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Analisi stratosfera

Ricerca di possibili eventi di stratwarming

 Indici teleconnettivi 
AAO (Antarctic Oscillation) MJO (Madden Julian Oscillation) Polar/Eurasia SST (Sea Surface Temperature)
AO (Arctic Oscillation) NAO (North Atlantic Oscillation) QBO (Quasi-Biennial Oscillation) Temp 10 hPa Polo Nord
EA (East Atlantic Index) Oscillazioni intrastagionali SCAND (Scandinavia pattern) Temp e geopotenziali 10 hPa
EA/WR (East Atl./Western Russia) PNA (Pacific North-America pattern) SOI (Southern Oscillation Index) Temp e geopotenziali 100 hPa
Analisi Stratosfera North Annular Mode (NAM)

Indici teleconnettivi - Analisi stratosfera (individuazione eventi stratwarming)

In questa pagina sono raccolti alcuni grafici e diagrammi utili all'individuazione di possibili eventi di stratwarming, ovvero anomalie positive della temperatura della stratosfera, la regione sovrastante la troposfera che si estende tra circa 15 e 60 km di altitudine. Il fenomemo è anche noto come Sudden Stratospheric Warming (SSW). Un SSW è detto major se il riscaldamento repentino della temperatura è notevole (anche +70 °C!), oppure minor (ad esempio, +30 °C nel giro di 5-7 giorni).
L'aumento della temperatura della stratosfera può avere delle ripercussioni sull'evoluzione meteorologica, in particolare nell'emisfero boreale. Lo stratwarming può dar luogo ad una rottura del vortice polare con conseguenti irruzioni di aria fredda verso le medie latitudini. Questo evento, etichettato come major, è anticipato anche da un cambio di circolazione dei venti in quota (solitamente si osserva il livello di pressione a 10 hPa, corrispondenti a circa 30 km di altitudine). Rientra sempre negli eventi major anche uno spostamento del vertice polare verso le medie latitudini, con conseguente calo termico.
Lo split del vortice polare comporta la formazione nella zona polare di una vasta area di alta pressione caratterizzata da anomalie positive delle temperature, sia in troposfera che stratosfera. Contemporaneamente i due lobi originatosi dallo split si dirigono verso sud (verso nord nell'emisfero australe) portando con sé maltempo e calo delle temperature. Il fenomeno dello split del vortice polare ha anteceduto le più grandi irruzioni fredde osservate anche in Italia, ma non esiste una correlazione diretta tra osservazione di grandi freddi ed eventi di stratwarming. E' cioè possibile che una ondata di gelo sia causata da altri fattori. Un esempio su tutti è stato osservato nel 1956, dato che l'irruzione di aria fredda non fu preceduta da SSW.
Solitamente sono necessarie 2-3 settimane affinché il vortice polare possa ricomporsi.

mappa vortice polare forte
Esempio di vortice polare forte, osservato a novembre 2013. Fonte img: wikipedia.org.
mappa vortice polare debole
Esempio di vortice polare debole, osservato a gennaio 2014. Fonte img: wikipedia.org.

Venti Zonali a 65° N

Sono qui mostrati i valori medi osservati e previsti della velocità del vento zonale ad un livello di pressione di 10 hPa (corrispondenti a circa 30 km di altitudine) a 65° nord. La linea blu corrisponde ai valori osservati, quella rossa alla previsione, quella nera alla media climatologica. Con diverse gradazioni di grigio sono anche evidenziati gli scostamenti corrispondenti ad 1 e a 2 deviazioni standard dalla media. Previsione basata sul modello GFS.

venti zonali a 65° n
Venti zonali a 65° N osservati e previsti a 10 hPa, messi a confronto con la media climatologica. Fonte img: www.atmos.albany.edu

Venti Zonali a 60° N

Sono qui mostrati i valori medi osservati e previsti della velocità del vento zonale ad un livello di pressione di 10 hPa (corrispondenti a circa 30 km di altitudine) a 60° nord. La linea blu corrisponde ai valori osservati, quella rossa alla previsione, quella nera alla media climatologica. Con diverse gradazioni di grigio sono anche evidenziati gli scostamenti corrispondenti ad 1 e a 2 deviazioni standard dalla media. Previsione basata sul modello GFS.

venti zonali a 60° n
Venti zonali a 60° N osservati e previsti a 10 hPa, messi a confronto con la media climatologica. Fonte img: www.atmos.albany.edu


Venti Zonali a 65° N - Grafici ensemble

Sono qui mostrati i valori medi osservati e previsti della velocità del vento zonale ad un livello di pressione di 10 hPa (corrispondenti a circa 30 km di altitudine) a 65° nord. Il grafico ensemble è ottenuto ripetendo la previsione meteorologica variandone le condizioni iniziali, al fine di valutarne la stabilità e conseguentemente l'affidabilità. Linee strette, solitamente osservate nel breve periodo, corrispondono ad una previsione molto affibabile, mentre se le linee iniziano a sparpagliarsi, l'affidabilità cala. Nel grafico è mostrata anche la media di tutte le previsioni

venti zonali a 65° n ensemble gfs
Previsione GFS ensemble dei venti zonali previsiti a 10 hPa a 65° N. Fonte img: www.atmos.albany.edu

Temperature Polo Nord a 1, 5, 10 e 30 hPa

Nei seguenti grafici sono mostrate le temperature osservate e previste a 90° N (polo nord) e 60° N a 1, 5, 10 e 30 hPa. Il diagramma è molto utile per prevedere eventi di stratwarming.
Nel primo grafico è mostrata la temperatura sul Polo Nord a 10 hPa, nel secondo quella a 30 hPa. La linea tratteggiata nera mostra la media trentennale derivata da dati della Freie Universität Berlin. Nel terzo grafico è mostrato il gradiente di temperatura a 30 e 10 hPa tra 60° N e 90° N. Il quarto grafico mostra la temperatura media zonale a 60° N a 30 e 10 hPa; il quinto grafico mostra la temperatura al Polo Nord a 1 e 5 hPa. Infine, nell'ultimo è riportato il gradiente di temperatura a 1 e 5 hPa tra 60° N e 90° N. La sottile linea nera indica previsioni fino a 10 giorni. Dati: ECMWF.

temperature polo nord analisi e previsione
Analisi e previsione temperature a 90° N e 60°N a 1, 5, 10 e 30 hPa. Fonte img: users.met.fu-berlin.de

Temperature regioni polari - Analisi e previsione

Nel seguente diagramma, basato su dati e previsioni GFS, sono riportati valori osservati e previsti delle temperature delle regione polari (media tra 60° N e 90° N) tra 200 e 1 hPa.

temperature polo nord analisi e previsione
Analisi e previsione temperature nelle regioni polari a diverse quote. Fonte img: stratobserve.com

Venti zonali 60° N - Analisi e previsione

Nel seguente diagramma, basato su dati e previsioni GFS, sono riportati valori osservati e previsti delle velocità dei venti zonali a 60° N tra 200 e 1 hPa.

velocità venti zonali polo nord analisi e previsione
Analisi e previsione velocità venti zonali a 60° N a diverse quote. Fonte img: stratobserve.com

Vento medio zonale e flussi a 60° N

Grandezze derivate (valori giornalieri dal 1 novembre 2020 al 30 aprile 2021) a 60° N. Nei primi due grafici il vento zonale medio in m/s a 1, 10 e 30 hPa; nel terzo grafico il flusso geopotenziale (mW/m2) ed il flusso termico (mK/s) a 30 hPa; nel quarto grafico le variazioni del vento zonale a 10 hPa dovute alla divergenza di EPV (Eliassen-Palm-Vector), mentre nell'ultimo sono mostrati i vettori sempre a 10 hPa. La sottile linea nera indica previsioni fino a 10 giorni. Dati: ECMWF.
Un indice di possibile evento di stratwarming lo si può osservare dai vettori dell'ultimo grafico, se diretti verso l'alto.

vento zonale a 1 10 e 30 hPa
Vento zonale a 1, 10 e 30 hPa con analisi del flusso geopotenziale ed il flusso termico. Dati ECMWF. Fonte img: users.met.fu-berlin.de

Ampiezze e fasi dell'onda 1 e 2 a 30 e 10 hPa

Valori giornalieri di onde e fasi a 60 ° N. Nei primi grafici sono mostrate le ampiezze di temperatura e onde geopotenziali 1 e 2 a 10 e 30 hPa; nella parte bassa del diagranna sono mostrate le fasi di geopotenziale e l'onda di temperatura 1 a 30 hPa e per finire le fasi di geopotenziale e onda di temperatura 2 a 30 hPa. La sottile linea nera indica previsioni fino a 10 giorni. Dati: ECMWF.

Ampiezze e fasi dell'onda 1 e 2 a 30 e 10 hPa
Ampiezze e fasi dell'onda 1 e 2 a 30 e 10 hPa. Dati ECMWF. Fonte img: users.met.fu-berlin.de

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