecast-based-on-opi-index/).

Anche in questo caso le performance sono molto elevate in quanto per lo stesso periodo si era previsto di un inizio della stagione invernale incisivo grazie ad un forte anticiclone delle Aleutine in elevazione sul Golfo d’Alaska favorevole ad intense discese gelide dirette principalmente sugli stati centrali ed orientali del continente americano:

Figura 8: La presente carta è tratta dall’OUTLOOK e relativa all’america settentrionale , pubblicata sul sito “American Weather”

Figura9: La carta mostra le anomalie alla quota Geopotenziale di 500 hPa che si sono avute in questa prima fase invernale (fine novembre – prima parte di dicembre).

Per quanto riguarda la fase immediatamente successiva a quella iniziale sopra dibattuta, nell’OUTLOOK si diceva che già intorno alla metà del mese di dicembre “si sarebbe aperto il periodo di massima intensità del VP (attività d’onda debole/assente)…”.

La fig. 10 mostra l’andamento della AO. Si vede che dopo questa prima fase di maggiore “debolezza” del vortice polare inizia a concretizzarsi la massimo di rinforzo con la AO tendente a valori estremamente elevati.

E’ senz’altro troppo presto per trarre conclusioni in merito a questo inverno, tuttavia possiamo già affermare di essere estremamente orgogliosi che una delle persone più brillanti, importanti ed affermate del pianeta nell’ambito scientifico, Judah Cohen, ci abbia contattato per svolgere una collaborazione che speriamo ci porterà, dopo la sua visita in Italia nella quale discuteremo insieme i programmi e gli obiettivi da raggiungere, a dibattere queste affascinanti tematiche negli ambienti delle più prestigiose università americane nelle quali egli insegna e con cui collabora: Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Boston e la Columbia University di New York.

In conclusione ci teniamo a precisare che non si tratta di un successo meramente personale, in quanto frutto del lavoro che in molti hanno svolto e portato avanti in questi anni, suscitando sempre più interesse e proficui dibattiti in merito a questi argomenti decisamente ostici e prima sconosciuti nel Paese. E qui ci rivolgiamo soprattutto ai pionieri forumisti delle teleconnessioni che, per pura e semplice passione, hanno promosso ed incoraggiato lo studio di una materia che in Italia aspetta ancora il giusto riconoscimento a livello ufficiale . Insomma, non si può che definire il coronamento del “sogno” della collettività dei meteo appassionati italiani.

Con l’occasione ci teniamo ad augurare a voi tutti un felice Natale ed un sereno anno nuovo.

Riccardo Valente, Alessandro Pizzuti, Filippo Casciani ed Andrea Zamboni membri del Center for Study on Climate and Teleconnections di “Centro Meteo Toscana“