Attribution of storm track activity to instantaneous upper-level jets yields new insights into the North Pacific midwinter minimum

L'atmosfera sopra le medie latitudini non è mai ferma. È un fiume d'aria inquieto, che trasporta sistemi meteorologici da ovest a est. All'interno di questo flusso, due caratteristiche distinte dettano il tempo che sperimentiamo: la corrente a getto e la scia delle tempeste. La corrente a getto è un nastro stretto e potente di vento veloce, situato in alto nel cielo, che agisce come un volante per i sistemi meteorologici. La scia delle tempeste è il percorso che questi sistemi compiono, un corridoio dove i sistemi di bassa pressione, o cicloni, nascono, crescono e viaggiano. Queste tempeste portano la pioggia, la neve e il vento che modellano le nostre stagioni. Gli scienziati sanno da tempo che la forza di queste tempeste dipende solitamente da quanto varia la temperatura tra l'aria fredda polare e l'aria calda tropicale. Maggiore è la differenza di temperatura, maggiore è l'energia disponibile per alimentare le tempeste.

Tuttavia, la natura a volte sfida la semplice logica. Nel Pacifico settentrionale, una regione nota per le sue feroci tempeste invernali, accade qualcosa di strano. Mentre l'inverno si fa più intenso e la differenza di temperatura tra nord e sud raggiunge il suo apice, la corrente a getto diventa la sua più forte. Per tutte le regole standard, questo dovrebbe essere il momento di massima attività temporalesca. Eppure, accade l'opposto. Durante il cuore dell'inverno, la scia delle tempeste si indebolisce effettivamente, raggiungendo un minimo silenzioso proprio quando il motore atmosferico sta girando alla massima potenza. Questo calo controintuitivo ha confuso i ricercatori per decenni, portando a molte teorie sul perché l'atmosfera sembri spegnere il proprio motore più energetico.

Un nuovo studio di Satoru Okajima e Thomas Spengler offre una nuova prospettiva su questo mistero cambiando il modo in cui guardiamo alla corrente a getto stessa. Invece di trattare il getto come un singolo, costante valore medio che esiste per tutto l'inverno, i ricercatori hanno esaminato la corrente a getto momento per momento. Hanno scoperto che ciò che vediamo come un singolo getto fuso è in realtà una media statistica di due tipi molto diversi di nastri di vento che appaiono in momenti diversi. Un tipo è il getto subtropicale, che si trova più vicino all'equatore ed è guidato dal bordo della circolazione dell'aria tropicale. L'altro è il getto del fronte polare, che si trova più a nord ed è guidato direttamente dallo scontro tra masse d'aria fredda e calda.

I ricercatori hanno utilizzato analisi informatiche avanzate per setacciare decenni di dati meteorologici, identificando esattamente quando e dove ciascuno dei due tipi di getto era presente. Hanno scoperto che nel Pacifico settentrionale, durante la metà dell'inverno, il getto subtropicale è il protagonista dominante, apparendo molto più spesso del suo contrappeso polare. Questa presenza frequente del getto subtropicale crea l'apparenza di un singolo, forte getto fuso quando visto come una media a lungo termine. Tuttavia, il getto subtropicale si comporta diversamente dal getto polare. Sebbene sia incredibilmente veloce e si trovi sopra una regione con forti contrasti di temperatura, è sorprendentemente inefficiente nel generare tempeste. Lo studio mostra che, anche se il getto subtropicale crea un potente vento di fondo, non traduce questa potenza in sistemi temporaleschi grandi ed energetici.

Al contrario, quando il getto del fronte polare appare, è molto più bravo ad alimentare le tempeste, ma è molto meno comune nel Pacifico settentrionale durante la parte più profonda dell'inverno. I ricercatori hanno anche notato che quando il getto del fronte polare si presenta in pieno inverno, tende a essere più stretto e più avvolto rispetto ad altri periodi dell'anno. Questa compattezza in realtà sopprime ulteriormente la crescita delle tempeste. La combinazione di questi fattori spiega il minimo di metà inverno. Il periodo di quiete non è causato da una mancanza di energia o da un fallimento dell'atmosfera nel reagire alle differenze di temperatura. Invece, è il risultato del fatto che l'atmosfera trascorre la maggior parte del tempo in uno stato — la dominanza del getto subtropicale — che è semplicemente scarso nel convertire l'energia disponibile in attività temporalesca.

Questa scoperta sfida la visione di lungo corso che la corrente a getto sia un'entità uniforme che semplicemente si rafforza o si indebolisce. Lo studio suggerisce che il "minimo di metà inverno" è il riflesso di uno spostamento stagionale nel tipo di corrente a getto che domina la regione. Nell'Atlantico settentrionale, la storia è diversa; lì, il getto del fronte polare rimane la forza dominante durante tutto l'inverno, motivo per cui l'attività delle tempeste lì raggiunge il picco quando la stagione è più fredda. Il Pacifico settentrionale, tuttavia, è governato da un ritmo diverso. I ricercatori concludono che per comprendere veramente il modo in cui le tempeste si comportano, gli scienziati devono guardare oltre le condizioni medie e prestare molta attenzione agli stati specifici e istantanei del vento. Riconoscendo che la corrente a getto è un mosaico mutevole di diversi tipi, piuttosto che un singolo elemento fisso, otteniamo un quadro più chiaro del perché le tempeste del Pacifico settentrionale facciano una pausa proprio nel mezzo dell'inverno.