il fenomeno climatico el nino

Sono sicuro che la maggior parte delle persone hanno sentito parlare del fenomeno EL NINO ma sono altrettanto sicuro che in pochi lo conoscono in dettaglio. I principali mezzi di comunicazione per attirare l’attenzione del pubblico si soffermano maggiormente sui danni provocati dalla siccità o dalle alluvioni ad esso collegate ma difficilmente parlano del fenomeno in particolare, ad esempio come, dove e quando si svolge, studi in corso, previsioni.
Questo articolo vuole appunto cercare di approfondire maggiormente l'argomento (per chi volesse avere solo un accenno al fenomeno - articolo: Cambiamenti Climatici).

Il fenomeno climatico chiamato EL NINO probabilmente è sempre esistito e le popolazioni interessate, come quella peruviana, non lo vivevano neanche come un qualcosa di negativo anzi, lo definivano ”l’ano de abundacia” cioè l’anno dell’abbondanza perché la copiosità delle piogge permetteva di avere la ricrescita di erba da pascolo nelle zone normalmente desertiche e di conseguenza gli animali crescevano e si riproducevano più velocemente inoltre, anche la pesca era più abbondante.

Questa "anomalia climatica" è stata osservata a livello scientifico ad iniziare dagli anni '40 con la nascita dei primi modelli matematici che avevano l'obiettivo di descrivere la circolazione e il clima globale.
Nonostante fino agli anni '60 gli studi proseguissero indipendentemente su due fronti, uno che riguardava lo sviluppo di modelli per descrivere i moti atmosferici e l'altro per quelli oceanici, si arrivò comunque ad una stessa conclusione: la particolarità della climatologia dell'Oceano Pacifico.
Inizialmente si pensò che si trattasse di un fenomeno localizzato che riguardava solo una parte del Pacifico, determinato dall’afflusso di acque calde superficiali provenienti dalle correnti della Somalia che stagionalmente mutavano dopo il monsone indiano, interessando il Corno d’Africa.
Solo successivamente si osservò che il fenomeno interessava l’intero bacino e si vide che  era ricollegato ad un mutamento delle condizioni degli Alisei.

Alisei

Il problema di quegli anni, rappresentato dalla scarsità di dati disponibili e dalle imperfezioni delle misurazioni, non permetteva ancora di evidenziare correttamente il fenomeno.
I primi studi che vennero fatti per evidenziarlo in dettaglio vennero indirizzati alle possibili interazioni col monsone indiano ma anche se i risultati non furono quelli attesi si evidenziò comunque la grande importanza assunta dalla situazione barica al suolo delle aree interessate.
Si trovò infatti uno spiccato legame a livello di pressione atmosferica fra Oceano Pacifico e Oceano Indiano che il Dr. Walker battezzò oscillazione meridionale (SO- Southern Oscillation): quando la pressione era alta nell'Oceano Pacifico era bassa nell’Oceano Indiano.

Col passare degli anni si scoprirono nel Pacifico altri legami tra cui il più importante fu quello strettissimo fra le città di DARWIN in AUSTRALIA e TAHITI in POLINESIA. Pensate che sono distanti circa 15.000 Km eppure sono estremamente legate, ad un valore di pressione sopra la norma di uno, corrisponde uno stesso valore sotto la norma dell’altro !!

Relazioni della Pressione Atmosferica tra Darwin e Tahiti

La scoperta di questo legame fu importantissima in quanto riusciva a determinare con precisione lo stato dell'oscillazione e gli scienziati per meglio utilizzare questa opportunità, istituirono il SOI (Southern Oscillation Index). Quando la pressione al suolo è più alta presso Darwin, l’indice diviene positivo mentre diviene negativo quando è più alta in Polinesia.
Mediante l'osservazione del SOI fu possibile vedere come nell'arco di 3-4 anni, l'indice stesso tendeva a calare per poi invertirsi, evidenziando quindi una certa periodicità della variazione dello stato dell'oscillazione.
A questo punto visto che la periodicità della variazione dello stato dell'oscillazione corrispondeva alla periodicità del particolare fenomeno climatico osservato, si cominciò a concretizzare l'idea che i due fenomeni fossero collegati.

Ci fu poi un altra scoperta molto importante:
Studi effettuati da Walker evidenziarono come l’oscillazione aveva effetti sulle precipitazioni e sulla circolazione dei  venti in molte zone del Pacifico Tropicale e Oceano Indiano oltre a ripercussioni sulle temperature nel Sud Africa, sul Canada sud occidentale , sugli USA meridionali e attorno al Golfo del Messico.
Dimostrò quindi che questa oscillazione aveva effetti non solo sul clima locale come inizialmente si era pensato ma anche a scala globale.

Una occasione importante per registrare in dettaglio le variazioni avvenne negli anni ‘57-58 quando si organizzò una operazione di monitoraggio in occasione dell'anno Geofisico Internazionale.
Fortunatamente proprio in quel momento si verificò un altro forte EL NINO dopo quello del ‘41 e questa volta tutti i dati vennero catturati, compresa la disposizione e l'evoluzione delle correnti calde oceaniche.
Si  vide che con temperature sopra la norma si veniva a creare un indebolimento degli Alisei, piogge eccezionali nel Perù (l’anno dell’abbondanza) e pesanti precipitazioni sul Pacifico Centrale.
Si dedusse quindi che le temperature e le correnti oceaniche rivestissero un ruolo fondamentale.

Dieci anni dopo il prof. John Bjerknes dell’università della California, unificò una teoria che racchiuse il rompicapo EL NINO e l’oscillazione meridionale (il legame è talmente stretto che oggi il fenomeno viene chiamato anche ENSO che unisce EN - EL NINO e SO - Southern oscillation).
Disse che in condizioni normali, gli Alisei spiravano da est verso ovest in direzione dell’Indonesia dove, per effetto del riscaldamento dell’aria che passava in zone più calde, si veniva a creare una zona con intense precipitazioni. Una volta che l’aria si era impoverita di acqua e si raffreddava, tornava indietro in quota verso il Perù a chiudere la cellula che fu intitolata a Walker, dando alta pressione (deserti).

Negli anni ‘80 poi, Gene Rasmusson approfondì e sviluppò gli studi passati arrivando a tracciare delle chiavi per la determinazione delle caratteristiche di un EL NINO TIPICO.
Le mappe sviluppate da Rasmusson mostrarono chiaramente come le temperature della superficie oceanica, le precipitazioni e il modificarsi degli alisei fossero ben correlati.

Un EL NINO TIPICO comincia con un leggero aumento delle temperature superficiali oceaniche di fronte alle coste del Perù seguito da un leggero indebolimento degli Alisei, il tutto fra Marzo e Maggio quando cioè le temperature sono più alte. Tra Agosto e Ottobre il riscaldamento si propaga verso ovest, gli Alisei si indeboliscono ancora, le piogge si spostano sul Pacifico centrale dando alta pressione e siccità sull’Indonesia; l’evento massimo si raggiunge fra Dicembre e Febbraio (proprio per la vicinanza al Natale fu chiamato EL NINO che vuol dire Bambino Gesù) quando il caldo anomalo si estende per tutto il Pacifico e le piogge intense si verificano sul Pacifico centrale fino al Perù.
Durante la Primavera poi la temperatura decresce lentamente fino a tornare su valori normali.

Come abbiamo visto, tutte le componenti attive nel Pacifico come gli Alisei, i moti oceanici, la pressione atmosferica, la temperatura, sono dipendenti l’uno dall’altro e concorrono a determinare quelle che sono le condizioni medie climatiche.
Gli Alisei, sono causati dalla differenza di temperatura che c’è tra est e ovest del Pacifico. Il moto stesso dei venti poi fa si che le acque calde si dirigano verso ovest, condizione che determina tra l’altro un altezza media del mare di 50 cm più alta rispetto al Pacifico orientale, mantenendo attiva la differenza di temperatura fra est e ovest che alimenta gli Alisei stessi.

L'attenzione a questo punto venne concentrata sulla temperatura oceanica e la sua stratificazione.
Tutto l’oceano possiede in profondità correnti fredde mentre in superficie la temperatura è maggiore e interagisce con l’atmosfera. Nella fascia di transizione, chiamata TERMOCLINO, la temperatura cambia molto velocemente.
Questa fascia al livello tropicale è ben definita e impedisce il rimescolamento delle acque fredde con quelle calde come fosse un isolante.
In condizioni normali gli Alisei spingono talmente tanta acqua verso l’Indonesia che il termoclino scende fino a 150-200 metri di profondità mentre sulle coste peruviane tende a salire avvicinandosi molto alla superficie richiamando acqua fredda dagli abissi. E’ per questo motivo che il mare è molto pescoso in Perù, proprio perché dalle profondità risale molto plancton che fa aumentare il pesce.
In condizioni di EL NINO gli Alisei subiscono una diminuzione, il vento non riesce più a mantenere le condizioni prima descritte, il livello del termoclino tende ad appiattirsi, l’acqua calda tende a tornare indietro verso il Perù e l’Indonesia si "raffredda". La temperatura superficiale tocca punte di 28-30°C.
In conseguenza di ciò, anche in superficie sono mutate le condizioni del campo barico ed ecco capovolte le condizioni climatiche.

In queste condizioni di Alisei deboli o verso est, termoclino stabile e acque calde, la situazione rimane molto instabile e occorre poco per rompere il nuovo equilibrio: basta un piccolo ritorno degli Alisei, che si determini un rapido reflusso all'indietro delle acque o si possa addirittura creare la situazione opposta a EL NINO, cioè LA NINA, con aumento della velocità del vento verso ovest con conseguente ulteriore raffreddamento a est.

Il sistema a questo punto è pronto per tornare alle condizioni iniziali chiudendo l’oscillazione.

La realtà è quindi che uno stato tipico e normale oceanico non esiste, come abbiamo visto è un continuo andare e venire delle correnti superficiali da est ad ovest.

La periodicità quadriennale tipica di EL NINO altro non è che il tempo impiegato per il succedersi delle fasi: 1 anno di EL NINO, 2 anni di transizione per il trasferimento dell’acqua e 1 anno di LA NINA.
In realtà la presenza del clima molto variabile tropicale, lo scorrere delle correnti, le onde oceaniche, l'irregolarità dello spostamento del termoclino, forniscono al sistema quella NON regolarità esatta che non permette di dire che EL NINO si verifichi sempre ogni 4 anni. Si sono registrati EL NINO anche a distanza di due anni e in alcune occasioni non si è registrato per 10 anni, da qui l'importanza di sviluppare modelli di previsione.

Ma perché è così importante definire e prevedere EL NINO ?
La previsione del fenomeno non è importante tanto per l’area in questione visto che in grande parte è isolata e disabitata (oceano) ma come si diceva in precedenza si sono trovati legami con molte altre zone del pianeta per effetto di quelle che vengono definite TELECONNESSIONI.
Con l’utilizzo dei moderni calcolatori che consentono di fare una grandissima mole di calcoli in poco tempo, si stanno sviluppando modelli che ricercano in tutto il globo, teleconnessioni alle pressioni ad esempio di Tahiti.
I risultati sono incredibili, si sono trovate ripercussioni e legami di pressione atmosferica ad esempio lungo un po' tutta la fascia equatoriale, nel sud America, in India e lungo un arco che va dal Pacifico centrale fino al nord America, per finire in sud Africa e nord est del Brasile.

Teleconnessioni

Tutte le teleconnessioni descritte sono abbastanza evidenti e ben definite mentre alle medie latitudini la situazione è più complessa e assume spesso valori negativi di correlazione.
Tutta la fascia che si estende sul nord America ha come l’aspetto di un onda che si propaga ed è tanto famosa che gli è stato assegnato un nome proprio: TELECONNESSIONE-PACIFICO-NORDAMERICANA.
Le altre teleconnessioni sono quelle NORD ATLANTICHE che legano le Azzorre con l'Islanda e quella monsonica tra Oceano Pacifico e Indiano.
Anche l’area mediterranea, seppur marginalmente, risulta essere interessata sia da quella nord atlantica che da quella monsonica.
Naturalmente si stanno ancora studiando altri effetti e correlazioni che sono poi la chiave climatica globale.

Quali sono in definitiva gli EFFETTI di EL NINO ?
nell’inverno in cui si verifica, la siccità domina nel Pacifico occidentale dalle Filippine all’Australia settentrionale, mentre piogge torrenziali si rovesciano sul Pacifico centrale e sul Perù.
Tutto questo per diretto spostamento della cellula di Walker.
Per  effetto delle teleconnessioni poi abbiamo siccità nel nord del Brasile, piogge torrenziali in Argentina,  in Africa, siccità in Madagascar e piogge anomale in alcune zone equatoriali.
Nell’area caraibica e negli Stati Uniti meridionali si verificano piogge eccezionali, ci sono poi temperature superiori in Asia meridionale e in diverse zone del Brasile. Temperature sopra la media si verificano anche in Alaska, America del nord est, conseguenti alla teleconnessione Pacifico-Nord Americana.
Questo determina uno spostamento delle correnti a getto che deviano il percorso delle perturbazioni facendo arrivare intense precipitazioni dove normalmente non ci sono, ad esempio la California è interessata da forti piogge che, visto il tipo di territorio, creano spesso allagamenti, inondazioni e valanghe di fango.
Mentre tutte le connessioni sono evidenti con l’America, risultano non esserci o sono molto marginali con l’Europa che si trova lontana dal suo cammino principale.

Ricordiamo solo brevemente che oltre ai danni di tipo meteorologico, i problemi maggiori causati da EL NINO riguardano gli incendi, la rovina di coltivazioni, danni alle costruzioni colpite da eventi estremi, sviluppo di malattie che sono poi le effettive cause di morte e di disagio dopo il suo passaggio.

A che punto siamo a livello di rilevazioni e previsioni ?
A livello di rilevazioni si sta facendo molto: al momento si sta sviluppando una rete di boe che monitorano le temperature oceaniche anche in profondità lungo tutta l’area del Pacifico equatoriale con un progetto che prende il nome di TAO Tropical Atmosphere Ocean.
Le boe TAO si sviluppano entro i 7,5° di latitudine nord e sud su una griglia di 15° di longitudine e 2,5 di latitudine tra Nuova Guinea e Galapagos.
I dati vengono diffusi in tempo reale su internet dal NOAA all'indirizzo http://www.pmel.noaa.gov/tao/.

Per tenere sotto controllo lo stato delle temperature oceaniche, le possibili anomalie di temperatura e tutto quel che riguarda EL NINO, si possono consultare tramite il NOAA i siti del PMEL ( Pacific Marine Environmental Laboratory) e del CPC ( Climate Prediction Center ) i cui indirizzi sono in fondo all'articolo.

Per visualizzare lo stato delle temperature dei mari di tutto il mondo in tempo reale sono disponibili anche delle cartine come questa qui sotto, all'indirizzo: http://152.80.49.210/products/OTIS/US058VMET-GIFwxg.OTIS.glbl_sst.gif

Temperatura dei mari

e all'indirizzo http://152.80.49.210/products/OTIS/US058VMET-GIFwxg.OTIS.glbl_sstanomaly.gif  è possibile osservare le anomalie di temperatura marina rispetto alla media.

Inoltre continuano le osservazioni del SOI. Se l’indice mostra una brusca caduta c'è la possibilità che stiamo entrando in EL NINO mentre se c‘è una brusca salita ne LA NINA.
Anche in questo ambito bisogna però fare attenzione, le cose non sono così semplici e regolari, spesso si riscontra un andamento della pressione atmosferica che potrebbe indurre a pensare ad un eventuale arrivo del fenomeno ma in realtà poi si torna indietro.
Si sta studiando un sistema per riuscire a interpretare questi valori e confrontarli insieme ad altri, come le temperature oceaniche, lo stato degli Alisei, ecc.. per prevedere in modo più preciso l’arrivo del fenomeno.

Vista la complessità e la non regolarità delle variabili, per PREVEDERE EL NINO non resta che sviluppare modelli matematici di previsione tipo quelli del tempo che si basano su equazioni evolutive che tengono cioè presente l’evolversi delle condizioni partendo dai dati rilevati in un dato momento.
Ci sono però grandi problemi che affliggono la riuscita di una previsione a lunga scadenza tra cui l’estrema variabilità delle condizioni atmosferiche, i limiti della capacità di calcolo degli elaboratori e la mancanza di possibilità di descrivere alla perfezione la condizione iniziale. Se i dati già in partenza sono non del tutto corretti, più ci si allontana e più l’errore aumenterà fino a quando si raggiungerà un punto in cui il risultato diviene inattendibile, chiamato LIMITE DI PREDICIBILITA’.
Sulla base di tutto ciò, si è visto che oggi per ottenere una buona previsione non bisogna andare oltre i 5-7 giorni.
Oltre questo limite non si chiama più previsione ma SIMULAZIONE in quanto è possibile solo osservare l'evoluzione dei principali valori atmosferici.

Come si procede allora?
All’atto di prevedere EL NINO, è stata molto importante una deduzione poi confermata: il moto oceanico è molto meno turbolento e instabile di quello atmosferico e visti i suoi movimenti più lenti si pensò che anche gli errori di previsione fossero minori. E così fu, infatti è oggi possibile fare delle previsioni per più stagioni e il limite di predicibilità oceanica è fissato in 8-12 mesi, tenendo presenti moto ondoso, correnti, salinità e temperatura.

Attualmente i modelli tendono ancora a essere separati (atmosferico e oceanico) ma si sta lavorando per elaborare un modello unico per prevedere EL NINO che li contenga tutti e due, perché non è possibile in questo caso procedere separatamente.
Come si diceva però il limite maggiore è imposto dalle previsioni atmosferiche pertanto le previsioni elaborate dai modelli risultano ancora non essere soddisfacenti, il modello sottostima dopo poco tempo le temperature superficiali dando un’immagine differente dalla realtà. Inoltre le anomalie di temperatura vengono previste spesso solo molto vicine all’equatore quando così non è, questo fatto invece è fondamentale per le teleconnessioni specie alle medie latitudini.
Per questo motivo non si parla di vere e proprie previsioni ma di probabilità statistiche, si preferisce cioè effettuare più proiezioni con vari modelli per tracciarne alla fine un profilo medio.

I modelli stagionali risultano oggi essere più definiti a livello equatoriale e nord americano perché le condizioni sono più stabili mentre ad esempio quello europeo è meno definito perché il continente si trova al limite delle teleconnessioni equatoriali ed è più legato alle oscillazioni nord atlantiche, marginalmente a quelle monsoniche e ha inoltre territori orograficamente complessi.
Allo stato attuale la situazione europea sembra essere più predicibile solo in caso di forti el nino.

Per gli stessi motivi, i modelli nord americani e equatoriali sono ad una fase di sviluppo maggiore rispetto a quello europeo.
Il servizio meteo americano sviluppa solo il modello americano mentre l'IRI - International Research Institute for Climate Prediction dell’università della Columbia University di New York (http://iri.ucsd.edu/hot_nino/news) elabora il modello per il resto del mondo in particolare per la fascia tropicale.

L'importanza dello sviluppo delle previsioni stagionali e di EL NINO sono fondamentali: nell'EL NINO del ‘97-’98 la siccità del nord est del Brasile fu ampiamente prevista ma la mancanza di mezzi economici e tecnici hanno impedito comunque di evitare i danni per la siccità e gli incendi.

EL NINO ha portato alla nascita di un nuovo obiettivo cioè trasformare le previsioni del tempo in previsioni ambientali e la sfida di certo è aperta.

ATTENZIONE !
I due ultimi più forti EL NINO si sono verificati in questi ultimi anni (‘82 e ‘97) e si sta verificando se questa maggiore violenza possa essere legata all'aumento della temperatura globale e all'effetto serra ma al momento ancora non è possibile dare una risposta certa.
Tuttavia proiezioni effettuate con modelli numerici aumentando volutamente le temperature medie hanno portato a risultati non molto confortanti. Sembra che si possa creare una specie di EL NINO permanente e possano avvenire quindi profonde modificazioni del clima globale !!

informazioni su internet

Per avere TUTTE le informazioni riguardo l'OCEANO PACIFICO tra cui EL NINO, LA NINA, TERMOCLINO, progetto TAO, Tsunami (onde anomale), temperature oceaniche con anomalie, condizioni degli inquinanti, Previsioni di tutti i tipi, EL NINO del passato, immagini animate o in 3d.
VERAMENTE COMPLETO E PROFESSIONALE a cura del NOAA - PMEL ( Pacific Marine Environmental Laboratory).
all'indirizzo:   http://www.pmel.noaa.gov/   (in inglese)

Altre importanti informazioni riguardo il monitoraggio, le previsioni e  altro su EL NINO e l'oscillazione con NEWS aggiornate sul sito PROFESSIONALE E COMPLETO a cura del NOAA - CPC ( Climate Prediction Center )
all'indirizzo:   http://www.cpc.ncep.noaa.gov/    (in inglese)

A chi interessa solo il progetto TAO ( Tropical Atmosphere Ocean ) collegatevi ad una sezione del sito del NOAA - PMEL ( Pacific Marine Environmental Laboratory)
all'indirizzo:   http://www.pmel.noaa.gov/tao/    (in inglese)

IRI - International Research Institute for Climate Prediction dell’università della Columbia University di New York    
che elabora modelli stagionali
all'indirizzo:   http://iri.ucsd.edu/hot_nino/news    (in inglese)

Immagini ogni 12h sullo stato delle temperature dei mari di tutto il mondo
all'indirizzo:  http://152.80.49.210/products/OTIS/US058VMET-GIFwxg.OTIS.glbl_sst.gif

Immagini ogni 12h sullo stato delle anomalie delle temperature dei mari di tutto il mondo
all'indirizzo:  http://152.80.49.210/products/OTIS/US058VMET-GIFwxg.OTIS.glbl_sstanomaly.gif

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