El Niño: studio di un fenomeno complesso e le sue implicazioni sull’ESTATE 2023

Nelle ultime settimane si sente sempre più spesso parlare di “El Nino” e di come questo influenzerà il clima nei prossimi mesi o anni. In questo post cercherò di descrivere questo fenomeno nel modo più semplice e corretto possibile e dei possibili effetti sul clima globale ed europeo.

Introduzione

El Nino Southern Oscillation (ENSO) è un fenomeno oscillatorio periodico che determina un forte riscaldamento delle acque dell’Oceano Pacifico meridionale tropicale. La periodicità, non ben definita, varia tra i due e i sette anni, ed il fenomeno inizia in primavera e raggiunge la massima intensità nell’inverno successivo (tra dicembre e gennaio). ENSO è una teleconnessione atmosferica accoppiata: teleconnessione significa che si connette e influenza le condizioni climatiche di altre parti del mondo e accoppiata perché manifesta la complessa interazione tra l’atmosfera e gli oceani. Infatti, questi due sistemi non sono isolati, ma sono accoppiati e interagiscono su scale temporali molto diverse e con modalità molto complesse. Gli ultimi e rilevanti episodi di El Nino si sono verificati alla fine degli anni ’90 dello scorso secolo e tra il 2015 e il 2016. L’ENSO si “misura” e monitora attraverso un indice, il Souther Oscillation Index (SOI), calcolato come la differenza di pressione atmosferica tra Thaiti e Darwin (fig 1)

Spiegazione di ENSO

La circolazione generale dell’atmosfera è molto complessa: semplificando, alle medie latitudini siamo abituati ad una prevalenza di venti occidentali, ma nella fascia equatoriale soffiano venti orientali, gli alisei. Vicino l’equatore le SST sono costantemente molto elevate, ma lo strato di acqua calda è limitato alle prime decine di metri.

Situazione normale/La Nina– SOI neutro/negativo

Gli alisei sono moderati e sospingono l’acqua calda superficiale verso il Pacifico occidentale, cioè verso i Paesi del sud-est asiatico, come la Papa Nuova Guinea, l’Indonesia e le Filippine. Il termoclino è lo strato di transizione che separa lo strato oceanico più superficiale (mixed layer, più caldo) dalle acque profonde (e più fredde).
In una situazione normale, il termoclino si abbassa ad ovest a causa dell’aumento della profondità del mixed layer, e si alza ad est, cioè vicino alle coste del sud America occidentale. Il settore del Pacifico occidentale è quindi caratterizzato da anomalie termiche positive delle SST, mentre quello orientale da anomalie negative.
Un mare più caldo fornisce più umidità e calore alla troposfera, favorendo i moti convettivi (temporali), mentre un mare più freddo li sfavorisce, incrementando la subsidenza (lente correnti discendenti). Gli intensi moti convettivi sul pacifico occidentale, cioè la risalita di aria più calda verso la medio-alta troposfera, lasciano un vuoto in corrispondenza della superficie, il quale viene colmato da masse d’aria provenienti dalle zone circostanti: questo processo determina la formazione di una zona di bassa pressione. L’aria calda che sale ad ovest, una volta raggiunta l’alta troposfera è costretta a muoversi verso est, raffreddandosi. Una volta giunta sul Pacifico orientale, discende in seno ai moti di subsidenza verso la costa del sud America occidentale, determinando la formazione di una robusta cella di alta pressione. Raggiunta la superficie, le correnti ritornano sul pacifico occidentale sottoforma di alisei, richiamati dalla bassa pressione precedentemente formatasi. Si viene così a creare una circolazione atmosferica denominata Cella di Walker (fig 2 a). Se gli alisei diventano molto intensi, il trasporto di acqua calda verso il sud-est asiatico aumenta e i moti convettivi subiscono dei rinforzi. Questa situazione, che corrisponde a La Nina, è caratterizzata da violenti e ripetuti temporali tra le Filippine e l’Indonesia. Durante La Nina il SOI è negativo, perché la pressione atmosferica a Darwin (nord Australia) è molto più bassa che a Thaiti.

El Nino – SOI positivo

Quando gli Alisei soffiano più debolmente, il trasporto di acqua calda verso ovest è molto minore, quindi le SST aumentano sul pacifico orientale e diminuiscono su quello occidentale, in modo opposto a quanto accadeva prima. La zona del Pacifico equatoriale orientale è quindi caratterizzata da anomalie positive della SST; in particolare, si entra nella fase di El Nino quando queste anomalie superano gli 0.5°C. La circolazione oceanica si modifica in modo tale che il termoclino salga verso profondità minori sul settore orientale del Pacifico e scena verso profondità maggiori su quello occidentale. Visto che le acque più calde si spostano ad est, i moti convettivi non hanno più luogo sui Paesi del sud-est asiatico, ma in pieno Oceano Pacifico. Quindi, si viene a modificare la circolazione di Walker, poiché adesso il suo ramo ascendente si trova sul pacifico centrale e i due rami discendenti si trovano sul sud-est asiatico e sul sud America. Il SOI diviene positivo perché la pressione scende a Thaiti (pacifico centrale) e sale a Darwin.

Come vedete, un’anomalia della circolazione atmosferica (forza degli alisei) influenza la circolazione oceanica (termoclino, La Nina, El Nino), la quale influenza a sua volta la circolazione atmosferica (cella di walker).
La modifica della circolazione atmosferica prende il nome di Southern Oscillation, che unita alla modifica della circolazione oceanica (La Nina, El Nino), dà il nome di ENSO.

Effetti de El Nino

El Nino ha effetti diretti sul clima delle zone equatoriali e tropicali vicine, come il sud-est asiatico e l’America meridionale, i quali variano a seconda della stagione. I suoi effetti, però, vengono avvertiti anche alle medie latitudini.
E’ stato scoperto che la divergenza nell’alta troposfera associata ai moti convettivi forza un treno di onde di Rossby che piega verso est sul Pacifico settentrionale, influenzando direttamente il clima del nord America. Quello che si viene a creare è una redistribuzione dei centri di alta e bassa pressione, che determinano la modifica della PNA (Pacific North America), un indice teleconnettivo che misura la forza del ciclone semipermanente delle Aleutine. Per fare un esempio, durante El Nino le condizioni climatiche tendono a diventare generalmente più calde e secche in Alaska e più umide e fresche sugli Stati Uniti meridionali, questo a causa dell’approfondimento del ciclone delle Aleutine (fig 3). Per valutare gli effetti sull’Europa sono in corso ancora delle ricerche: la difficoltà nella valutazione è insita nella caoticità dell’atmosfera, a cui si aggiunge anche la connessione tra i vari fenomeni teleconnettivi.
ENSO influenza la PNA, ma in Europa le condizioni climatiche sono fortemente influenzate dalla NAO (North Atlantic Oscillation): in che modo la modifica della PNA influenza la NAO? Le risposte sono ancora parziali, ma si pensa che l’influenza di El Nino sul clima europeo sia causale.

Effetti a scala globale e relazione con il cambiamento climatico

Se è difficile stabilire gli effetti di El Nino sull’Europa, è più semplice farlo a scala globale. Gli oceani sono un serbatorio enorme di energia, molto più grande di quello atmosferico. La temperatura degli oceani influenza grandemente la dinamica atmosferica, quindi El Nino ha grandi effetti.
L’aumento delle SST su una così grande porzione di oceano ha l’effetto di incrementare le temperature atmosferiche, anche a scala globale.
L’anno più caldo mai registrato è stato il 2016, in cui si è verificato un forte episodio di El Nino, mentre gli ultimi anni l’aumento termico atmosferico è stato mitigato da La Nina. Da poche settimane è iniziato un nuovo forte episodio di El Nino, e gli ultimi dati ci dicono che giugno 2023 è risultato il giugno più caldo di sempre, mentre la scorsa settimana si è rivelata essere la più calda da quando esistono le rilevazioni (fig 4).

Articolo di: Giuseppe Visalli

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