Come fa la Madden-Julian Oscillation ad ampliare una cresta anticiclonica alle latitudini temperate?
Questo fenomeno atmosferico che parte dai mari caldi attorno l'equatore spesso riesce a influenzare la circolazione atmosferica fino alle nostre latitudini, condizionando gli inverni fra Nord America ed Europa.
La Madden-Julian Oscillation (MJO) rappresenta uno dei fenomeni atmosferici più intriganti e influenti a scala sub-stagionale. Scoperta nel 1971 dai meteorologi Roland Madden e Paul Julian, questa oscillazione è un'onda di variabilità atmosferica che si manifesta principalmente nei tropici, influenzando la posizione e l'intensità delle precipitazioni tropicali.
Con un ciclo che dura approssimativamente tra i 30 e i 60 giorni, la Mjo si propaga da ovest verso est attraverso l'intero equatore, passando dall'Oceano Indiano al Pacifico e all'Atlantico.
Non è un'onda stazionaria, ma un disturbo mobile che alterna fasi di convezione intensa (temporali e piogge abbondanti) a fasi di soppressione (cielo sereno e aria più secca.
Dalla convezione tropicale alle onde planetarie
La Mjo non è un fenomeno isolato, ma un'interazione complessa tra oceano, atmosfera e venti. Inizia con una zona di convezione attiva, ossia un'area vasta di temporali intensi che si muove lentamente verso est.
Questa convezione è alimentata dalle acque calde degli oceani tropicali, dove la superficie oceanica evapora e sale, formando nubi cumuliformi con torri convettive alte fino a 15-18 km. La fase attiva è seguita da una fase di soppressione, dove l'aria discende e inibisce la formazione di nuvole.
Questi temporali non solo rilasciano calore latente attraverso la condensazione del vapore acqueo, ma riscaldano intensamente l’aria in alta troposfera, tra i 12 e i 16 km di quota.
Questo riscaldamento non è uniforme, ma crea una "bolla" o "montagna" di aria calda che si espande verso l'alto, alterando la pressione e l'altezza delle superfici isobariche. In termini tecnici si viene a creare un'anomalia positiva di geopotenziale in alta troposfera, una regione dove le linee di geopotenziale (che indicano l'altezza a cui si trova una certa pressione) sono più alte del normale.
In parole semplici l'anomalia calda disturba l'equilibrio atmosferico, generando una rotazione potenziale che l'atmosfera cerca di dissipare. Per farlo, l'atmosfera produce un'onda di Rossby, ossia un'onda planetaria su larga scala influenzata dalla rotazione terrestre (effetto Coriolis).
Questa onda si propaga verso i poli lungo le "guide d'onda" naturali, come il getto subtropicale, in circa 7-15 giorni. L'onda di Rossby è composta da una sequenza alternata di creste (zone di alta pressione, anticicloni) e cavi (zone di bassa pressione, depressioni).
L’arrivo alle latitudini temperate
Sono due i percorsi principali seguiti da queste anomalie generate dalla Madden. La prima è quella che parte dall’Oceano Indiano, e attraverso l’Asia orientale raggiunge il Pacifico settentrionale e il Nord America. La seconda strada è quella del Pacifico o dell’area atlantica, attraverso il Mar dei Caraibi, per raggiungere l’Europa.
Quando arriva alle latitudini medie (fra 30-60°N), la prima parte dell'onda è spesso una cresta amplificata, che si traduce in un anticiclone di blocco persistente, disteso lungo i meridiani. Altre volte l’onda planetaria va a ampliare un’onda anticiclonica già esistente, permettendo l’estensione di quest’ultima verso latitudini più settentrionali.
Questo meccanismo spiega perché la Mjo non influenzi solo i tropici, ma alteri la circolazione globale, amplificando le onde planetarie esistenti, influenzando il vortice polare e in casi molto rari può avere un ruolo determinante nell’attivare eventi estremi, come i Sudden Stratospheric Warming (SSW).
Le Fasi della Mjo e gli impatti sulla circolazione emisferica
La Mjo è comunemente divisa in 8 fasi, basate sulla posizione della convezione attiva lungo l'equatore. Queste fasi sono rappresentate su un diagramma di fase (RMM - Real-time Multivariate MJO), dove l'ampiezza indica l'intensità dell'oscillazione. Ogni fase dura circa 5-10 giorni e influisce diversamente sulla circolazione emisferica, specialmente nell'emisfero nord durante l'inverno, quando le onde Rossby sono più propense a propagarsi verso il polo.
Fase 1 e 2
Nell'emisfero sud gli impatti sono simili ma spesso più deboli a causa della minore estensione continentale. Quando la Mjo si trova in fase 1 e 2 l’attività convettiva è attiva sull'Africa orientale e l'Oceano Indiano occidentale. Questo genera onde Rossby che amplificano creste anticicloniche sull'Atlantico orientale. In certi contesti può favorire anche un anticiclone scandinavo o russo, portando a configurazioni bloccate con ondate di freddo in Europa centrale e orientale.
Fase 3 e 4
La convezione si sposta sull'Oceano Indiano orientale e l'Indonesia. Qui, l'onda di Rossby amplifica l'alta delle Azzorre verso nord, creando blocchi sull'Europa occidentale. Gli impatti vedono un aumento delle precipitazioni in Australia e siccità in Sud America. Crea situazioni più congeniali per ondate di freddo sul Nord America.
Fase 5 e 6
La convezione è forte sul Pacifico occidentale (Mar delle Filippine). Questa è una fase potente per l’emisfero nord, visto che può generare una forte cresta sul Pacifico settentrionale, rinforzando l'alta aleutinica. Risultato un blocco sul Pacifico, con ondate di gelo in Nord America.
Fase 7 e 8
La convezione raggiunge il Pacifico centrale/orientale. Favorisce una circolazione più zonale (ovest-est) nell’emisfero nord, con minori blocchi persistenti. Può amplificare un Wave 1, spostando il vortice polare verso la Siberia e creando anticicloni atlantici, molto invasivi per l’Europa e il Mediterraneo. Impatti: siccità in Indonesia, piogge in California, e configurazioni più miti per l’Europa.
In generale, le fasi 2-3 e 6-7 sono le più influenti per generare anticicloni di blocco nell’emisfero boreale, con creste anticicloniche troposferiche che durano settimane. Ad esempio, nel febbraio 2018 (fase 2-3), la Mjo ha contribuito alla "Bestia dall'Est" in Europa, con un anticiclone scandinavo mostruoso che ha creato una imponente retrogressione dalla Russia, con aria artica continentale fino all’Europa occidentale.
Gli impatti sugli altri indici atmosferici
La Mjo non solo genera o rafforza gli anticicloni, ma modula fenomeni come El Niño-Southern Oscillation (ENSO): durante La Niña, una Mjo forte può indebolire la circolazione di base.
Attraverso il suo meccanismo di convezione che genera anomalie di geopotenziale e onde Rossby, influenza anticicloni, mettendo spesso lo zampino in eventi estremi alle nostre latitudini.
Monitorare le sue fasi è essenziale per previsioni sub-stagionali accurate, aiutando a prevedere blocchi atmosferici e ondate di freddo. Con il cambiamento climatico, la Mjo potrebbe intensificarsi, rendendo i suoi impatti ancor più significativi per la società.