Il PCAI (www.meteogiornale.it/pcai/pcai.php) è un indice, mediante la cui scala di valori si cerca di individuare la propensione della troposfera alle irruzioni di aria fredda dai quadranti di nord est, verso l’Europa centrale, ed a cascata verso l’Italia ed il Mediterraneo; perciò esprime una Probabilità (o quanto meno una Possibilità) di avere Irruzioni Artiche di tipo Continentale.
Perché questo indice?
L’attenzione principale di molti appassionati di meteorologia è rivolta alle irruzioni di aria fredda. Come noto le irruzioni di aria fredda nell’emisfero boreale giungono dai quadranti settentrionali; fra queste, le irruzioni di aria artica continentale possiedono caratteristiche tali da imporre sulla nostra penisola condizioni di severo raffreddamento (spesso accompagnate da copiose precipitazioni nevose) qualora l’avvezione riesca a raggiungere con un certo impeto le nostre regioni; non è un caso che la maggior parte delle più forti ondate di freddo registrate in Italia in passato, siano riconducibili proprio ad irruzioni di tipo artico continentale.
Esistono numerosi indici (NAO, AO, o il BI, ovvero, Nino e Nina, Enso, Mjo) concepiti allo scopo di descrivere le modalità della troposfera (o anche della stratosfera) di presentare su media o larga scala condizioni meteorologiche riconoscibili; a ciascuno di questi indici è associabile (entro certi limiti chiaramente) un determinato comportamento meteorologico (e/o climatologico) su determinate aree del pianeta a seconda del valore assunto dagli stessi. Inoltre sono facilmente riscontrabili evidenti correlazioni (“teleconnessioni”) tra alcuni di questi indici.
Tuttavia, nessuno di essi si presta appieno alla indicizzazione delle irruzioni di aria artica continentale verso i nostri territori: per nessuno di questi indici si può associare una corrispondenza sufficientemente valida tra la probabilità di avere irruzioni di aria artica continentale verso l’Italia ed il valore dell’indice stesso.
Il presente studio, essendo effettuato da un appassionato (non addetto ai lavori), non ha certo la pretesa di affiancare per qualità scientifica, metodologia e per strumenti di calcolo i prodotti realizzati da team di esperti o da importantissimi istituti di ricerca (alcuni dei quali governativi), la cui validità è pubblicamente riconosciuta dalla comunità scientifica: pur tuttavia, l’ambizioso tentativo di costruzione di un indice che sia strettamente dimensionato e “plasmato” sulle irruzioni artiche continentali dirette verso la nostra penisola, a ben vedere, sembra essere andato a buon fine.
PCAI: come si calcola
Gli input per il calcolo dell’indice sono costituiti da pressioni slm e geopotenziali corrispondenti alla pressione di 500hpa riferiti ad alcuni punti (4 in tutto) di una porzione dell’emisfero settentrionale centrata sull’Europa. Si tratta quindi di valori troposferici; l’indice, per il momento, non tiene in considerazione le dinamiche stratosferiche (peraltro ancora non comprese pienamente), che certamente giocano anch’esse un ruolo importante nella genesi delle irruzioni fredde.
Le pressioni di calcolo. Sono 3 valori di pressione riferite al livello del mare e calcolate in corrispondenza di alcune località specifiche:
p1: pressione slm in corrispondenza dell’Inghilterra meridionale (indicativamente in corrispondenza della città di Londra);
p2: pressione slm in corrispondenza della parte settentrionale della penisola scandinava (indicativamente in corrispondenza del territorio di confine tra i tre stati della penisola)
p3: pressione slm in corrispondenza dell’isola di Nuova Zemlja; (indicativamente in corrispondenza del canale che “taglia” in due l’isola).
Perché queste pressioni?: perché queste località si trovano sulla traiettoria di una figura essenziale per le sorti di una eventuale irruzione artica continentale: questa figura è un anticiclone il cui bordo orientale grosso modo dovrà posizionarsi in prossimità dei territori di confine tra il continente europeo e gli oceani atlantico ed artico (più avanti richiamata come “area di investigazione“, o dominio A1); ricordiamo infatti che in questo tipo di irruzioni l’aria fredda proviene dalle pianure della Russia e della Siberia occidentale (ma anche della Siberia centrale, nei casi più clamorosi): queste correnti, in presenza di tale anticiclone, scorreranno verso l’Europa centrale, scivolando in senso orario lungo il bordo orientale dell’anticiclone stesso. Se tale struttura barica è ben organizzata e sufficientemente duratura (anticiclone di blocco) l’aria fredda riuscirà ad invadere il mediterraneo (vedi figura a lato riferita alla celeberrima ondata di freddo di inizio febbraio 1956).
Per descrivere queste dinamiche attraverso i valori delle 3 pressioni, si utilizzano due parametri:
PS = somma (pi – p0) sommatoria delle 3 pressioni decurtate di un valore pressorio di riferimento p0
PU = somma (| pi-pj |) sommatoria delle differenze (prese in valore assoluto) dei 3 valori di pressione
Il parametro PS è indicativo della Forza del campo delle Pressioni nell’area di investigazione; il parametro PU, della Uniformità del campo di Pressioni stesso. I due parametri, combinati assieme:
BAS = PS – a PU
sono rappresentativi della Forza dell’Anticiclone di Blocco: è chiaro infatti che maggiore è PS, maggiore il campo delle pressioni; minore il valore PU, maggiore l’uniformità delle stesse nell’area: questa situazione descrive la presenza di un anticiclone lungo l’area di investigazione (A1), tanto più strutturato quanto maggiore è BAS. a rappresenta un coeff. correttivo che riduce il termine PU quando PS supera un determinato valore (70hpa) mentre lo aumenta in caso contrario.
I geopotenziali di calcolo.
L’efficacia e l’entità di una eventuale irruzione artica continentale, dipende, a parità delle figure pressorie slm (a parità di BAS), anche dalla “qualità” e dalla “quantità” dell’aria fredda presente in sede artica continentale. Tale ulteriore fattore viene espresso valutando il campo dei geopotenziali in quota (500hpa) in particolare in corrispondenza di una seconda area di investigazione (dominio A2) posizionata in corrispondenza dei territori ricompresi nelle pianure della Russia e Siberia delle elevate latitudini (dominio 64-72N 40-70E): la presenza di una saccatura del campo dei geopotenziali è infatti indicativa della presenza di un vortice freddo in quota (sovente il vortice è presente a tutte le quote), cui corrispondono bassi valori delle temperature della colonna d’aria (facile verificare la presenza di bassi valori della temp. alla quota corrispondente alla pressione di 850hpa per presenza di saccature dei geopotenziali a 500hpa).
L’ulteriore parametro di calcolo è quindi il valore del minimo geopotenziale (a 500hpa) presente nell’area di investigazione (dominio A2) sopra definito.
Con esattezza il terzo parametro che entra nel calcolo del PCAI è il seguente:
CT = H0,500 – min(H500 )A2
pari alla differenza tra un valore di riferimento del geopotenziale alla pressione di 500hpa (552dam) ed il valore minimo del geopotenziale nel dominio di investigazione A2. Per quanto detto sopra CT è rappresentativo dell’entità (ovvero della “qualità” e della “quantità”) dell’aria fredda disponibile per l’irruzione, ovvero indicativa del “serbatoio freddo” (“Could tank”) presente in sede artica continentale in corrispondenza del bordo orientale dell’anticiclone di blocco, eventualmente pronto ad essere trasferito ai territori dell’Europa centrale e del mediterraneo qualora le condizioni bariche (BAS) lo consentano.
Il PCAI sarà pertanto pari a:
PCAI = BAS – CT = PS – a PU + CT = S (pi – p0) – a somma (| pi-pj |) + [ H0,500 – min(H500 )A2 ]
La taratura dell’indice è stata effettuata adottando specifici valori per p0, a e H0,500 attraverso il ricalcolo delle configurazioni degli anni passati (reanalisys), ed in particolare studiando con attenzione gli episodi delle irruzione artiche continentali più significative.
PCAI: scala dei valori.
Il PCAI può variare da valori minimi inferiori a -150 a valori massimi prossimi o superiori a +150.
Innanzitutto va detto che, in linea di massima, ed entro i limiti di efficacia dell’indice stesso, quanto più elevato è l’indice, tanto maggiore la probabilità di avere irruzioni artiche continentale; ma si può anche stabilire il principio secondo cui, tanto più elevato è l’indice, tanto maggiore la probabilità che queste irruzioni siano di notevole entità.
Un ulteriore importantissimo elemento da valutare è la persistenza dell’indice, intesa come mantenimento di elevati valori dell’indice; se per più giorni (in genere dovranno essere almeno 3gg) sussiste una configurazione consona alle irruzioni artiche continentali (PCAI elevato), v’è maggiore garanzia che l’irruzione possa effettivamente raggiungere i nostri territori; qualora l’indice assuma un valore elevato ma isolato, ovvero seguito da un successivo decadimento, è certamente probabile che si verifichi uno spostamento delle masse d’aria dalle regioni artiche continentali alle regioni di sud ovest (avvio vero e proprio dell’irruzione); tuttavia l’aria fredda potrebbe non raggiungere (o quanto meno potrebbe non raggiungere con la medesima efficacia) i territori italiani, limitandosi invece ad interessare le regioni della Russia occidentale, o al più, dell’Europa orientale o balcanica.
La valutazione della persistenza dell’indice è oggetto di ulteriori approfondimenti; in prima approssimazione si può valutare questo parametro in funzione dell’area sottesa dalla curva PCAI (t), ovvero l’integrale nel tempo dell’indice stesso.
L’indice PCAI si trova aggiornato in base all’ultimo run GFS disponibile al seguente link: www.meteogiornale.it/pcai/pcai.php
Nella tabella seguente è riportata una scala dei valori, con associati i relativi probabili comportamenti meteorologici di grande scala, con riferimento in primis alle irruzioni artiche continentali.
N.B: la tabella mostrata va utilizzata con la dovuta flessibilità, ricordando soprattutto che lo studio che si sta compiendo è nella fase iniziale sperimentale e che pertanto aggiustamenti alla tabella stessa potranno essere sempre apportati; così come, se necessari, aggiustamenti e correzioni potranno essere apportati all’indice stesso.
VALORE PCAI | Distribuzione dei fattori di calcolo | Configurazioni meteorologiche d’insieme; | Probabilità di irruzioni artiche continentali (IAC) |
---|---|---|---|
-175 / -75 | BAS: fortemente negativo, sia per bassi valori pressori (PS) sia per scarsa uniformità degli stessi (PU); CT negativo (ma difficilmente molto negativo) o di poco superiore a zero. | Generalmente valori bassissimi del PCAI (inf. 100) sono associati a profondi vortici polari, accompagnati da profonde saccature anche al suolo, localizzati sovente in corrispondenza della penisola scandinava, o comunque in oceano atlantico ma abbastanza prossime alla penisola stessa. | Possibilità di IAC PRESSOCHÉ NULLA nell’immediato; paradossalmente valori bassissimi dell’indice sono spesso seguiti da veloci riprese verso valori medio alti: è infatti possibile una continentalizzazione del vortice polare che migra verso sud-est attraversando la scandinavia, con associata rimonta anticiclonica nell’area di investigazione A1. Esiste pertanto una MODERATA PROBABILITÀ di IAC di modesta intensità nei giorni successivi ai minimi negativi registrati. |
-75 / -25 | BAS: da lievemente negativo a molto negativo. CT potrà assumere anche valori mediamente elevati, in concomitanza di valori molto bassi di BAS | Oceano atlantico spesso dominato da estese saccature depressionarie, ma più occidentali rispetto al caso precedente; | Rispetto al caso precedente la configurazione d’insieme denota maggiore stabilità, all’insegna della permanenza delle saccature depressionarie in atlantico e parziale interessamento del campo di investigazione A1; è minore pertanto la probabilità di cambiamenti in tempi brevi. La probabilità di IAC è PROSSIMA A ZERO; |
-25 / +25 | BAS e CT: variabili. CT potrà assumere anche valori elevati, in concomitanza di valori bassi di BAS | A tali valori dell’indice potrebbero non essere riconducibili figure dominanti né nell’area atlantica, né nell’area di investigazione dell’anticiclone di blocco (A1). Sono possibili figure anticicloniche in A1 non bene strutturate, ovvero anticicloni mediamente “bassi”, rispetto all’asse ideale p1, p2 e p3. | Mediamente in queste condizioni la probabilità di IAC è MOLTO BASSA, ovvero NULLA nell’immediato; in caso di persistenza di valori prossimi al limite superiore della fascia (+25) va contemplata possibilità di avere una probabilità BASSA di irruzioni di modesta intensità. |
+25 / +50 | BAS medio alto in caso di valori bassi di CT; BAS medio basso ma con valori di CT elevati | Possibile presenza di anticicloni nell’area A1 mediamente strutturati (ovvero ben strutturati, ma mal posizionati rispetto all’asse ideale p1, p2, p3), pur senza presenza di vortici freddi significativi in A2. Oppure assenza di una struttura anticiclonica ben definita, ma presenza di profondi vortici in A2 | Mediamente la probabilità di IAC rimane MEDIO BASSA O BASSA; in corrispondenza di valori prossimi al limite superiore della fascia (+50) va contemplata possibilità di avere una probabilità DISCRETA di irruzioni di modesta intensità. La persistenza dei valori dell’indice su questa fascia va comunque monitorata, poiché spesso associata a figure (es.: anticiclone in sede artica – AO negativa) interessanti che alle volte possono sfociare nella presenza di anticicloni di blocco maggiormente definiti. |
+50 / +85 | BAS medio alto + CT medio; BAS medio + CT elevato | Possibile presenza di anticicloni ben strutturati in A1 ma associati a vortici in A2 non particolarmente profondi. In caso di profondi vortici in A2 la struttura anticiclonica in A1 o non è perfettamente strutturata, o se tale non è ben posizionata rispetto all’asse ideale p1, p2 p3. | Probabilità DISCRETA di avvio di IAC di discreta intensità dirette verso la Russia occidentale / Europa centrale e/o balcanica; probabilità MEDIO ALTA di IAC di modesta intensità verso l’Italia. In caso di persistenza dell’indice su valori prossimi al limite superiore della fascia (+85) la probabilità di IAC di discreta intensità verso l’Italia è DISCRETA. |
+85 / +120 | BAS elevato-molto elevato + CT mediamente elevato; BAS mediamente elevato + CT elevato | Anticicloni in A1 molto ben strutturati e ben posizionati, spesso accompagnati da vortici profondi in A2 | La probabilità di avvio di IAC di elevata intensità verso la Russia occidentale / Europa centrale e balcanica è MOLTO ELEVATA. La probabilità di IAC di intensità medio alta verso l’Italia è DISCRETAMENTE ELEVATA. La probabilità di IAC che siano almeno di intensità modesta o media verso l’Italia è MOLTO ELEVATA. In caso di persistenza dell’indice su valori prossimi al limite superiore della fascia (+120) la probabilità di IAC di elevata intensità verso l’Italia è MOLTO ELEVATA. |
sup. +120 | BAS molto elevato + CT elevato; BAS straordinariamente elevato + CT mediamente elevato | Anticicloni in A1 strutturatissimi, spesso accompagnati da profondi vortici in A2; configurazioni prossime a quelle ideali per le irruzioni di aria artica continentale. | Probabilità MOLTO ELEVATA di IAC di elevata intensità. In caso di elevata persistenza dell’indice su tali valori è ELEVATA la probabilità di IAC storicamente rilevanti |
Il PCAI (www.meteogiornale.it/pcai/pcai.php) è un indice, mediante la cui scala di valori si cerca di individuare la propensione della troposfera alle irruzioni di aria fredda dai quadranti di nord est, verso l’Europa centrale, ed a cascata verso l’Italia ed il Mediterraneo; perciò esprime una Probabilità (o quanto meno una Possibilità) di avere Irruzioni Artiche di tipo Continentale.
Perché questo indice?
L’attenzione principale di molti appassionati di meteorologia è rivolta alle irruzioni di aria fredda. Come noto le irruzioni di aria fredda nell’emisfero boreale giungono dai quadranti settentrionali; fra queste, le irruzioni di aria artica continentale possiedono caratteristiche tali da imporre sulla nostra penisola condizioni di severo raffreddamento (spesso accompagnate da copiose precipitazioni nevose) qualora l’avvezione riesca a raggiungere con un certo impeto le nostre regioni; non è un caso che la maggior parte delle più forti ondate di freddo registrate in Italia in passato, siano riconducibili proprio ad irruzioni di tipo artico continentale.
Esistono numerosi indici (NAO, AO, o il BI, ovvero, Nino e Nina, Enso, Mjo) concepiti allo scopo di descrivere le modalità della troposfera (o anche della stratosfera) di presentare su media o larga scala condizioni meteorologiche riconoscibili; a ciascuno di questi indici è associabile (entro certi limiti chiaramente) un determinato comportamento meteorologico (e/o climatologico) su determinate aree del pianeta a seconda del valore assunto dagli stessi. Inoltre sono facilmente riscontrabili evidenti correlazioni (“teleconnessioni”) tra alcuni di questi indici.
Tuttavia, nessuno di essi si presta appieno alla indicizzazione delle irruzioni di aria artica continentale verso i nostri territori: per nessuno di questi indici si può associare una corrispondenza sufficientemente valida tra la probabilità di avere irruzioni di aria artica continentale verso l’Italia ed il valore dell’indice stesso.
Il presente studio, essendo effettuato da un appassionato (non addetto ai lavori), non ha certo la pretesa di affiancare per qualità scientifica, metodologia e per strumenti di calcolo i prodotti realizzati da team di esperti o da importantissimi istituti di ricerca (alcuni dei quali governativi), la cui validità è pubblicamente riconosciuta dalla comunità scientifica: pur tuttavia, l’ambizioso tentativo di costruzione di un indice che sia strettamente dimensionato e “plasmato” sulle irruzioni artiche continentali dirette verso la nostra penisola, a ben vedere, sembra essere andato a buon fine.
PCAI: come si calcola
Gli input per il calcolo dell’indice sono costituiti da pressioni slm e geopotenziali corrispondenti alla pressione di 500hpa riferiti ad alcuni punti (4 in tutto) di una porzione dell’emisfero settentrionale centrata sull’Europa. Si tratta quindi di valori troposferici; l’indice, per il momento, non tiene in considerazione le dinamiche stratosferiche (peraltro ancora non comprese pienamente), che certamente giocano anch’esse un ruolo importante nella genesi delle irruzioni fredde.
Le pressioni di calcolo. Sono 3 valori di pressione riferite al livello del mare e calcolate in corrispondenza di alcune località specifiche:
p1: pressione slm in corrispondenza dell’Inghilterra meridionale (indicativamente in corrispondenza della città di Londra);
p2: pressione slm in corrispondenza della parte settentrionale della penisola scandinava (indicativamente in corrispondenza del territorio di confine tra i tre stati della penisola)
p3: pressione slm in corrispondenza dell’isola di Nuova Zemlja; (indicativamente in corrispondenza del canale che “taglia” in due l’isola).
Perché queste pressioni?: perché queste località si trovano sulla traiettoria di una figura essenziale per le sorti di una eventuale irruzione artica continentale: questa figura è un anticiclone il cui bordo orientale grosso modo dovrà posizionarsi in prossimità dei territori di confine tra il continente europeo e gli oceani atlantico ed artico (più avanti richiamata come “area di investigazione“, o dominio A1); ricordiamo infatti che in questo tipo di irruzioni l’aria fredda proviene dalle pianure della Russia e della Siberia occidentale (ma anche della Siberia centrale, nei casi più clamorosi): queste correnti, in presenza di tale anticiclone, scorreranno verso l’Europa centrale, scivolando in senso orario lungo il bordo orientale dell’anticiclone stesso. Se tale struttura barica è ben organizzata e sufficientemente duratura (anticiclone di blocco) l’aria fredda riuscirà ad invadere il mediterraneo (vedi figura a lato riferita alla celeberrima ondata di freddo di inizio febbraio 1956).
Per descrivere queste dinamiche attraverso i valori delle 3 pressioni, si utilizzano due parametri:
PS = somma (pi – p0) sommatoria delle 3 pressioni decurtate di un valore pressorio di riferimento p0
PU = somma (| pi-pj |) sommatoria delle differenze (prese in valore assoluto) dei 3 valori di pressione
Il parametro PS è indicativo della Forza del campo delle Pressioni nell’area di investigazione; il parametro PU, della Uniformità del campo di Pressioni stesso. I due parametri, combinati assieme:
BAS = PS – a PU
sono rappresentativi della Forza dell’Anticiclone di Blocco: è chiaro infatti che maggiore è PS, maggiore il campo delle pressioni; minore il valore PU, maggiore l’uniformità delle stesse nell’area: questa situazione descrive la presenza di un anticiclone lungo l’area di investigazione (A1), tanto più strutturato quanto maggiore è BAS. a rappresenta un coeff. correttivo che riduce il termine PU quando PS supera un determinato valore (70hpa) mentre lo aumenta in caso contrario.
I geopotenziali di calcolo.
L’efficacia e l’entità di una eventuale irruzione artica continentale, dipende, a parità delle figure pressorie slm (a parità di BAS), anche dalla “qualità” e dalla “quantità” dell’aria fredda presente in sede artica continentale. Tale ulteriore fattore viene espresso valutando il campo dei geopotenziali in quota (500hpa) in particolare in corrispondenza di una seconda area di investigazione (dominio A2) posizionata in corrispondenza dei territori ricompresi nelle pianure della Russia e Siberia delle elevate latitudini (dominio 64-72N 40-70E): la presenza di una saccatura del campo dei geopotenziali è infatti indicativa della presenza di un vortice freddo in quota (sovente il vortice è presente a tutte le quote), cui corrispondono bassi valori delle temperature della colonna d’aria (facile verificare la presenza di bassi valori della temp. alla quota corrispondente alla pressione di 850hpa per presenza di saccature dei geopotenziali a 500hpa).
L’ulteriore parametro di calcolo è quindi il valore del minimo geopotenziale (a 500hpa) presente nell’area di investigazione (dominio A2) sopra definito.
Con esattezza il terzo parametro che entra nel calcolo del PCAI è il seguente:
CT = H0,500 – min(H500 )A2
pari alla differenza tra un valore di riferimento del geopotenziale alla pressione di 500hpa (552dam) ed il valore minimo del geopotenziale nel dominio di investigazione A2. Per quanto detto sopra CT è rappresentativo dell’entità (ovvero della “qualità” e della “quantità”) dell’aria fredda disponibile per l’irruzione, ovvero indicativa del “serbatoio freddo” (“Could tank”) presente in sede artica continentale in corrispondenza del bordo orientale dell’anticiclone di blocco, eventualmente pronto ad essere trasferito ai territori dell’Europa centrale e del mediterraneo qualora le condizioni bariche (BAS) lo consentano.
Il PCAI sarà pertanto pari a:
PCAI = BAS – CT = PS – a PU + CT = S (pi – p0) – a somma (| pi-pj |) + [ H0,500 – min(H500 )A2 ]
La taratura dell’indice è stata effettuata adottando specifici valori per p0, a e H0,500 attraverso il ricalcolo delle configurazioni degli anni passati (reanalisys), ed in particolare studiando con attenzione gli episodi delle irruzione artiche continentali più significative.
PCAI: scala dei valori.
Il PCAI può variare da valori minimi inferiori a -150 a valori massimi prossimi o superiori a +150.
Innanzitutto va detto che, in linea di massima, ed entro i limiti di efficacia dell’indice stesso, quanto più elevato è l’indice, tanto maggiore la probabilità di avere irruzioni artiche continentale; ma si può anche stabilire il principio secondo cui, tanto più elevato è l’indice, tanto maggiore la probabilità che queste irruzioni siano di notevole entità.
Un ulteriore importantissimo elemento da valutare è la persistenza dell’indice, intesa come mantenimento di elevati valori dell’indice; se per più giorni (in genere dovranno essere almeno 3gg) sussiste una configurazione consona alle irruzioni artiche continentali (PCAI elevato), v’è maggiore garanzia che l’irruzione possa effettivamente raggiungere i nostri territori; qualora l’indice assuma un valore elevato ma isolato, ovvero seguito da un successivo decadimento, è certamente probabile che si verifichi uno spostamento delle masse d’aria dalle regioni artiche continentali alle regioni di sud ovest (avvio vero e proprio dell’irruzione); tuttavia l’aria fredda potrebbe non raggiungere (o quanto meno potrebbe non raggiungere con la medesima efficacia) i territori italiani, limitandosi invece ad interessare le regioni della Russia occidentale, o al più, dell’Europa orientale o balcanica.
La valutazione della persistenza dell’indice è oggetto di ulteriori approfondimenti; in prima approssimazione si può valutare questo parametro in funzione dell’area sottesa dalla curva PCAI (t), ovvero l’integrale nel tempo dell’indice stesso.
L’indice PCAI si trova aggiornato in base all’ultimo run GFS disponibile al seguente link: www.meteogiornale.it/pcai/pcai.php
Nella tabella seguente è riportata una scala dei valori, con associati i relativi probabili comportamenti meteorologici di grande scala, con riferimento in primis alle irruzioni artiche continentali.
N.B: la tabella mostrata va utilizzata con la dovuta flessibilità, ricordando soprattutto che lo studio che si sta compiendo è nella fase iniziale sperimentale e che pertanto aggiustamenti alla tabella stessa potranno essere sempre apportati; così come, se necessari, aggiustamenti e correzioni potranno essere apportati all’indice stesso.
VALORE PCAI | Distribuzione dei fattori di calcolo | Configurazioni meteorologiche d’insieme; | Probabilità di irruzioni artiche continentali (IAC) |
---|---|---|---|
-175 / -75 | BAS: fortemente negativo, sia per bassi valori pressori (PS) sia per scarsa uniformità degli stessi (PU); CT negativo (ma difficilmente molto negativo) o di poco superiore a zero. | Generalmente valori bassissimi del PCAI (inf. 100) sono associati a profondi vortici polari, accompagnati da profonde saccature anche al suolo, localizzati sovente in corrispondenza della penisola scandinava, o comunque in oceano atlantico ma abbastanza prossime alla penisola stessa. | Possibilità di IAC PRESSOCHÉ NULLA nell’immediato; paradossalmente valori bassissimi dell’indice sono spesso seguiti da veloci riprese verso valori medio alti: è infatti possibile una continentalizzazione del vortice polare che migra verso sud-est attraversando la scandinavia, con associata rimonta anticiclonica nell’area di investigazione A1. Esiste pertanto una MODERATA PROBABILITÀ di IAC di modesta intensità nei giorni successivi ai minimi negativi registrati. |
-75 / -25 | BAS: da lievemente negativo a molto negativo. CT potrà assumere anche valori mediamente elevati, in concomitanza di valori molto bassi di BAS | Oceano atlantico spesso dominato da estese saccature depressionarie, ma più occidentali rispetto al caso precedente; | Rispetto al caso precedente la configurazione d’insieme denota maggiore stabilità, all’insegna della permanenza delle saccature depressionarie in atlantico e parziale interessamento del campo di investigazione A1; è minore pertanto la probabilità di cambiamenti in tempi brevi. La probabilità di IAC è PROSSIMA A ZERO; |
-25 / +25 | BAS e CT: variabili. CT potrà assumere anche valori elevati, in concomitanza di valori bassi di BAS | A tali valori dell’indice potrebbero non essere riconducibili figure dominanti né nell’area atlantica, né nell’area di investigazione dell’anticiclone di blocco (A1). Sono possibili figure anticicloniche in A1 non bene strutturate, ovvero anticicloni mediamente “bassi”, rispetto all’asse ideale p1, p2 e p3. | Mediamente in queste condizioni la probabilità di IAC è MOLTO BASSA, ovvero NULLA nell’immediato; in caso di persistenza di valori prossimi al limite superiore della fascia (+25) va contemplata possibilità di avere una probabilità BASSA di irruzioni di modesta intensità. |
+25 / +50 | BAS medio alto in caso di valori bassi di CT; BAS medio basso ma con valori di CT elevati | Possibile presenza di anticicloni nell’area A1 mediamente strutturati (ovvero ben strutturati, ma mal posizionati rispetto all’asse ideale p1, p2, p3), pur senza presenza di vortici freddi significativi in A2. Oppure assenza di una struttura anticiclonica ben definita, ma presenza di profondi vortici in A2 | Mediamente la probabilità di IAC rimane MEDIO BASSA O BASSA; in corrispondenza di valori prossimi al limite superiore della fascia (+50) va contemplata possibilità di avere una probabilità DISCRETA di irruzioni di modesta intensità. La persistenza dei valori dell’indice su questa fascia va comunque monitorata, poiché spesso associata a figure (es.: anticiclone in sede artica – AO negativa) interessanti che alle volte possono sfociare nella presenza di anticicloni di blocco maggiormente definiti. |
+50 / +85 | BAS medio alto + CT medio; BAS medio + CT elevato | Possibile presenza di anticicloni ben strutturati in A1 ma associati a vortici in A2 non particolarmente profondi. In caso di profondi vortici in A2 la struttura anticiclonica in A1 o non è perfettamente strutturata, o se tale non è ben posizionata rispetto all’asse ideale p1, p2 p3. | Probabilità DISCRETA di avvio di IAC di discreta intensità dirette verso la Russia occidentale / Europa centrale e/o balcanica; probabilità MEDIO ALTA di IAC di modesta intensità verso l’Italia. In caso di persistenza dell’indice su valori prossimi al limite superiore della fascia (+85) la probabilità di IAC di discreta intensità verso l’Italia è DISCRETA. |
+85 / +120 | BAS elevato-molto elevato + CT mediamente elevato; BAS mediamente elevato + CT elevato | Anticicloni in A1 molto ben strutturati e ben posizionati, spesso accompagnati da vortici profondi in A2 | La probabilità di avvio di IAC di elevata intensità verso la Russia occidentale / Europa centrale e balcanica è MOLTO ELEVATA. La probabilità di IAC di intensità medio alta verso l’Italia è DISCRETAMENTE ELEVATA. La probabilità di IAC che siano almeno di intensità modesta o media verso l’Italia è MOLTO ELEVATA. In caso di persistenza dell’indice su valori prossimi al limite superiore della fascia (+120) la probabilità di IAC di elevata intensità verso l’Italia è MOLTO ELEVATA. |
sup. +120 | BAS molto elevato + CT elevato; BAS straordinariamente elevato + CT mediamente elevato | Anticicloni in A1 strutturatissimi, spesso accompagnati da profondi vortici in A2; configurazioni prossime a quelle ideali per le irruzioni di aria artica continentale. | Probabilità MOLTO ELEVATA di IAC di elevata intensità. In caso di elevata persistenza dell’indice su tali valori è ELEVATA la probabilità di IAC storicamente rilevanti |
Il PCAI (www.meteogiornale.it/pcai/pcai.php) è un indice, mediante la cui scala di valori si cerca di individuare la propensione della troposfera alle irruzioni di aria fredda dai quadranti di nord est, verso l’Europa centrale, ed a cascata verso l’Italia ed il Mediterraneo; perciò esprime una Probabilità (o quanto meno una Possibilità) di avere Irruzioni Artiche di tipo Continentale.
Perché questo indice?
L’attenzione principale di molti appassionati di meteorologia è rivolta alle irruzioni di aria fredda. Come noto le irruzioni di aria fredda nell’emisfero boreale giungono dai quadranti settentrionali; fra queste, le irruzioni di aria artica continentale possiedono caratteristiche tali da imporre sulla nostra penisola condizioni di severo raffreddamento (spesso accompagnate da copiose precipitazioni nevose) qualora l’avvezione riesca a raggiungere con un certo impeto le nostre regioni; non è un caso che la maggior parte delle più forti ondate di freddo registrate in Italia in passato, siano riconducibili proprio ad irruzioni di tipo artico continentale.
Esistono numerosi indici (NAO, AO, o il BI, ovvero, Nino e Nina, Enso, Mjo) concepiti allo scopo di descrivere le modalità della troposfera (o anche della stratosfera) di presentare su media o larga scala condizioni meteorologiche riconoscibili; a ciascuno di questi indici è associabile (entro certi limiti chiaramente) un determinato comportamento meteorologico (e/o climatologico) su determinate aree del pianeta a seconda del valore assunto dagli stessi. Inoltre sono facilmente riscontrabili evidenti correlazioni (“teleconnessioni”) tra alcuni di questi indici.
Tuttavia, nessuno di essi si presta appieno alla indicizzazione delle irruzioni di aria artica continentale verso i nostri territori: per nessuno di questi indici si può associare una corrispondenza sufficientemente valida tra la probabilità di avere irruzioni di aria artica continentale verso l’Italia ed il valore dell’indice stesso.
Il presente studio, essendo effettuato da un appassionato (non addetto ai lavori), non ha certo la pretesa di affiancare per qualità scientifica, metodologia e per strumenti di calcolo i prodotti realizzati da team di esperti o da importantissimi istituti di ricerca (alcuni dei quali governativi), la cui validità è pubblicamente riconosciuta dalla comunità scientifica: pur tuttavia, l’ambizioso tentativo di costruzione di un indice che sia strettamente dimensionato e “plasmato” sulle irruzioni artiche continentali dirette verso la nostra penisola, a ben vedere, sembra essere andato a buon fine.
PCAI: come si calcola
Gli input per il calcolo dell’indice sono costituiti da pressioni slm e geopotenziali corrispondenti alla pressione di 500hpa riferiti ad alcuni punti (4 in tutto) di una porzione dell’emisfero settentrionale centrata sull’Europa. Si tratta quindi di valori troposferici; l’indice, per il momento, non tiene in considerazione le dinamiche stratosferiche (peraltro ancora non comprese pienamente), che certamente giocano anch’esse un ruolo importante nella genesi delle irruzioni fredde.
Le pressioni di calcolo. Sono 3 valori di pressione riferite al livello del mare e calcolate in corrispondenza di alcune località specifiche:
p1: pressione slm in corrispondenza dell’Inghilterra meridionale (indicativamente in corrispondenza della città di Londra);
p2: pressione slm in corrispondenza della parte settentrionale della penisola scandinava (indicativamente in corrispondenza del territorio di confine tra i tre stati della penisola)
p3: pressione slm in corrispondenza dell’isola di Nuova Zemlja; (indicativamente in corrispondenza del canale che “taglia” in due l’isola).
Perché queste pressioni?: perché queste località si trovano sulla traiettoria di una figura essenziale per le sorti di una eventuale irruzione artica continentale: questa figura è un anticiclone il cui bordo orientale grosso modo dovrà posizionarsi in prossimità dei territori di confine tra il continente europeo e gli oceani atlantico ed artico (più avanti richiamata come “area di investigazione“, o dominio A1); ricordiamo infatti che in questo tipo di irruzioni l’aria fredda proviene dalle pianure della Russia e della Siberia occidentale (ma anche della Siberia centrale, nei casi più clamorosi): queste correnti, in presenza di tale anticiclone, scorreranno verso l’Europa centrale, scivolando in senso orario lungo il bordo orientale dell’anticiclone stesso. Se tale struttura barica è ben organizzata e sufficientemente duratura (anticiclone di blocco) l’aria fredda riuscirà ad invadere il mediterraneo (vedi figura a lato riferita alla celeberrima ondata di freddo di inizio febbraio 1956).
Per descrivere queste dinamiche attraverso i valori delle 3 pressioni, si utilizzano due parametri:
PS = somma (pi – p0) sommatoria delle 3 pressioni decurtate di un valore pressorio di riferimento p0
PU = somma (| pi-pj |) sommatoria delle differenze (prese in valore assoluto) dei 3 valori di pressione
Il parametro PS è indicativo della Forza del campo delle Pressioni nell’area di investigazione; il parametro PU, della Uniformità del campo di Pressioni stesso. I due parametri, combinati assieme:
BAS = PS – a PU
sono rappresentativi della Forza dell’Anticiclone di Blocco: è chiaro infatti che maggiore è PS, maggiore il campo delle pressioni; minore il valore PU, maggiore l’uniformità delle stesse nell’area: questa situazione descrive la presenza di un anticiclone lungo l’area di investigazione (A1), tanto più strutturato quanto maggiore è BAS. a rappresenta un coeff. correttivo che riduce il termine PU quando PS supera un determinato valore (70hpa) mentre lo aumenta in caso contrario.
I geopotenziali di calcolo.
L’efficacia e l’entità di una eventuale irruzione artica continentale, dipende, a parità delle figure pressorie slm (a parità di BAS), anche dalla “qualità” e dalla “quantità” dell’aria fredda presente in sede artica continentale. Tale ulteriore fattore viene espresso valutando il campo dei geopotenziali in quota (500hpa) in particolare in corrispondenza di una seconda area di investigazione (dominio A2) posizionata in corrispondenza dei territori ricompresi nelle pianure della Russia e Siberia delle elevate latitudini (dominio 64-72N 40-70E): la presenza di una saccatura del campo dei geopotenziali è infatti indicativa della presenza di un vortice freddo in quota (sovente il vortice è presente a tutte le quote), cui corrispondono bassi valori delle temperature della colonna d’aria (facile verificare la presenza di bassi valori della temp. alla quota corrispondente alla pressione di 850hpa per presenza di saccature dei geopotenziali a 500hpa).
L’ulteriore parametro di calcolo è quindi il valore del minimo geopotenziale (a 500hpa) presente nell’area di investigazione (dominio A2) sopra definito.
Con esattezza il terzo parametro che entra nel calcolo del PCAI è il seguente:
CT = H0,500 – min(H500 )A2
pari alla differenza tra un valore di riferimento del geopotenziale alla pressione di 500hpa (552dam) ed il valore minimo del geopotenziale nel dominio di investigazione A2. Per quanto detto sopra CT è rappresentativo dell’entità (ovvero della “qualità” e della “quantità”) dell’aria fredda disponibile per l’irruzione, ovvero indicativa del “serbatoio freddo” (“Could tank”) presente in sede artica continentale in corrispondenza del bordo orientale dell’anticiclone di blocco, eventualmente pronto ad essere trasferito ai territori dell’Europa centrale e del mediterraneo qualora le condizioni bariche (BAS) lo consentano.
Il PCAI sarà pertanto pari a:
PCAI = BAS – CT = PS – a PU + CT = S (pi – p0) – a somma (| pi-pj |) + [ H0,500 – min(H500 )A2 ]
La taratura dell’indice è stata effettuata adottando specifici valori per p0, a e H0,500 attraverso il ricalcolo delle configurazioni degli anni passati (reanalisys), ed in particolare studiando con attenzione gli episodi delle irruzione artiche continentali più significative.
PCAI: scala dei valori.
Il PCAI può variare da valori minimi inferiori a -150 a valori massimi prossimi o superiori a +150.
Innanzitutto va detto che, in linea di massima, ed entro i limiti di efficacia dell’indice stesso, quanto più elevato è l’indice, tanto maggiore la probabilità di avere irruzioni artiche continentale; ma si può anche stabilire il principio secondo cui, tanto più elevato è l’indice, tanto maggiore la probabilità che queste irruzioni siano di notevole entità.
Un ulteriore importantissimo elemento da valutare è la persistenza dell’indice, intesa come mantenimento di elevati valori dell’indice; se per più giorni (in genere dovranno essere almeno 3gg) sussiste una configurazione consona alle irruzioni artiche continentali (PCAI elevato), v’è maggiore garanzia che l’irruzione possa effettivamente raggiungere i nostri territori; qualora l’indice assuma un valore elevato ma isolato, ovvero seguito da un successivo decadimento, è certamente probabile che si verifichi uno spostamento delle masse d’aria dalle regioni artiche continentali alle regioni di sud ovest (avvio vero e proprio dell’irruzione); tuttavia l’aria fredda potrebbe non raggiungere (o quanto meno potrebbe non raggiungere con la medesima efficacia) i territori italiani, limitandosi invece ad interessare le regioni della Russia occidentale, o al più, dell’Europa orientale o balcanica.
La valutazione della persistenza dell’indice è oggetto di ulteriori approfondimenti; in prima approssimazione si può valutare questo parametro in funzione dell’area sottesa dalla curva PCAI (t), ovvero l’integrale nel tempo dell’indice stesso.
L’indice PCAI si trova aggiornato in base all’ultimo run GFS disponibile al seguente link: www.meteogiornale.it/pcai/pcai.php
Nella tabella seguente è riportata una scala dei valori, con associati i relativi probabili comportamenti meteorologici di grande scala, con riferimento in primis alle irruzioni artiche continentali.
N.B: la tabella mostrata va utilizzata con la dovuta flessibilità, ricordando soprattutto che lo studio che si sta compiendo è nella fase iniziale sperimentale e che pertanto aggiustamenti alla tabella stessa potranno essere sempre apportati; così come, se necessari, aggiustamenti e correzioni potranno essere apportati all’indice stesso.
VALORE PCAI | Distribuzione dei fattori di calcolo | Configurazioni meteorologiche d’insieme; | Probabilità di irruzioni artiche continentali (IAC) |
---|---|---|---|
-175 / -75 | BAS: fortemente negativo, sia per bassi valori pressori (PS) sia per scarsa uniformità degli stessi (PU); CT negativo (ma difficilmente molto negativo) o di poco superiore a zero. | Generalmente valori bassissimi del PCAI (inf. 100) sono associati a profondi vortici polari, accompagnati da profonde saccature anche al suolo, localizzati sovente in corrispondenza della penisola scandinava, o comunque in oceano atlantico ma abbastanza prossime alla penisola stessa. | Possibilità di IAC PRESSOCHÉ NULLA nell’immediato; paradossalmente valori bassissimi dell’indice sono spesso seguiti da veloci riprese verso valori medio alti: è infatti possibile una continentalizzazione del vortice polare che migra verso sud-est attraversando la scandinavia, con associata rimonta anticiclonica nell’area di investigazione A1. Esiste pertanto una MODERATA PROBABILITÀ di IAC di modesta intensità nei giorni successivi ai minimi negativi registrati. |
-75 / -25 | BAS: da lievemente negativo a molto negativo. CT potrà assumere anche valori mediamente elevati, in concomitanza di valori molto bassi di BAS | Oceano atlantico spesso dominato da estese saccature depressionarie, ma più occidentali rispetto al caso precedente; | Rispetto al caso precedente la configurazione d’insieme denota maggiore stabilità, all’insegna della permanenza delle saccature depressionarie in atlantico e parziale interessamento del campo di investigazione A1; è minore pertanto la probabilità di cambiamenti in tempi brevi. La probabilità di IAC è PROSSIMA A ZERO; |
-25 / +25 | BAS e CT: variabili. CT potrà assumere anche valori elevati, in concomitanza di valori bassi di BAS | A tali valori dell’indice potrebbero non essere riconducibili figure dominanti né nell’area atlantica, né nell’area di investigazione dell’anticiclone di blocco (A1). Sono possibili figure anticicloniche in A1 non bene strutturate, ovvero anticicloni mediamente “bassi”, rispetto all’asse ideale p1, p2 e p3. | Mediamente in queste condizioni la probabilità di IAC è MOLTO BASSA, ovvero NULLA nell’immediato; in caso di persistenza di valori prossimi al limite superiore della fascia (+25) va contemplata possibilità di avere una probabilità BASSA di irruzioni di modesta intensità. |
+25 / +50 | BAS medio alto in caso di valori bassi di CT; BAS medio basso ma con valori di CT elevati | Possibile presenza di anticicloni nell’area A1 mediamente strutturati (ovvero ben strutturati, ma mal posizionati rispetto all’asse ideale p1, p2, p3), pur senza presenza di vortici freddi significativi in A2. Oppure assenza di una struttura anticiclonica ben definita, ma presenza di profondi vortici in A2 | Mediamente la probabilità di IAC rimane MEDIO BASSA O BASSA; in corrispondenza di valori prossimi al limite superiore della fascia (+50) va contemplata possibilità di avere una probabilità DISCRETA di irruzioni di modesta intensità. La persistenza dei valori dell’indice su questa fascia va comunque monitorata, poiché spesso associata a figure (es.: anticiclone in sede artica – AO negativa) interessanti che alle volte possono sfociare nella presenza di anticicloni di blocco maggiormente definiti. |
+50 / +85 | BAS medio alto + CT medio; BAS medio + CT elevato | Possibile presenza di anticicloni ben strutturati in A1 ma associati a vortici in A2 non particolarmente profondi. In caso di profondi vortici in A2 la struttura anticiclonica in A1 o non è perfettamente strutturata, o se tale non è ben posizionata rispetto all’asse ideale p1, p2 p3. | Probabilità DISCRETA di avvio di IAC di discreta intensità dirette verso la Russia occidentale / Europa centrale e/o balcanica; probabilità MEDIO ALTA di IAC di modesta intensità verso l’Italia. In caso di persistenza dell’indice su valori prossimi al limite superiore della fascia (+85) la probabilità di IAC di discreta intensità verso l’Italia è DISCRETA. |
+85 / +120 | BAS elevato-molto elevato + CT mediamente elevato; BAS mediamente elevato + CT elevato | Anticicloni in A1 molto ben strutturati e ben posizionati, spesso accompagnati da vortici profondi in A2 | La probabilità di avvio di IAC di elevata intensità verso la Russia occidentale / Europa centrale e balcanica è MOLTO ELEVATA. La probabilità di IAC di intensità medio alta verso l’Italia è DISCRETAMENTE ELEVATA. La probabilità di IAC che siano almeno di intensità modesta o media verso l’Italia è MOLTO ELEVATA. In caso di persistenza dell’indice su valori prossimi al limite superiore della fascia (+120) la probabilità di IAC di elevata intensità verso l’Italia è MOLTO ELEVATA. |
sup. +120 | BAS molto elevato + CT elevato; BAS straordinariamente elevato + CT mediamente elevato | Anticicloni in A1 strutturatissimi, spesso accompagnati da profondi vortici in A2; configurazioni prossime a quelle ideali per le irruzioni di aria artica continentale. | Probabilità MOLTO ELEVATA di IAC di elevata intensità. In caso di elevata persistenza dell’indice su tali valori è ELEVATA la probabilità di IAC storicamente rilevanti |
Il PCAI (www.meteogiornale.it/pcai/pcai.php) è un indice, mediante la cui scala di valori si cerca di individuare la propensione della troposfera alle irruzioni di aria fredda dai quadranti di nord est, verso l’Europa centrale, ed a cascata verso l’Italia ed il Mediterraneo; perciò esprime una Probabilità (o quanto meno una Possibilità) di avere Irruzioni Artiche di tipo Continentale.
Perché questo indice?
L’attenzione principale di molti appassionati di meteorologia è rivolta alle irruzioni di aria fredda. Come noto le irruzioni di aria fredda nell’emisfero boreale giungono dai quadranti settentrionali; fra queste, le irruzioni di aria artica continentale possiedono caratteristiche tali da imporre sulla nostra penisola condizioni di severo raffreddamento (spesso accompagnate da copiose precipitazioni nevose) qualora l’avvezione riesca a raggiungere con un certo impeto le nostre regioni; non è un caso che la maggior parte delle più forti ondate di freddo registrate in Italia in passato, siano riconducibili proprio ad irruzioni di tipo artico continentale.
Esistono numerosi indici (NAO, AO, o il BI, ovvero, Nino e Nina, Enso, Mjo) concepiti allo scopo di descrivere le modalità della troposfera (o anche della stratosfera) di presentare su media o larga scala condizioni meteorologiche riconoscibili; a ciascuno di questi indici è associabile (entro certi limiti chiaramente) un determinato comportamento meteorologico (e/o climatologico) su determinate aree del pianeta a seconda del valore assunto dagli stessi. Inoltre sono facilmente riscontrabili evidenti correlazioni (“teleconnessioni”) tra alcuni di questi indici.
Tuttavia, nessuno di essi si presta appieno alla indicizzazione delle irruzioni di aria artica continentale verso i nostri territori: per nessuno di questi indici si può associare una corrispondenza sufficientemente valida tra la probabilità di avere irruzioni di aria artica continentale verso l’Italia ed il valore dell’indice stesso.
Il presente studio, essendo effettuato da un appassionato (non addetto ai lavori), non ha certo la pretesa di affiancare per qualità scientifica, metodologia e per strumenti di calcolo i prodotti realizzati da team di esperti o da importantissimi istituti di ricerca (alcuni dei quali governativi), la cui validità è pubblicamente riconosciuta dalla comunità scientifica: pur tuttavia, l’ambizioso tentativo di costruzione di un indice che sia strettamente dimensionato e “plasmato” sulle irruzioni artiche continentali dirette verso la nostra penisola, a ben vedere, sembra essere andato a buon fine.
PCAI: come si calcola
Gli input per il calcolo dell’indice sono costituiti da pressioni slm e geopotenziali corrispondenti alla pressione di 500hpa riferiti ad alcuni punti (4 in tutto) di una porzione dell’emisfero settentrionale centrata sull’Europa. Si tratta quindi di valori troposferici; l’indice, per il momento, non tiene in considerazione le dinamiche stratosferiche (peraltro ancora non comprese pienamente), che certamente giocano anch’esse un ruolo importante nella genesi delle irruzioni fredde.
Le pressioni di calcolo. Sono 3 valori di pressione riferite al livello del mare e calcolate in corrispondenza di alcune località specifiche:
p1: pressione slm in corrispondenza dell’Inghilterra meridionale (indicativamente in corrispondenza della città di Londra);
p2: pressione slm in corrispondenza della parte settentrionale della penisola scandinava (indicativamente in corrispondenza del territorio di confine tra i tre stati della penisola)
p3: pressione slm in corrispondenza dell’isola di Nuova Zemlja; (indicativamente in corrispondenza del canale che “taglia” in due l’isola).
Perché queste pressioni?: perché queste località si trovano sulla traiettoria di una figura essenziale per le sorti di una eventuale irruzione artica continentale: questa figura è un anticiclone il cui bordo orientale grosso modo dovrà posizionarsi in prossimità dei territori di confine tra il continente europeo e gli oceani atlantico ed artico (più avanti richiamata come “area di investigazione“, o dominio A1); ricordiamo infatti che in questo tipo di irruzioni l’aria fredda proviene dalle pianure della Russia e della Siberia occidentale (ma anche della Siberia centrale, nei casi più clamorosi): queste correnti, in presenza di tale anticiclone, scorreranno verso l’Europa centrale, scivolando in senso orario lungo il bordo orientale dell’anticiclone stesso. Se tale struttura barica è ben organizzata e sufficientemente duratura (anticiclone di blocco) l’aria fredda riuscirà ad invadere il mediterraneo (vedi figura a lato riferita alla celeberrima ondata di freddo di inizio febbraio 1956).
Per descrivere queste dinamiche attraverso i valori delle 3 pressioni, si utilizzano due parametri:
PS = somma (pi – p0) sommatoria delle 3 pressioni decurtate di un valore pressorio di riferimento p0
PU = somma (| pi-pj |) sommatoria delle differenze (prese in valore assoluto) dei 3 valori di pressione
Il parametro PS è indicativo della Forza del campo delle Pressioni nell’area di investigazione; il parametro PU, della Uniformità del campo di Pressioni stesso. I due parametri, combinati assieme:
BAS = PS – a PU
sono rappresentativi della Forza dell’Anticiclone di Blocco: è chiaro infatti che maggiore è PS, maggiore il campo delle pressioni; minore il valore PU, maggiore l’uniformità delle stesse nell’area: questa situazione descrive la presenza di un anticiclone lungo l’area di investigazione (A1), tanto più strutturato quanto maggiore è BAS. a rappresenta un coeff. correttivo che riduce il termine PU quando PS supera un determinato valore (70hpa) mentre lo aumenta in caso contrario.
I geopotenziali di calcolo.
L’efficacia e l’entità di una eventuale irruzione artica continentale, dipende, a parità delle figure pressorie slm (a parità di BAS), anche dalla “qualità” e dalla “quantità” dell’aria fredda presente in sede artica continentale. Tale ulteriore fattore viene espresso valutando il campo dei geopotenziali in quota (500hpa) in particolare in corrispondenza di una seconda area di investigazione (dominio A2) posizionata in corrispondenza dei territori ricompresi nelle pianure della Russia e Siberia delle elevate latitudini (dominio 64-72N 40-70E): la presenza di una saccatura del campo dei geopotenziali è infatti indicativa della presenza di un vortice freddo in quota (sovente il vortice è presente a tutte le quote), cui corrispondono bassi valori delle temperature della colonna d’aria (facile verificare la presenza di bassi valori della temp. alla quota corrispondente alla pressione di 850hpa per presenza di saccature dei geopotenziali a 500hpa).
L’ulteriore parametro di calcolo è quindi il valore del minimo geopotenziale (a 500hpa) presente nell’area di investigazione (dominio A2) sopra definito.
Con esattezza il terzo parametro che entra nel calcolo del PCAI è il seguente:
CT = H0,500 – min(H500 )A2
pari alla differenza tra un valore di riferimento del geopotenziale alla pressione di 500hpa (552dam) ed il valore minimo del geopotenziale nel dominio di investigazione A2. Per quanto detto sopra CT è rappresentativo dell’entità (ovvero della “qualità” e della “quantità”) dell’aria fredda disponibile per l’irruzione, ovvero indicativa del “serbatoio freddo” (“Could tank”) presente in sede artica continentale in corrispondenza del bordo orientale dell’anticiclone di blocco, eventualmente pronto ad essere trasferito ai territori dell’Europa centrale e del mediterraneo qualora le condizioni bariche (BAS) lo consentano.
Il PCAI sarà pertanto pari a:
PCAI = BAS – CT = PS – a PU + CT = S (pi – p0) – a somma (| pi-pj |) + [ H0,500 – min(H500 )A2 ]
La taratura dell’indice è stata effettuata adottando specifici valori per p0, a e H0,500 attraverso il ricalcolo delle configurazioni degli anni passati (reanalisys), ed in particolare studiando con attenzione gli episodi delle irruzione artiche continentali più significative.
PCAI: scala dei valori.
Il PCAI può variare da valori minimi inferiori a -150 a valori massimi prossimi o superiori a +150.
Innanzitutto va detto che, in linea di massima, ed entro i limiti di efficacia dell’indice stesso, quanto più elevato è l’indice, tanto maggiore la probabilità di avere irruzioni artiche continentale; ma si può anche stabilire il principio secondo cui, tanto più elevato è l’indice, tanto maggiore la probabilità che queste irruzioni siano di notevole entità.
Un ulteriore importantissimo elemento da valutare è la persistenza dell’indice, intesa come mantenimento di elevati valori dell’indice; se per più giorni (in genere dovranno essere almeno 3gg) sussiste una configurazione consona alle irruzioni artiche continentali (PCAI elevato), v’è maggiore garanzia che l’irruzione possa effettivamente raggiungere i nostri territori; qualora l’indice assuma un valore elevato ma isolato, ovvero seguito da un successivo decadimento, è certamente probabile che si verifichi uno spostamento delle masse d’aria dalle regioni artiche continentali alle regioni di sud ovest (avvio vero e proprio dell’irruzione); tuttavia l’aria fredda potrebbe non raggiungere (o quanto meno potrebbe non raggiungere con la medesima efficacia) i territori italiani, limitandosi invece ad interessare le regioni della Russia occidentale, o al più, dell’Europa orientale o balcanica.
La valutazione della persistenza dell’indice è oggetto di ulteriori approfondimenti; in prima approssimazione si può valutare questo parametro in funzione dell’area sottesa dalla curva PCAI (t), ovvero l’integrale nel tempo dell’indice stesso.
L’indice PCAI si trova aggiornato in base all’ultimo run GFS disponibile al seguente link: www.meteogiornale.it/pcai/pcai.php
Nella tabella seguente è riportata una scala dei valori, con associati i relativi probabili comportamenti meteorologici di grande scala, con riferimento in primis alle irruzioni artiche continentali.
N.B: la tabella mostrata va utilizzata con la dovuta flessibilità, ricordando soprattutto che lo studio che si sta compiendo è nella fase iniziale sperimentale e che pertanto aggiustamenti alla tabella stessa potranno essere sempre apportati; così come, se necessari, aggiustamenti e correzioni potranno essere apportati all’indice stesso.
VALORE PCAI | Distribuzione dei fattori di calcolo | Configurazioni meteorologiche d’insieme; | Probabilità di irruzioni artiche continentali (IAC) |
---|---|---|---|
-175 / -75 | BAS: fortemente negativo, sia per bassi valori pressori (PS) sia per scarsa uniformità degli stessi (PU); CT negativo (ma difficilmente molto negativo) o di poco superiore a zero. | Generalmente valori bassissimi del PCAI (inf. 100) sono associati a profondi vortici polari, accompagnati da profonde saccature anche al suolo, localizzati sovente in corrispondenza della penisola scandinava, o comunque in oceano atlantico ma abbastanza prossime alla penisola stessa. | Possibilità di IAC PRESSOCHÉ NULLA nell’immediato; paradossalmente valori bassissimi dell’indice sono spesso seguiti da veloci riprese verso valori medio alti: è infatti possibile una continentalizzazione del vortice polare che migra verso sud-est attraversando la scandinavia, con associata rimonta anticiclonica nell’area di investigazione A1. Esiste pertanto una MODERATA PROBABILITÀ di IAC di modesta intensità nei giorni successivi ai minimi negativi registrati. |
-75 / -25 | BAS: da lievemente negativo a molto negativo. CT potrà assumere anche valori mediamente elevati, in concomitanza di valori molto bassi di BAS | Oceano atlantico spesso dominato da estese saccature depressionarie, ma più occidentali rispetto al caso precedente; | Rispetto al caso precedente la configurazione d’insieme denota maggiore stabilità, all’insegna della permanenza delle saccature depressionarie in atlantico e parziale interessamento del campo di investigazione A1; è minore pertanto la probabilità di cambiamenti in tempi brevi. La probabilità di IAC è PROSSIMA A ZERO; |
-25 / +25 | BAS e CT: variabili. CT potrà assumere anche valori elevati, in concomitanza di valori bassi di BAS | A tali valori dell’indice potrebbero non essere riconducibili figure dominanti né nell’area atlantica, né nell’area di investigazione dell’anticiclone di blocco (A1). Sono possibili figure anticicloniche in A1 non bene strutturate, ovvero anticicloni mediamente “bassi”, rispetto all’asse ideale p1, p2 e p3. | Mediamente in queste condizioni la probabilità di IAC è MOLTO BASSA, ovvero NULLA nell’immediato; in caso di persistenza di valori prossimi al limite superiore della fascia (+25) va contemplata possibilità di avere una probabilità BASSA di irruzioni di modesta intensità. |
+25 / +50 | BAS medio alto in caso di valori bassi di CT; BAS medio basso ma con valori di CT elevati | Possibile presenza di anticicloni nell’area A1 mediamente strutturati (ovvero ben strutturati, ma mal posizionati rispetto all’asse ideale p1, p2, p3), pur senza presenza di vortici freddi significativi in A2. Oppure assenza di una struttura anticiclonica ben definita, ma presenza di profondi vortici in A2 | Mediamente la probabilità di IAC rimane MEDIO BASSA O BASSA; in corrispondenza di valori prossimi al limite superiore della fascia (+50) va contemplata possibilità di avere una probabilità DISCRETA di irruzioni di modesta intensità. La persistenza dei valori dell’indice su questa fascia va comunque monitorata, poiché spesso associata a figure (es.: anticiclone in sede artica – AO negativa) interessanti che alle volte possono sfociare nella presenza di anticicloni di blocco maggiormente definiti. |
+50 / +85 | BAS medio alto + CT medio; BAS medio + CT elevato | Possibile presenza di anticicloni ben strutturati in A1 ma associati a vortici in A2 non particolarmente profondi. In caso di profondi vortici in A2 la struttura anticiclonica in A1 o non è perfettamente strutturata, o se tale non è ben posizionata rispetto all’asse ideale p1, p2 p3. | Probabilità DISCRETA di avvio di IAC di discreta intensità dirette verso la Russia occidentale / Europa centrale e/o balcanica; probabilità MEDIO ALTA di IAC di modesta intensità verso l’Italia. In caso di persistenza dell’indice su valori prossimi al limite superiore della fascia (+85) la probabilità di IAC di discreta intensità verso l’Italia è DISCRETA. |
+85 / +120 | BAS elevato-molto elevato + CT mediamente elevato; BAS mediamente elevato + CT elevato | Anticicloni in A1 molto ben strutturati e ben posizionati, spesso accompagnati da vortici profondi in A2 | La probabilità di avvio di IAC di elevata intensità verso la Russia occidentale / Europa centrale e balcanica è MOLTO ELEVATA. La probabilità di IAC di intensità medio alta verso l’Italia è DISCRETAMENTE ELEVATA. La probabilità di IAC che siano almeno di intensità modesta o media verso l’Italia è MOLTO ELEVATA. In caso di persistenza dell’indice su valori prossimi al limite superiore della fascia (+120) la probabilità di IAC di elevata intensità verso l’Italia è MOLTO ELEVATA. |
sup. +120 | BAS molto elevato + CT elevato; BAS straordinariamente elevato + CT mediamente elevato | Anticicloni in A1 strutturatissimi, spesso accompagnati da profondi vortici in A2; configurazioni prossime a quelle ideali per le irruzioni di aria artica continentale. | Probabilità MOLTO ELEVATA di IAC di elevata intensità. In caso di elevata persistenza dell’indice su tali valori è ELEVATA la probabilità di IAC storicamente rilevanti |