Relazioni VPT-VPS, onde planetarie e Rossby breaking wave

[Massimo M.]

Visto che se ne parlerà nei prossimi mesi introduco alcuni concetti basilari che spero rendano più semplice un argomento che in realtà è molto complesso

La mappa seguente rappresenta gli scostamenti delle altezze geo-potenziali medie nei mesi di novembre, dicembre, gennaio, febbraio e marzo nel periodo 1979-2018 tra il 45° e il 75°. (Elaborazione di Simon Lee). La mappa analizza quindi il bordo della circolazione assoggetabile al VPS/VPT e nel campo di azione delle onde di Rossby e planetarie



Questa configurazione è frutto della conformazione morfologica dell’emisfero nord ed in particolare delle onde planetarie principali influenzate sia dall'orogarfia delle catene himalayana e montagne rocciose sia dall’influenza del raffreddamento del continente asiatico nei mesi invernali che genera dei blocchi termici.

Una mappa del tutto analoga ma relativa alla previsione deterministica dei GM la trovate a questo link

https://stratobserve.com/lonprs_ehfhgt_xsect

[Massimo M.]

Re: Relazioni VPT-VPS, onde planetarie e Rossby breaking wave

Se la lettura del grafico è chiara, credo sia facile notare che:

1) L'onda pacifica (W1) è predominante e riguarda sia la troposfera che la stratosfera. Essa ha un'inclinazione dipendente dagli effetti propagativi dal basso verso l'alto. .
2) L'onda W1 va quindi intesa come interazione tra l'accostamento in successione di un centro di bassa pressione e un alta pressione. In troposfera questo accoppiamento si manifesta con la bassa aleutinica seguita da un'alta pressione collocata mediamente sulle montagne rocciose.
3) L'onda atlantica (W2) è ben presente in troposfera e latita in stratosfera.
4) Quindi il VPS medio è in stato di diplacement cioè è normale la forzatura pacifica con lo spostamento del cuore del VPS sul comparto atlantico

[Massimo M.]

Re: Relazioni VPT-VPS, onde planetarie e Rossby breaking wave

La genesi della W1 è quindi chiara e più o meno fissa in quanto legata ad aspetti prevalentemente geografici o climatici legati comunque alla geografica (snow cover asiatico). Di fatto tale genesi è dovuto ad una divergenza dei venti zonali a partire dalla bassa stratosfera in corrispondenza del continente asiatico.
Tale divergenza è evidente nella media dei venti zonali tra dicembre e marzo che vede un rallentamento sulla siberia (ostacolo e divergenza) e una concentrazione tra il mar cinese e quello giapponese (vi ricordate la convergenza tra js polare e js tropicale)

[Angelo]

Re: Relazioni VPT-VPS, onde planetarie e Rossby breaking wave

Possiamo tranquillamente dire che le Montagne Rocciose, molto più della Corrente del Golfo, sono la prima causa di una certa mitezza sull'Europa, al netto della geografia.
Voglio dire, è ovvio che in Asia faccia più freddo, avendo migliaia e miglia di km di terra a Ovest. Lo stesso dicasi tra W and E coast del Nord America.
Inoltre dalla mappa del vento zonale (quindi solo la componete W/E) a 100hPa, tutta questa divergenza del Getto sopra l'Asia non si evidenzia, piuttosto parlerei di deviazione verso sud.
Effettivamente sull'Asia orientale, ossia nel luogo più freddo del Nord Emisfero, la Jet Stream nulla può, andandosi a riformare molto più a sud, fondendosi di fatto col Getto Sub Tropicale.
Il luogo della Terra dove è più chiara la compresenza della Corrente a Getto polare e sub tropicale è proprio l'Est Atlantico e l'Europa occidentale, anche grazie allo stato normale di displacement del VPS.
In buona sostanza, il cuore del vortice in stratosfera non è centrato sul Polo Nord geografico, ma è spostato verso l'Atlantico, a causa della "perenne" spinta dell'anticiclone Pacifico, o mother wave, o onda pacifica o wave 1 che dir si voglia.

[Massimo M.]

Re: Relazioni VPT-VPS, onde planetarie e Rossby breaking wave

Il getto polare nei mesi tardo autunnali è ancora attivo all’interno del continente asiatico (come in questo periodo) mentre il getto tropicale scorre in prossimità al bordo continentale meridionale. Nel pieno dell’inverno il getto polare invece diventa un unicum con il getto subtropicale.
Per comprendere questo processo occorre evidenziare che la corrente a getto si forma per la differenza di temperatura tra due masse d’aria isolate. Nel perimetro di contatto tra queste due masse d’aria si crea una discontinuità della tropopausa dovuta al fatto che a parità di pressione al suolo la colonna calda (aria meno densa) ha un’altezza maggiore rispetto alla colonna fredda (aria più densa). Il contrasto termodinamico tra suolo e quota genera la corrente a getto che sarà tanto più forte quanto elevato è il gradiente di temperatura tra le due masse.
In pieno inverno il continente asiatico viene invaso completamente dalla cella polare e quindi nel bordo meridionale del continente (disposto peraltro lungo i paralleli) si genera un fortissimo gradiente che funge da motore per il nastro del JS unico (polare + tropicale)





Questo nastro che accelera sul bordo continentale sfocia nel Pacifico tra il mar Cinese e quello del Giappone e si instabilizza causando di formazione della depressione semipermanente aleutinica che assieme alle montagne rocciose e alle SSTA modula la rossby planetaria permanente pacifica.


In area pacifica si registra quindi una continuità della colonna che indica anche un coupling più probabile strato-tropo


La genesi vera e propria della W1 stratosferica non è l'impatto delle ventilazione zonale stratosferica con un blocco termico e orografico che non ha ragione di esistere in stratosfera ma l'impatto della ventilazione zonale stratosferica con l'increspatura nella tropopausa causata dalla Rossby semipermanente pacifica (Bassa delle Aleutine + HP dinamica di risposta).

[Massimo M.]

Re: Relazioni VPT-VPS, onde planetarie e Rossby breaking wave

Ma per capire meglio la propagazione delle onde planetarie dalla troposfera alla stratosfera è fondamentale il ruolo della circolazione stratosferica di Brewer-Dobson che di fatto definisce una circolazione meridiana a cella unica.
Un modello semplice di questa circolazione, suggerito da Brewer (1949) e Dobson (1956), è formato da tre parti. La prima parte riguarda il movimento di sollevamento tropicale dalla troposfera alla stratosfera. La seconda parte è il trasporto orizzontale verso i poli che avviene in stratosfera. La terza parte riguarda i moti discendenti che avvengono sia alle medie latitudini sia nelle regioni polari, anche se tra le due zone ci sono importanti differenze. Nelle medie latitudini i moti discendenti riportano l’aria nella troposfera, mentre nelle latitudini polari l’aria viene condotta fino alla bassa stratosfera, dove si accumula.



Questo modello spiega perché nei tropici l’aria è più povera di ozono rispetto alle latitudini polari, anche se la sorgente dell’ozono è ai tropici.
L’aria che viene lentamente sollevata dalla troposfera tropicale alla stratosfera è molto secca (effetto di disidratazione per congelamento “freeze dried”) e con poco ozono. Questa circolazione di sollevamento tropicale della bassa stratosfera è piuttosto lenta, nell’ordine di 20-30 metri al giorno.
L’ozono si genera comunque nella media stratosfera tropicale dall’interazione della radiazione solare UV con l’ossigeno molecolare. La massima densità di ozono si trova intorno ai 27 km.
Giusto per capire la velocità di questa circolazione si evidenzia che per salire da 16 km (tropo-pausa tropicale) a circa 27 km l’aria impiega circa 6 mesi.
Il meccanismo della circolazione di Brewer-Dobson è complesso e interessante. A prima vista, si potrebbe immaginare che la circolazione sia il risultato del riscaldamento solare nei tropici e dal raffreddamento nelle regioni polari che dovrebbe causare una grande ricircola tra equatore (aria calda che sale) e poli (aria fredda che scende). Mentre questo meccanismo con riscaldamento e raffreddamento si verifica effettivamente nella troposfera nella cella di Hadley, questa non è la ragione specifica che causa l’esistenza della circolazione di Brewer-Dobson.

La circolazione DB è azionata dal breaking wave delle Rossby!!! Cioè quando la Rossby va in break avviene più o meno un processo simile alla cattura dell’aria nelle onde che frangono. Cioè dell’aria stratosferica viene intrappolata nella troposfera.



Si tratta quindi di una circolazione ad impulsi cioè quando avviene il break la circolazione si mette in moto se non c’è break la circolazione è ferma. Il break agisce come il remo di una barca e ad ogni remata ne consegue un’accelerazione e poi una frenata. Quando un certo volume di aria stratosferica viene catturato dalla troposfera nelle medie latitudini uno stesso volume d'aria risale dalla troposfera tropicale ed entra in stratosfera.
Quando va in break un’onda planetaria si manifesta quindi un forte squilibrio tra le medie latitudini ed i tropici che crea in risposta un’onda stratosferica che dalle aree tropicali si propaga verso le medie latitudini ed i poli.
Una rosby planetaria stazionaria come quella pacifica è come un remo che attira verso di se l’aria stratosferica generando quindi un flusso d'aria stratosferica significativo che dall’equatore va verso il polo in area pacifica e che quindi crea un diplacement della struttura del VPS a partire delle quote più alte.



Questo processo è inserito anche nel meccanismo di teleconessione tra l’attività tropicale la stabilità del VPS e lo stesso breaking wave delle onde planetarie.

[Massimo M.]

Re: Relazioni VPT-VPS, onde planetarie e Rossby breaking wave

Il jet stream troposferico trova quindi origine sul continente asiatico dove il fortissimo gradiente termico che si realizza sul bordo continentale meridionale rappresenta il motore della corrente a getto, che di fatto separa la cella polare dall’aria sub-tropicale/tropicale. Lasciato il continente asiatico il jet stream sfocia nel Pacifico e li si in-stabilizza a causa di condizionamenti di varia natura. La corda zonale tesa sul continente asiatico appena entra sul pacifico subisce una perturbazione con un’oscillazione la cui ampiezza, lunghezza è variabile. Inoltre questa oscillazione può risultare stazionaria, avanzare in senso zonale o retrogredire in senso antizonale.
Le montagne rocciose e lo snow cover del nord America rappresentano un elemento di disturbo a cui l’oscillazione si deve adattare.
Ne consegue che l’origine dell’ondulazione del jet-stream che interessa anche il continente Europeo ha origine nel pacifico.

I fattori che influenzano la modalità di breaking wave della Rossby pacifica possono essere di natura troposferica o stratosferica.

Per quanto riguarda l’influenza troposferica il principale attore è la convezione tropicale.

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/97JC01444

Nell’atmosfera tropicale, le anomalie delle SSTA producono anomalie nella convenzione e nella circolazione su larga scala della subsidenza del ramo discendente dalla cella di Hadley. La forte divergenze nelle zone attive di convenzione dei tropici e la convergenza nei sub-tropici crea delle onde che si inseriscono nella circolazione extra-tropicale modulando l’ondulazione della Rossby.

Questa influenza è particolarmente forte nelle fasi di forte attività dell’ENSO (Nino o Nina).
Tuttavia si fa sentire anche per la convezione anche in altre aree. Per esempio guardiamo la forte attività convettiva nel mar arabico nell’ultima decade di ottobre. Il blocco pacifico e la modulazione della Rossby attuale sull’Atlantico è la risonanza di quel attività.









Notare come in realtà la propagazione è più o meno simmetrica in entrambi gli emisferi.

[Angelo]

Re: Relazioni VPT-VPS, onde planetarie e Rossby breaking wave

Lavoro davvero eccellente, sei stato bravissimo e stra paziente per trovare il tempo di mettere insieme tutte queste cose, spero che i frequentatori del forum lo apprezzino e ne facciano tesoro.

[Falia]

Re: Relazioni VPT-VPS, onde planetarie e Rossby breaking wave

Super

[Marco C.]

Re: Relazioni VPT-VPS, onde planetarie e Rossby breaking wave

Lavoro davvero eccellente, sei stato bravissimo e stra paziente per trovare il tempo di mettere insieme tutte queste cose, spero che i frequentatori del forum lo apprezzino e ne facciano tesoro.

propongo che venga puntato in alto come linea guida o ancor meglio venga tradotto in un articolo per il sito

[ulisse]

Re: Relazioni VPT-VPS, onde planetarie e Rossby breaking wave

propongo che venga puntato in alto come linea guida o ancor meglio venga tradotto in un articolo per il sito

Certamente!

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[Massimo M.]

Re: Relazioni VPT-VPS, onde planetarie e Rossby breaking wave

Lo scopo è quello di approfondire una materia complessa e poco conosciuta con concetti di semplice comprensione..... se qualcuno vuole contribuire .... ho scritto in fretta per cui se alcuni argomenti non sono chiari faccia domande .... lo scopo di questa discussione è chiarirli per quanto possibile.

[Angelo]

Re: Relazioni VPT-VPS, onde planetarie e Rossby breaking wave

Lo scopo è quello di approfondire una materia complessa e poco conosciuta con concetti di semplice comprensione..... se qualcuno vuole contribuire .... ho scritto in fretta per cui se alcuni argomenti non sono chiari faccia domande .... lo scopo di questa discussione è chiarirli per quanto possibile.

Purtroppo il tuo bellissimo lavoro non ha stuzzicato più di tanto. Un pò come sentire un bravissimo oratore che alla fine del suo discorso chiede "ci sono domande" ed il silenzio assordante della sala crea un certo imbarazzo.
Peccato, ma resta per i posteri una base bellissima per approfondire queste tematiche, bravissimo ancora!

[temporalon]

Re: Relazioni VPT-VPS, onde planetarie e Rossby breaking wave

propongo che venga puntato in alto come linea guida o ancor meglio venga tradotto in un articolo per il sito

Sono perfettamente d'accordo con Marco C, il lavoro di Massimo merita di essere pubblicato nell'home page del sito, o comunque di essere messo in evidenza perché dimostra una grande preparazione e può essere di aiuto per tutti gli utenti. grazie davvero.

[Massimo M.]

Re: Relazioni VPT-VPS, onde planetarie e Rossby breaking wave

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