La circolazione atmosferica sull’Italia ai tempi del nuovo clima: i due volti della primavera 2024

Le situazioni estreme del nuovo clima fanno ormai parte della nostra “normalità” e quasi non ci sorprendono più. Così, dopo un inverno straordinariamente caldo che si è chiuso con tre tempeste in sei giorni, ecco arrivare una primavera con forte e precoce siccità al Sud, specie in Sicilia, piogge eccezionali al Nord, nevicate anomale sulle Alpi e uno sbalzo termico impressionante a metà stagione (figura 1), il tutto condito con polvere desertica dal Sahara, che a più riprese ha raggiunto l’area mediterranea e non solo.

Come è andata dal punto di vista della circolazione atmosferica? Per analizzare anche questo aspetto della primavera del 2024, come di consueto ci siamo affidati all’intelligenza artificiale e alla tecnica del “Weather Typing”: grazie alla capacità di apprendere, riconoscere e classificare di una rete neurale artificiale denominata SOM (Self Organizing Map), abbiamo identificato sull’Italia dodici pattern della circolazione atmosferica, ricostruito la loro serie storica alle 12 UTC, e analizzato frequenze, anomalie e trend stagionali di ciascuno di essi.

La figura 2 mostra la configurazione della pressione a livello del mare e del geopotenziale a 500 hPa dei dodici pattern della circolazione atmosferica, che chiamiamo “Tipi di Circolazione“ (TC), identificati e classificati dalla rete neurale per il dominio geografico centrato sull’Italia.
La distribuzione dei TC all’interno delle due “mappe” non è casuale, ma è frutto di complesse elaborazioni della rete neurale che, a partire da TC1, ha posizionato i TC tanto più vicini fra loro quanto più fra loro simili.

In base alla caratteristica circolatoria prevalente, a ciascuno dei dodici TC è stato assegnato un nome, riportato nel testo e nelle figure che seguiranno.

La circolazione atmosferica della primavera dal 2003 al 2024

Negli ultimi ventidue anni, TC9-Anticiclone di blocco è stato il tipo di circolazione dominante in primavera (figura 3), prevalentemente nella prima parte della stagione, in continuità con l’inverno. Si tratta del TC più persistente, che vede una vasta area di alta pressione, estesa su gran parte dell’Europa occidentale e centrale, isolare dal flusso occidentale, e “bloccare” per diversi giorni consecutivi, una depressione con minimo tra Mar Ionio ed Egeo. Questo Tipo di Circolazione è potenzialmente responsabile di tempo perturbato soprattutto sulle regioni del Medio Adriatico e al Sud. In primavera, come in inverno, la presenza di TC9 negli ultimi ventidue anni ha mostrato una forte variabilità, con anni caratterizzati da frequenza molto elevata, alternati ad alcuni anni con frequenza molto più bassa. Curiosamente, dal 2003 al 2014, agli anni con frequenza molto elevata (2003, 2007, 2011) si sono sempre alternati tre anni con frequenza decisamente inferiore, mentre nell’ultimo decennio i picchi di TC9 sono diventati più frequenti, regolarmente intervallati  da non più di due anni caratterizzati da scarsa presenza primaverile, come nel 2024. Per questo motivo, il trend primaverile dal 2003 al 2024 di TC9 è positivo, seppur statisticamente non significativo.

Altre configurazioni relativamente frequenti in primavera sono TC1-Maestrale, associato all’irruzione nel Mediterraneo di aria fredda proveniente dal Nord Atlantico, TC4-Depressione Ligure e TC8-Scirocco, i tipi di circolazione più piovosi, potenzialmente responsabili di forte maltempo ed alluvioni al Nord.

La pazza primavera del 2024, tra piogge eccezionali e siccità, caldo estivo e freddo invernale

La tabella 1 mostra il numero di giorni di presenza alle 12 UTC dei dodici Tipi di Circolazione nella primavera meteorologica (1 marzo – 31 maggio) 2024.

Come già riscontrato nella stagione invernale, risulta evidente l’assai scarsa frequenza di TC9-Anticiclone di blocco, risorsa importante di pioggia per il Sud e la Sicilia, spinto in disparte da configurazioni molto diverse fra loro, ma tutte associate a tempo perturbato prevalentemente al Nord: TC8-Scirocco e TC3-Depressione Padana, quest’ultimo associato allo scorrimento sulle nostre regioni settentrionali di aria fresca proveniente dal Medio Atlantico e a volte responsabile dello sviluppo di fenomeni molto intensi sulle Alpi e al Nordest.

Il calcolo delle anomalie, cioè della differenza tra la frequenza dei dodici TC nella primavera 2024 e la media della loro frequenza stagionale nel periodo di riferimento 2003-2024, permette di mettere a fuoco le caratteristiche della stagione analizzata, valutando come e di quanto si è discostata da una condizione di “normalità” dal punto di vista della circolazione atmosferica (figura 4). Spiccano dunque l’anomalia negativa di TC9-Anticiclone  di blocco (-8 giorni), leggermente più profonda di quella invernale, con il 58% di giorni in meno rispetto al periodo di riferimento, e le anomalie positive di TC8-Scirocco (+ 5 giorni, il 43% in più rispetto alla media), TC12-Depressione Iberica (+4 giorni, il 50% in più) e TC3-Depressione Padana (+4 giorni, il 44% in più), molto frequente nella stagione estiva, seppur in declino statisticamente significativo.

Sebbene TC1-Maestrale sia risultato nel complesso meno frequente del solito (-3 giorni, il 24 % in meno rispetto alla media), sicuramente i suoi effetti saranno ricordati a lungo, tanto da permettergli di essere considerato uno dei protagonisti della circolazione atmosferica della primavera 2024.  Associato ad un’imponente irruzione di aria artica nel Mediterraneo e al successivo persistente afflusso di aria fredda sull’Italia (figura 5), dopo una intensa e prolungata ondata di calore culminata il 14 aprile con temperature a tratti estive, TC1-Maestrale in pochi giorni ha riportato l’inverno al Nord, con uno sbalzo termico anche di 20 gradi in alcune zone, tra cui la città di Milano.

La finestra fredda, aperta il 16 aprile da TC3-Depressione Padana con la tempesta Gori, si è chiusa dopo dieci giorni, complice il caldo e piovoso TC8-Scirocco, tra i principali TC responsabili delle insistenti e abbondanti piogge al Nord nel mese di maggio. TC8 si è inoltre manifestato con particolare forza in occasione della tempesta Fedra e della tempesta Monica, rispettivamente il 3 e il 10 marzo, è si è più volte reso responsabile del trasporto verso l’Italia di ingenti quantità di polvere del Sahara, in particolare durante le intense “sciroccate” di fine marzo (figura 6).

I notevoli contrasti termici legati al frequente alternarsi del caldo e umido TC8-Scirocco e del fresco TC3-Depressione Padana hanno spesso favorito lo sviluppo di fenomeni intensi, come le eccezionali nevicate sulle Alpi nella prima settimana di marzo e le forti grandinate di fine stagione al Nord, tra cui quella particolarmente intensa che il 24 maggio ha imbiancato Torino.

Iniziata con il ciclone Emil (TC4-Depressione Ligure), la tormentata primavera meteorologica del 2024 non poteva che chiudere il sipario con una tempesta: Radha, associata a TC3-Depressione Padana, il Re in declino dell’estate.

La qualità della previsione dei Tipi di Circolazione: modello europeo vs modello americano

Per valutare e confrontare la performance dei modelli di previsione meteorologica nel breve e medio termine, con l’ausilio della rete neurale abbiamo quantificato la “similarità” tra i dodici pattern della circolazione atmosferica. La qualità della previsione può essere così espressa in termini di somiglianza tra TC osservato e TC previsto: il 100% sarà dunque raggiunto quando il TC previsto e  il TC osservato coincidono, quindi quando la previsione è corretta.

La figura 7 mostra la qualità media della previsione elaborata dal modello europeo ECMWF e dall’americano GFS per le 12 UTC dei sette giorni (+168 ore) successivi all’ora di inizio della previsione. GFS ha prodotto previsioni leggermente migliori nel più lungo termine, mentre è stato superato da ECMWF nel breve termine. Quasi sempre accade il contrario, essendo il modello europeo solitamente più accurato di quello americano oltre i 4 giorni di previsione.

Le previsioni di ECMWF per il giorno successivo sono state  perfette durante tutta la stagione, tranne  in occasione dello sviluppo della profonda saccatura sul Mediterraneo occidentale dalla quale ha preso vita la tempesta Monica (figura 8). GFS ha incontrato difficoltà anche in altre situazioni, soprattutto con i drastici e repentini cambiamenti della circolazione atmosferica, come in occasione dell’irruzione di aria artica di metà aprile e il successivo temporaneo ripristino dell’alta pressione su gran parte delle nostre regioni.

In continuità con la primavera, l’estate è partita all’insegna del tempo perturbato e dell’instabilità al Nord, lasciando per ora scarsa possibilità alle figure anticicloniche di estendersi e consolidarsi su tutta l’Italia. TC11-Anticiclone Nordafricano riuscirà a farsi largo e a raggiungere la frequenza e la persistenza record dell’estate 2023? TC3-Depressione Padana tornerà alla frequenza estiva di dieci anni fa come inaspettatamente accaduto nel 2023? Lo scopriremo con il prossimo report.