La NAO media invernale: rumore bianco e prevedibilità

Perché questo è importante per il tempo invernale

Chi vive intorno al Nord Atlantico sa che alcuni inverni sono tempestosi e umidi mentre altri sono calmi e freddi, e un modello chiamato Oscillazione del Nord Atlantico (NAO) aiuta a spiegare queste variazioni. Poiché la NAO influenza temperature, precipitazioni e tempeste in Europa, gli scienziati hanno a lungo sperato di poterla prevedere con anni di anticipo. Questo studio pone una domanda apparentemente semplice: la NAO contiene qualche ritmo nascosto che la renderebbe prevedibile su scale temporali decadali, oppure si comporta più come un rumore casuale da un inverno all’altro?

Un interruttore climatico sull’Atlantico

La NAO descrive come la pressione dell’aria differisce tra grossomodo l’Islanda e le Azzorre. Quando questo contrasto di pressione è forte (NAO positiva), le traiettorie delle tempeste si spostano verso nord, portando inverni miti e piovosi al nord dell’Europa e condizioni più secche al sud. Quando è debole (NAO negativa), il quadro si inverte: condizioni più fredde e secche spesso colpiscono il nord Europa mentre il sud diventa più piovoso. Poiché questo singolo indice cattura così tanto del clima invernale del Nord Atlantico, capire se possiede cicli intrinseci potrebbe offrire indizi potenti sui futuri inverni europei.

Alla ricerca di ritmi nascosti

Studi precedenti avevano suggerito che la NAO potesse oscillare con periodi preferenziali di circa 2–10 anni, e in particolare attorno a 7–8 anni. Se reali e persistenti, tali picchi negli alti e bassi della NAO agirebbero come un battito cardiaco, dando ai previsori qualcosa a cui ancorarsi per previsioni a lungo termine. Gli autori hanno riesaminato questa idea usando oltre 150 anni di osservazioni e una grande raccolta di simulazioni di modelli climatici moderni. Hanno confrontato il record reale della NAO con migliaia di serie temporali puramente casuali di “rumore bianco”, utilizzando strumenti che guardano a come la sua variabilità è distribuita sulle scale temporali (spettri e wavelet) e a come ogni inverno si relaziona al successivo (test autoregressivi e altri test sulle serie temporali).

Quando il clima somiglia al fruscio

A prima vista, la NAO osservata e una serie di rumore bianco sono sorprendentemente difficili da distinguere, anche dopo aver lisciato i dati per enfatizzare le oscillazioni decadali. I ricercatori hanno riscontrato che il spesso citato aumento a 8 anni nello spettro di potenza della NAO appare nel periodo successivo al 1950 — ma non nelle decadi precedenti e non in maniera consistente nei modelli. Quando hanno esaminato l’intera gamma di scale temporali, il numero di frequenze apparentemente “speciali” nelle osservazioni non era maggiore di quanto ci si aspetterebbe per pura casualità in un rumore bianco. Le analisi wavelet, che tracciano come la potenza a diversi periodi cambia nel tempo, hanno mostrato analogamente che la caratteristica a 8 anni post‑1950 potrebbe facilmente essere un picco casuale piuttosto che un ciclo stabile.

Cosa dicono i modelli climatici

Il team si è poi rivolto a un vasto insieme di modelli CMIP6: 215 simulazioni provenienti da 45 diversi modelli che coprono il periodo storico. Se esistesse una reale struttura decadale nella NAO e i modelli la catturassero, alcuni modelli o la loro media di insieme avrebbero dovuto mostrare picchi chiari su scale pluriennali. Invece, gli spettri dei modelli erano essenzialmente piatti — proprio come il rumore bianco — e solo circa il 5 percento delle corse modellistiche mostrava caratteristiche statisticamente insolite, esattamente quanto suggerirebbe il caso. Test su come il valore della NAO in un inverno dipenda dagli inverni precedenti non hanno trovato memoria robusta né nelle osservazioni né nei modelli. Il rumore interno da un anno all’altro all’interno di ciascun modello era molto più grande di qualsiasi differenza sistematica tra modelli, implicando che la fisica modellata aggiunge poco struttura prevedibile alla NAO su queste scale temporali.

Limiti alle previsioni NAO a lungo termine

Mettere insieme tutte le linee di evidenza porta gli autori a concludere che la NAO media invernale è, a buona approssimazione, rumore bianco gaussiano su scale interannuali e decadali. In termini semplici, questo significa che conoscere la NAO dei pochi inverni precedenti dà quasi nessun aiuto nel prevederne il valore tra alcuni anni; la migliore previsione statistica è fondamentalmente la media a lungo termine. Pur potendo esistere ancora sottili connessioni fisiche con componenti più lente del sistema climatico o con eventi esterni casuali come eruzioni vulcaniche, queste lasciano poca traccia nella NAO media invernale stessa. Per ora, questo studio suggerisce che le speranze di previsioni decadali altamente abili della NAO — e i dettagliati scenari invernali per l’Europa che ne deriverebbero — probabilmente resteranno fuori portata.

Citazione: Christiansen, B., Yang, S. The winter mean NAO: white noise and predictability. npj Clim Atmos Sci 9, 53 (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01326-7

Parole chiave: Oscillazione del Nord Atlantico, variabilità climatica, prevedibilità decadale, rumore bianco, clima invernale europeo