La circolazione atmosferica sull’Italia nell’estate 2024: osservazioni e previsioni

“Le situazioni estreme del nuovo clima fanno ormai parte della nostra normalità e quasi non ci sorprendono più”. Questa era la frase introduttiva del report della primavera 2024, ma ben si adatta anche al report dell’estate e, in verità, a quello di tutte le stagioni.
Con l’estate 2024 ecco infatti arrivare nuovi record della temperatura superficiale del Mediterraneo, i giorni più caldi dal 1940 a livello globale, il numero più alto di giorni di “forte stress da caldo” in Europa, l’estate italiana tra le più calde di sempre, accompagnata, come se non bastasse, da siccità sempre più grave in Sicilia e diversi fenomeni distruttivi al Nord. La figura 1 mostra le precipitazioni totali e le temperature massime medie nel nostro Paese.

Fig.1 – Estate 2024: precipitazioni totali (mm) e temperature massime medie (°C). Crediti Meteo Expert – IconaClima.

Come è andata dal punto di vista della circolazione atmosferica? Per scoprirlo ci siamo affidati alla tecnica del “Weather Typing”: grazie alla capacità di apprendere, riconoscere e classificare di una rete neurale artificiale, 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.

Fig. 2 – Configurazioni della pressione al livello del mare (sinistra) e del geopotenziale a 500 hPa (destra) dei dodici Tipi di Circolazione (TC) identificati dalla rete neurale. I dati sono standardizzati. I colori dal verde al viola rappresentano i valori positivi (“alta pressione”), i colori dal bianco al blu i valori negativi (“bassa pressione”). Crediti Meteo Expert – IconaClima

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 estiva dell’ultimo ventennio

Con una presenza media di 15 giorni, negli ultimi ventidue anni TC3-Depressione Padana è stato il tipo di circolazione atmosferica più frequente durante l’estate meteorologica (figura 3, grafico a sinistra). Questo TC è associato allo scorrimento sull’Europa centrale di aria fresca di origine atlantica che, sfiorando le regioni alpine e favorendo lo sviluppo di fenomeni temporaleschi anche molto intensi sul Nord Italia, interrompe, almeno su questa parte della Penisola, la calura e il tempo stabile associati alle diverse configurazioni anticicloniche di matrice subtropicale, tra cui TC11-Anticiclone Nordafricano, il secondo TC mediamente più frequente. Anche TC1-Maestrale e TC2-Depressione Egeo sono associati all’arrivo sull’Italia di aria fresca di origine atlantica, ma si tratta di masse d’aria provenienti da latitudini più elevate che, seguendo traiettorie più ripide, riescono ad irrompere in profondità nell’area Mediterranea, a volte sottoforma di venti burrascosi e Föhn tra Piemonte e Lombardia.

Fig.3 – Numero medio di giorni di presenza estiva alle 12 UTC dei dodici Tipi di Circolazione (grafico a sinistra) e numero di giorni di presenza di TC3-Depressione Padana negli ultimi ventidue anni (grafico a destra ). Crediti Meteo Expert – IconaClima

Nel ventennio 2003-2022, TC3_Depressione_Padana ha mostrato chiari segni di declino estivo, con trend negativo statisticamente significativo. Negli ultimi due anni ha invece riguadagnato una frequenza relativamente elevata (figura 3, grafico a destra), rendendosi responsabile dei numerosi e distruttivi episodi di maltempo che si sono abbattuti sul Nord Italia nel mese di luglio e nei primi giorni di agosto del 2023 e, come vedremo, durante tutta la stagione del 2024.

Fig.4 – Numero di giorni di presenza e tendenza lineare di TC4-Depressione_Ligure nelle stagioni estive dal 2003 al 2024. Crediti Meteo Expert – IconaClima

Durante l’estate è invece relativamente raro incontrare TC4-Depressione Ligure, il TC più piovoso insieme a TC8-Scirocco, potenzialmente responsabile di forte maltempo ed alluvioni al Nordovest, soprattutto nelle stagioni intermedie. Tuttavia, negli ultimi ventidue anni la sua presenza ha visto un incremento significativo (figura 4).

La circolazione atmosferica nell’estate 2024: una storia già vista

Per analizzare le caratteristiche dell’estate 2024 dal punto di vista della circolazione atmosferica possiamo affidarci al calcolo delle anomalie (figura 5), cioè la differenza tra la frequenza dei dodici Tipi di Circolazione nella stagione 2024 e la media della loro frequenza stagionale nel periodo di riferimento 2003-2024 . Emerge così una situazione già vista durante l’inverno e la primavera, con anomalia negativa di TC9-Anticiclone di blocco (-5 giorni, il 60 % di giorni in meno rispetto al periodo di riferimento) e di TC1-Maestrale (-5 giorni, il 54 % di giorni in meno rispetto al periodo di riferimento), potenziali risorse di pioggia per il Sud e la Sicilia ed entrambi con solo un giorno in più di presenza dal loro record negativo. Quasi tutti in eccesso, invece, i TC associati a condizioni di instabilità al Nord, soprattutto TC4-Depressione Ligure, con il 92 % di giorni in più rispetto alla media di riferimento, in linea con il trend positivo (aumento) degli ultimi 22 anni.

Fig. 5 – Anomalie della frequenza dei dodici Tipi di Circolazione (TC) nell’ estate meteorologica 2024 rispetto alla media del periodo 2003-2024. Crediti Meteo Expert – IconaClima.

Ed è stato proprio il balletto tra TC4-Depressione Ligure e TC3-Depressione Padana (figura 6) ad innescare i fenomeni più violenti, alimentati dalla grande energia in gioco e dal contrasto termico tra i due TC. Numerosi sono gli esempi, soprattutto nel movimentato inizio della stagione, tra spettacolari shelf cloud, come quella in Lombardia del 2 giugno, grandine grossa a più riprese nel Torinese, forti supercelle al Nordovest (11-12 giugno), temporali eccezionalmente intensi e carichi di polvere sahariana in Piemonte (21 giugno), fino agli episodi estremi e all’alluvione sulle Alpi occidentali tra il 29 e il 30 giugno.

Fig. 6 – Tipi di Circolazione (TC) alle 12 UT e temperature medie osservate giornalmente dal primo giugno al 31 agosto 2024. I valori di temperatura sono ricavati dai dati della rete di stazioni MeteoNetwork. Crediti Meteo Expert – IconaClima.

L’estate è poi proseguita all’insegna di una maggiore stabilità, con gran parte dell’Italia schiacciata sotto il pesante e rovente coperchio dell’alta pressione nordafricana. Tuttavia, non sono mancate, di nuovo, le condizioni favorevoli allo sviluppo di fenomeni eccezionalmente intensi. TC4-Depressione Ligure e TC3-Deprressione Padana, insieme a TC2-Depressione Egeo, hanno infatti continuato ad alimentare l’innesco di episodi estremi, come le supercelle al Nordovest il 7 e 12 luglio, i forti temporali con intense grandinate al Nord il 2 e 7 agosto (figura 7), e quelli di metà mese che, con l’affondo di TC1-Maestrale, hanno definitivamente chiuso su tutta l’Italia l’interminabile ondata di caldo iniziata il 7 luglio.

Fig. 7 – Immagine Meteosat del 7 agosto 2024.

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

Per valutare 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 raggiunto quando il TC previsto e il TC osservato coincidono, quindi quando la previsione è corretta.

La figura 8 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. Il modello europeo, come spesso accade, ha elaborato previsioni mediamente più accurate di quelle del modello americano oltre le 48 ore, distaccandosi nettamente con le previsioni dal quinto giorno in poi. Questo significa che il modello ECMWF è stato, ancora una volta, lo strumento più affidabile per prevedere l’evoluzione della circolazione atmosferica con largo anticipo.

Fig. 8 – Qualità media della previsione del Tipo di Circolazione (TC) da 1 giorno (+24 ore) a 7 giorni (+ 168 ore) di previsione per il modello europeo ECMWF (rosso) e per il modello americano GFS (blu). Crediti Meteo Expert – IconaClima

Le previsioni di ECMWF per il più lungo termine sono state frequentemente perfette sia in situazioni dinamiche, caratterizzate da drastici e repentini cambiamenti della circolazione atmosferica, ad esempio nel mese di giugno, sia durante lunghi periodi di tempo relativamente stabile anche al Nord (figura 9). Entrambi i modelli hanno mostrato notevole difficoltà a prevedere il pattern della circolazione atmosferica con una settimana di anticipo in due occasioni: il 25 e 26 giugno, al passaggio di testimone tra configurazioni opposte, TC1-Maestrale e TC8-Scirocco, e il 29 luglio, con la veloce intrusione di TC9-Anticiclone di blocco in un contesto dominato da configurazioni anticicloniche di matrice africana.

Fig. 9 – Qualità giornaliera della previsione del Tipo di Circolazione a 168 ore , elaborata dal modello europeo ECMWF (rosso) e dal modello americano GFS (blu). Crediti Meteo Expert – IconaClima

Quando torneremo a rivedere TC9-Anticiclone di blocco? Come le due stagioni precedenti, anche l’estate ha visto una scarsa presenza di questo Tipo di Circolazione, potenziale buona opportunità idrica per gran parte del Sud e della Sicilia. Durante l’autunno dovrebbe essere tra i pattern protagonisti della circolazione atmosferica, anche sottoforma di vere e proprie tempeste, come Boris, responsabile dell’alluvione che tra il 17 e il 18 settembre ha colpito l’Emilia-Romagna.

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