Trentennale del C.N.M.C.A. Aeroporto De Bernardi, Pratica di Mare (ROMA) Thirthieth of C.N.M.C.A De Bernardi Airport, Pratica di Mare (ROME)

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1 Trentennale del C.N.M.C.A. Aeroporto De Bernardi, Pratica di Mare (ROMA) Thirthieth of C.N.M.C.A De Bernardi Airport, Pratica di Mare (ROME) Centro Nazionale di Meteorologia e Climatologia Aeronautica SERVIZIO DI CLIMATOLOGIA CLIMATE DEPARTMENT 1

2 BOLLETTINO CLIMATICO DI DICEMBRE 2009 CLIMATIC BULLETIN OF DECEMBER 2009 Indice/Index 1. Campi medi decadali in quota Temperature, precipitazioni e attività elettrica in Italia Temperature Massime....5 Temperature Minime Precipitazioni Neve sulle Alpi Scariche elettriche Commento sinottico del mese Un evento saliente del mese: Gli eventi salienti del mese: la tromba d aria a Catania del giorno 14; il Nord e il Centro-Nord sotto la neve nella seconda metà del mese; l alluvione di Natale in Toscana Upper-air decadal mean fields.3 2. Temperatures, precipitations and electrical activity in Italy...5 Maximum Temperatures Minimum Temperatures Precipitations Snow on the Alps...10 Lightning discharges Synoptic comment of the month The most significant events of the month: the whirlwind of Catania on day 14 th ; northern and centralnorthern Italy under the snow in the second half of the month; the flooding in Toscana on Christmas Misure speciali effettuate della stazione meteorologica del Reparto Sperimentazioni di Meteorologia Aeronautica di Vigna di Valle (RM) Special measurements performed by meteorological station of the Experimentation Center of Meteorological Instrumentation of Vigna di Valle (ROME)

3 Legenda delle mappe di anomalie..37 Legend of the anomaly maps 37 Campi medi decadali in quota. I campi decadali di geopotenziale e temperatura a 500 hpa sono ottenuti mediando i campi di analisi dell ECMWF su ciascuna delle successive tre decadi del mese di Dicembre 2009, come rappresentato sullo scenario europeo nelle mappe che seguono. Esse mostrano nel corso della prima decade un ampia saccatura che comprende la nostra penisola, con un promontorio a ridosso del suo versante occidentale. Nella seconda decade si può notare l estensione della saccatura in senso sudoccidentale, e il forte gradiente termico meridiano in cui l Italia si viene a trovare. L ultima decade è caratterizzata invece da una circolazione prettamente zonale (in media), con un campo termico su buona parte della nostra penisola omogeneo a quello della restante area mediterranea. Upper-air decadal mean fields. Decadal 500-hPa geopotential and temperature fields are obtained averaging over ECMWF analysis fields of each decade of December 2009, as plotted on the European scenario in the maps below. They show, for the first decade, a large trough including Italian peninsula, with a ridge on its western side. During the second decade it can be noted the extension of the trough in the south-west deirection, and the strong meridional thermal gradient over peninsula. The last decade has been characterized, instead, by a distinct zonal circulation (on the average), with a thermal field over most of the territory quite homogeneous to the remaining Mediterranean area. 3

4 Geopotenziale e temperatura decadale media a 500-hPa Decadal mean 500-hPa geopotential and temperatures 4

5 Temperature, precipitazioni e attività elettrica in Italia. I dati provenienti da 84 stazioni meteorologiche dell Aeronautica Militare e dell ENAV sono stati utilizzati per ottenere i valori medi mensili di Dicembre delle principali grandezze meteorologiche da confrontare con i valori della climatologia riferita al trentennio Vengono evidenziati inoltre i fenomeni di precipitazione e scariche elettriche verificatisi in Italia e rilevati dalla rete del Servizio Meteorologico dell Aeronautica Militare. La copertura nevosa sulle Alpi è infine elaborata utilizzando i dati rilevati dal Servizio Meteomont ( Temperatures, precipitations and electrical activity in Italy. Weather data from 84 meteorological stations belonging to Italian Air Force and to ENAV have been used to obtain monthly mean values of December of the main meteorological parameters to compare with climatic values referred to the period Precipitations and electric discharges occurred in Italy, and detected by the Italian Air Force Meteorological Service network, are also showed. The snow cover over Alps is ultimately elaborated using data measurements by Meteomont Service ( Temperature Massime. La mappa delle anomalie delle temperature massime medie per il mese di Dicembre mostra valori compresi nell intevallo (- 2,+2.5), in unità delle deviazioni standard delle distribuzioni climatologiche (relativamente al CliNo 61-90), che si sono dunque in alcune aree un pò discostati dalla norma, sia in negativo che in positivo. Nel complesso, il Nord e le zone del medio e alto versante tirrenico sono stati maggiormente interessate da anomalie negative, mentre le regioni meridionali, e principalmente le Isole maggiori, hanno presentato anomalie prevalentemente positive. Al centro sono stati registrati in prevalenza valori vicini alla media. Tale situazione è in linea con il gradiente meridiano dei campi in quota descritto sopra. La regione caratterizzata da evidente riscaldamento è stata la Sicilia (con l eccezione della sua estremità occidentale), che sul versante orientale ha fatto registrare le anomalie relative massime, fino a +2.5 unità. Segue la parte sud-orientale della Sardegna, con +2 unità, la Puglia ionica, il Veneto centrale e meridionale, la riviera ligure di levante, con +1.5 unità. Le anomalie relative più basse sono state invece registrate sul Piemonte, con -2 unità, e sul Trentino Alto Adige e nella zona del Gargano, con -1.5 unità. Con riferimento all evoluzione delle temperature massime nel corso del mese, durante la prima decade esse sono state mediamente comprese, nelle zone continentali della penisola, tra 10 C e 15 C, di qualche grado più alte sulle coste e sulla Sardegna. Calabria meridionale e parte orientale della Sicilia 5 Maximum Temperatures. The map of mean maximum temperature anomalies for the month of December shows values comprised within the interval (-2,+2.5) in units of the standard deviations of climatological distributions (referred to CliNo 61-90), that have been then, in some zones, a bit out of norm, both in positive and negative direction. In the complex, northern regions and the zones of upper Tyrrhenian side have been mostly interested by negative anomalies, while southern regions, and mainly the two major Islands, have had mostly near average values, according to the meridional gradient of upper air fields mentioned in the previous section. The zones characterized by evident warming have been Sicily (with the exception of its western extreme part), which over the eastern part has showed the maximum relative anomalies, up to 2.5 units, then it follows south-eastern Sardinia (+2 units), Ionic Puglia, central and southern part of Veneto, and western Ligurian side (about +1.5 units). The lowest relative anomalies have been registered, instead, over Piemonte, with -2 units, over Trentino Alto Adige and over the zone of Gargano, with With reference to time evolution of maximum temperatures in the course of the month, during the first decade they have been (on the average) comprised, in the interior zones of peninsula, between 10 C and 15 C, while they have been some degrees higher along the coasts and over Sardinia. Southern Calabria and eastern part of Sicily have maintained higher values, comprised on the average between 20 C and 25 C. During the second decade

6 hanno mantenuto valori mediamente più alti, compresi tra 20 C e 25 C. Nella seconda decade la quasi omogeneità del campo termico sulla penisola è stata rotta dalle irruzioni di aria fredda di origine artica da un lato, e dal richiamo di aria calda dal basso Mediterraneo. Il risultato è stato un abbassamento medio di 5 C su buona parte del Nord, principalmente sul settore occidentale, escludendo la Liguria, mentre il Centro e il Centro-Sud in un primo momento hanno subito un abbassamento un po meno consistente (di qualche grado), e poi hanno avuto una nuova risalita della stessa entità. Nell ultima decade infine il contrasto termico tra Nord e Sud è aumentato ancora di più, con le estreme regioni meridionali e la Sardegna in cui le temperature massime sono state comprese tra 20 C e 25 C, le regioni del Centro-Sud che hanno presentato valori tra 15 C e 20 C, e alcune zone del Nord, come il settore pre-alpino centrale e il settore di Nord-Est, dove le massime sono state inferiori ai 5 C. Sono da segnalare i seguenti record storici sulle temperature massime (fra parentesi si indica l anno in cui si è verificato il precedente estremo negli ultimi 58 anni e l incremento relativo in C) : the quasi homogeneity of thermal field over peninsula has been broken by a cold air irruption (of Artic origin) on one hand, and by the suction of warmer air from southern Mediterranean area. As a result, a lowering of maximum temperatures (on the average) of about 5 C has occurred over most of northern regions, mainly over western sector (with the exclusion of Liguria), while central and centralsouthern regions have undergone in a first phase a weaker lowering (of some degrees), and then a new rising of values of the same temperature range. Finally, during the last decade, thermal contrast between North and South has grown more and more, with maximum temperatures comprised between 20 C and 25 C over the extreme southern regions and Sardinia, between 15 C and 20 C over centralsouthern regions and over some zones at North, like the pre-alpine north-eastern sector, where maximum values have been less than 5 C. They have to be reported the following historical records of maximum temperatures (in parenthesis they have been indicated the year of the last 58 years extreme and the related increment in mm) : Pantelleria (198 mt.) mensile : 17.7 C (1989, +0.6) giornaliero : 25.4 C (2004, +1.6) Pantelleria (198 mt.) monthly : 17.7 C (1989, +0.6) daily : 25.4 C (2004, +1.6) Termoli (44 mt.) giornaliero : 24.2 C (1955, +0.7) Termoli (44 mt.) daily : 24.2 C (1955, +0.7) Lamezia Terme (15 mt.) giornaliero : 22.4 C (1991, +1.6). Lamezia Terme (15 mt.) daily : 22.4 C (1991, +1.6). Messina (54 mt.) giornaliero : 25.4 C (2000, +1.0) Messina (54 mt.) daily : 25.4 C (2000, +1.0) Capo Bellavista(150 mt.) giornaliero : 27.0 C (1964, +3.0) Capo Bellavista(150 mt.) daily : 27 C (1964, +3.0) 6

7 Cagliari/Elmas (2 mt.) giornaliero : 23.4 C (1989, +0.2) Cagliari/Elmas (2 mt.) daily : 23.4 C (1989, +0.2) Temperature Minime. Le anomalie relative per le temperature minime del mese di Dicembre ha seguito il comportamento delle massime, essendo caratterizzata da una variabilità estesa delle anomalie relative da -1.8 a +2.5 unità delle deviazioni standard climatologiche, con il Nord che ha subito un certo raffreddamento e il Sud un riscaldamento relativo. I valori più bassi delle anomalie relative sono stati registrati sulla riviera ligure di ponente e sul settore di Nord-Est, con circa -1.8 unità, sul settore alpino centrale, sulla fascia costiera dell Emilia Romagna, e sulla costa campana settentrionale, con circa 1 unità. Valori significativamente sopra la media si sono avuti in una zona tra Liguria ed Emilia Romagna, a cavallo tra la Basilicata e la Puglia ionica, e l estremità occidentale della Sicilia, con +2 : +2.5 unità. Anomalie positive sono state registrate anche sulla restante parte della Basilicata, sulla Sicilia centrosettentrionale, sulla Puglia settentrionale (esclusa la zona del Gargano) e sul Molise, con circa +1.5 unità. Anomalie relative un po più basse sono state registrate sulla parte interna del Lazio, e valori più vicini alla media si sono avuti sul resto della penisola. L evoluzione temporale delle temperature minime ha seguito strettamente quella delle massime, con un raffreddamento consistente che è occorso tra la fine della seconda decade e la prima metà della terza, e temperature minime che sono state comprese tra -5 e 0 nelle zone interne del Sud e anche sulla fascia costiera del Tirreno centrale e settentrionale; tra - 10 C e -5 C nel Centro-Nord e sul settore nordoccidentale, arrivando a valori compresi tra -15 C e - 10 C sul settore nord-orientale e tra -20 C e -15 C sul settore alpino orientale, e in parte su quello centrale. Al Sud invece, sulle zone costiere tirreniche, sulla Puglia meridionale, su Calabria, Sicilia e Sardegna, nello stesso periodo le minime sono state mediamente sopra lo zero, e comunque inferiori a 5 C, eccetto che sulla estremità meridionale della Calabria, e sulle coste della Sicilia. Nel restanti periodi le temperature minime sono state 7 Minimum Temperatures. Relative anomalies for minimum temperatures of the month of December has followed the behaviour of maximum temperatures, being characterized by an extended variability of relative anomalies from -1.8 to +2.5, in units of climatological standard deviations, with northern regions suffering a certain cooling and southern regions presenting a relative warming. The lowest values of relative anomalies have been registered on the Ligurian western side and on the whole north-eastern sector, with about -1.8 units, on the central Alpine sector, along the coasts of Emilia Romagna and along the northern coasts of Campania, with about 1 unit. Above average values have occurred over a zone comprised between Liguria and Emilia romagna, across Ionic Basilicata and Puglia, and over the western extreme part of Sicily, with +2 : +2.5 units. Positive anomalies have been also registered over the remaining parts of Basilicata, over central-northern Basilicata, over central-northern Sicily, over northern Puglia (with the exception of Gargano) and over Molise, with about +1.5 units. Slightly lower anomalies have been registered over the interior part of Lazio, while near average values have occurred over the remaining zones of the peninsula. Time-evolution of minimum temperatures has strictly followed that of maximum ones, with a quite intense and general cooling occurred between the end of second decade and the first half of the third one; minimum temperatures have been comprised between -5 C and 0 C over the interior zones of the South and also along central Tyrrhenian coasts; between -10 C and -5 C over the central-northern regions and over the central-northern sector, reaching lower values (between -15 C and -10 C) over the north-eastern sector and over the eastern Alpine sector and (partially) over the central one (values between -20 C and -15 C). Over the South, instead, over the coastal Tyrrhenian zones, over

8 mediamente comprese tra -5 C e 0 C sulle aree continentali del Centro-Nord, tra 0 C e 5C sulle fasce costiere, su buona parte del Sud e sulla Sardegna, e tra 5 C e 10 C sulla Puglia e Calabria meridionale e su buona parte della Sicilia. Sono da segnalare i seguenti record storici sulle temperature minime (fra parentesi si indica l anno in cui si è verificato il precedente estremo negli ultimi 58 anni e l incremento relativo in C) : Passo Rolle (2006 mt.) giornaliero : C (1962, -0.4) (*) Udine Rivolto (53 mt.) southern Puglia, Calabria, Sicily and Sardinia, during the same period minimum temperatures have been (on the average) above 0 C, in any case lower that 5 C, with the exception of the extreme southern part of Calabria, and along the coasts of Sicily. During the remaining periods of the month, minimum temperatures have been, on the average, comprised between -5 C and 0 C over the interior areas of central and northern regions, between 0 C and 5 C along the coasts, over most southern Italy and over Sardinia, and between 5 C and 10 C over southern Puglia and Calabria and most Sicily. They have to be reported the following historical records of minimum temperatures (in parenthesis they have been indicated the year of the last 58 years extreme and the related increment in C) : giornaliero : C (1996, -6.8) (*) dal 1969 Verona Villafranca (68 mt.) giornaliero : C (1964, -2.3). Treviso/Istrana (42 mt.) Passo Rolle (2006 mt.) daily : C (1962, -0.4) (*) Udine Rivolto (53 mt.) daily : C (1996, -6.8) (*) from 1969 giornaliero : C (1976, -0.6) (*) Treviso/S.Angelo (23 mt.) giornaliero : C (1976, -1.0) (*) dal 1960 Civitavecchia (4 mt.) giornaliero : -1.6 C (1996, -0.2) Verona Villafranca (68 mt.) daily : C (1964, -2.3). Treviso/Istrana (42 mt.) daily : C (1976, -0.6) (*) Treviso/S.Angelo (23 mt.) daily : C (1976, -1.0) Precipitazioni. La mappa delle anomalie delle precipitazioni cumulate nel corse del mese mostra valori nel complesso al disopra della media, ma comunque all interno della norma climatica del periodo, con alcune zone limitate in cui vi sono state eccedenze fino a +2.5 scarti interquintili delle distribuzioni climatologiche (per una stima più quantitativa, si tenga conto del fatto che il valore di tale scarto, mediato su tutte le stazioni per il mese di Dicembre, è di circa 71 mm). 8 (*) from 1960 Civitavecchia (4 mt.) daily : -1.6 C (1996, -0.2) Precipitations. The map of precipitation anomalies shows in the complex above average anomalies, in any case within climatic norm of the period, with some rather limited areas where

9 Sempre nel loro complesso, il Sud e le Isole maggiori hanno avuto precipitazioni più basse rispetto al Nord e al Centro, e peraltro molto vicine ai valori medi, e talvolta anche inferiori (fino a circa -1/2 dello scarto interquintile climatologico). Il surplus maggiore è stato registrato sulla Lombardia meridionale, sul Trentino, sul Friuli, sulla riviera ligure di ponente, con valori compresi tra +2 e +2.5 unità, nelle zone costiere centrali e meridionali della Toscana (dove le piogge si sono concentrate all inizio della terza decade, contribuendo alla successiva inondazione). Deficit relativi sono stati registrati per lo più sulle zone interne della Campania, della Puglia e sul Molise, con -0.5 unità, e sulla Sardegna sud-orientale, con circa -0.3 unità. Anomalie relative intermedie sono state registrate sul resto della penisola. Le precipitazioni hanno interessato quasi tutto l arco temporale del mese su buona parte della penisola, con l eccezione del periodo tra il giorno 6 e il giorno 12, dove esse sono state molto scarse quasi ovunque. Nella prima decade ha piovuto sul settore di Nord- Ovest e sulla Sicilia occidentale fino a circa 150 mm, e sul resto del Nord fino a 100 mm, mentre sul versante tirrenico e sulla Sardegna nord-occidentale ha piovuto una media di 50 mm. Sul versante opposto (adriatico) le precipitazioni sono state invece alquanto scarse. Nella seconda decade le precipitazioni più consistenti si sono avute al Sul, principalmente sul versante tirrenico della Calabria centrale e sulla Sicilia occidentale, fino a cumulati massimi di 150mm, mentre sulle regioni settentrionali esse sono state alquanto scarse. Nel corso della terza decade, infine, le precipitazioni più intense hanno riguardato la zona pre-alpina centrale e le estremità di Nord-Est e di Nord-Ovest della penisola, fino a un massimo di 150 mm. Precipitazioni un po meno abbondanti (fino a 100 mm) si sono verificate sulle regioni del medio versante tirrenico. Nell ultima parte del mese è piovuto un po su tutta la penisola, mediamente meno di 50 mm, con le eccezioni delle estreme regioni settentrionali, della parte meridionale di Sicilia e Puglia, e della Sardegna. E da segnalare un solo record storico sulle precipitazioni (fra parentesi si indica l anno in cui si è verificato il precedente estremo negli ultimi 58 anni e l incremento relativo in mm) : 9 precipitations have presented surplus peaks up to +2.5 interquintile ranges of climatological distributions (for a quantitative estimation it has to be taken into account that this range corresponds, averaging over all the stations for the month of December, to about 71 mm). South and major Islands, in the complex, have presented lower precipitations with respect to northern an central regions, moreover quite close to mean values, and sometimes even lower (up to about -1/2 times the climatological interquintile range). The major surplus has been registered over southern Lombardia, over Trentino, Friuli and over western Ligurian side, with values comprised between +2 and +2.5 units, over central and southern coastal zones of Tuscany (where precipitations have mostly occurred at the beginning of the third decade, contributing to the subsequent flooding events). A relative deficit has been mostly registered over the interior zones of Campania, Puglia and Molise, with -0.5 units, and over south-eastern Sardinia, with about -0.3 units. Intermediate relative anomalies have been registered over the remaining parts of peninsula. It has rained for the whole month s duration over most of the national territory, with the exception of a period between 6 th and 12 th, where precipitations have been quite scarce quasi-everywhere. During the first decade it has rained over the north-western sector and over western Sicily, for a maximum total of 150mm, and over the remaining parts of northern regions, up to a total of 100mm, while over the Tyrrhenian side and north-western Sardinia cumulated precipitations have been about 50mm on the average. Over the opposite (Adriatic) side, precipitations have been quite scarce. During the second decade the most intense phenomena have occurred over the South, mainly over Tyrrhenian side of central Calabria and western Sicily, up to 150mm, while over northern regions they have been quite scarce. In the course of the third decade, the most intense precipitations have mainly interested the central pre- Alpine zone and the extreme north-eastern and north-western parts of peninsula, up to a maximum of 150mm of cumulated precipitation. Less abundant rainfalls (up to 100mm) have occurred over the regions of central Tyrrhenian sea. During the last days of the month it has rained over most of the peninsula less than 50mm, with the

10 Capo Mele (221 mt.) mensile : 239 mm (1983, +25). exceptions of the extreme northern regions, of the southern parts of Sicily and Puglia, and of Sardinia. It has to be reported only one historical record of precipitation (in parenthesis they have been indicated the year of the last 58 years extreme and the related increment in mm) : Capo Mele (221 mt.) monthly : 239 mm (1983, +25). Neve sulle Alpi. La mappa della neve, ovvero dell altezza media del manto nevoso sulle Alpi per il mese di Dicembre, è stata realizzata a partire dalle rilevazioni (orarie) effettuate da 42 stazioni della Rete Meteomont dislocate sulle Alpi. Il sistema di monitoraggio del Servizio Meteomont del Comando Truppe Alpine ha come compito quello di acquisire i parametri meteo-nivologici, finalizzati soprattutto alla continua valutazione e determinazione del rischio valanghe. La mappa indica uno spessore medio del manto nevoso, sulle zone monitorate, di circa 60 cm. Sul settore Ovest lo spessore è stato mediamente più basso, dell ordine dei cm, così come sul settore opposto (Alpi Giulie), mentre sulle Alpi Retiche lo spessore medio mensile è stato massimo, raggiungendo anche 1.5 m. Snow on the Alps. The snow mantle map represents the monthly mean thickness of snow over the Alps for the month of December. It has been realized starting from the (hourly) measurements performed by 42 stations belonging to the Meteomont Network, distributed over the Alps. The monitoring system of Meteomont Service (Alpine Troops Command) is responsible for the detection of snow parameters, to assure the continuous evaluation and determination of avalanches risk. The present map indicates a thickness of the snow mantle over the monitored zone of about 60 cm (on the average). Over western sector thickness has been generally lower than the average, of the order of cm, as on the opposite side (Julian Alps), while on the Retic Alps monthly mean thickness has been the maximum one, reaching 1.5 mt. Scariche elettriche. La mappa di densità delle scariche elettriche mostra una fenomenologia pressoché assente sul territorio nazionale e alquanto modesta sui mari circostanti. La maggiore attività temporalesca si è manifestata sul Tirreno centro-meridionale e al largo delle coste del medio versante adriatico. Altri fenomeni di rilievo sono occorsi sulla Sicilia nord-orientale e su quella occidentale, in prossimità delle coste ioniche e tirreniche della Calabria centro-meridionale, sull Appennino centro-settentrionale e sul settore di Nord-Est. I fenomeni appena descritti si sono concentrati per lo più nella seconda decade del mese. Lightning discharges. The density map of strokes shows a quite absent phenomenology over the Italian territory and a rather modest one over its surrounding seas. The maximum thunderstorm activity has taken place on the central-southern Tyrrhenian sea and behind the coasts of middle Adriatic side. Other remarkable phenomena have occurred over northern-eastern Sicily and over its western part, near Ionic and Tyrrhenian coasts of central-southern Calabria, over central-northern Appennino and over the northeastern sector. The just mentioned phenomena have concentrated in the course of the second decade of the month. 10

11 Anomalie delle temperature massime Maximum temperature anomalies 11

12 Anomalie delle temperature minime Minimum temperature anomalies 12

13 Precipitazioni cumulate Cumulated precipitations 13

14 Manto nevoso Snow mantle 14

15 Densità di scariche elettriche Density of lightning discharges 15

16 Commento sinottico del mese. Synoptic comment of the month. Considerazioni preliminari. La circolazione atmosferica sullo scenario euro-atlantico in questo mese di Dicembre è stata fortemente segnato da una configurazione di blocco (ad omega), che dal giorno 11 è perdurata fino al 22. Il flusso sulle nostre regioni, a causa del blocco in cui l alta pressione si è spinta a ridosso dell Europa, ha assunto caratteristiche più propriamente atlantiche, con perturbazioni in rapida successione, ed ha corrisposto al flusso principale perturbato stesso e non, come più usualmente avviene, a un suo ramo; Una segnatura di questa peculiarità nella circolazione è data ad esempio dal comportamento dell indice di AO (Oscillazione Artica), come riportato nella figura sotto, che ha Preliminary considerations. Atmospheric circulation on the Euro-Atlantic scenario of this month of December has been strongly signed by a blocking configuration ( omega type), lasting from 11 th to 22 nd. Flow over our regions, due to blocking situation in which high-pressure has pushed behind Europe, has assumed Atlantic-type characteristics, with rapidly successive perturbations, corresponding to the main perturbed flow itself and not, as it usually happens, to a branch of it; A signature of this peculiar circulation can be tracked, e.g., from the behaviour of AO (Arctic Oscillation) index, as reported below, which has assumed strongly negative values for all the second half of the month; a minor evidence is 16

17 assunto valori fortemente negativi per tutta la seconda parte del mese; una minore evidenza vi è nell indice di NAO (oscillazione del Nord Atlantico), che della AO è considerata una caratteristica regionale, ciò che suggerisce un comportamento a scala emisferica, presumibilmente legato ad un ruolo attivo della stratosfera e del vortice polare (si vedano i diagrammi sotto riportati sulla stratosfera). Evoluzione sinottica. 1-2 Sullo scenario europeo domina una circolazione meridiana con una vasta saccatura, che si protende dall estremità della penisola scandinava sul Mediterraneo centrale; l asse della saccatura si muove rapidamente con un tilting che lo allinea alla nostra penisola, su cui insiste una notevole instabilità atmosferica; 3-5 L asse della saccatura principale si trova sul settore orientale della penisola, con il minimo associato centrato sul mar Egeo ormai isolato dalla circolazione principale e in fase di cut-off, mentre un nuovo minimo secondario in seno al flusso principale ha il proprio centro a Sud della penisola iberica; Al centro dell area mediterranea è in avanzamento un promontorio di origine nord-africana, e che viene presto sormontato dalla nuova perturbazione in avvicinamento; la compressione della circolazione in senso meridiano determina un rapido cut-off della nuova saccatura, il cui centro si sposta a sud della Sicilia; 6-10 L indebolimento della vecchia depressione apre all instaurazione di un regime di alta pressione sul Mediterraneo centrale, montando dal Marocco. Mentre tale regime si estende anche sulla parte centro-orientale del bacino del Mediterraneo, dalla complessa struttura di circolazione che si protende dalla regione artica arriva un nuovo impulso freddo, che lambisce l Italia settentrionale; successivamente, nel suo rapido spostamento orientale, la saccatura, il cui centro d azione è ora sulla Grecia, ha una protrusione retrograda sulle regioni dell Italia centrale, per effetto dello schiacciamento della menzionata zona di alta pressione; present in the behaviour of NAO (North Atlantic Oscillation), which is considered a regional manifestation of AO, suggesting an hemispherictype behaviour, presumably associated to an active role of stratosphere and of polar vortex (see diagrams below on stratosphere). Synoptic evolution. 1 st -2 nd European scenario is dominated by a meridional circulation with a wide trough, protending from the extreme part of Scandinavian peninsula to central Mediterranean area; its axis is rapidly moving with a tilting parallel to our peninsula, where a remarkable atmospheric instability already exists; 3 rd -5 th Trough axis is now on the eastern sector of the peninsula, with the associated minimum associated, centred on Egeo, isolated from main circulation and in cut-off phase, while a new secondary minimum moving with the main flow is centred south of the Iberian peninsula; over central Mediterranean area it is moving on a north-african ridge, early overcome by the new coming perturbation; compression of circulation in the meridional sense determines a rapid cutoff of the new trough, whose centre shifts south of Sicily; 6 th -10 th The weakening of the old depression allows for the establishment of an high-pressure regime over central Mediterranean area rising from Morocco. While such regime is extending also towards central-eastern Mediterranean basin, from the complex structure of circulation hold out from Arctic region a new cold pulse arrives, which touches northern Italy; subsequently, in its rapid eastern displacement, the trough (whose action centre is now on Greece) has a retrograde protrusion over central Italian regions, by effect of stretching of the mentioned high-pressure area; 17

18 11-15 Lo stesso schiacciamento determina un approfondimento della saccatura sul settore orientale, con più minimi al suo interno nella fase di cut-off, e una rapida risalita del promontorio africano sul settore occidentale, fino a Nord dell Inghilterra, instaurando una circolazione fortemente meridiana; lo scorrimento della circolazione avviene secondo un asse che tende a disporsi orizzontalmente, con la nostra penisola che si trova immersa in un campo di bassa pressione che si protende dalla Russia siberiana; A partire da questo momento la circolazione si trova sotto l influenza dalla configurazione blocco sopra menzionata; Il vortice depressionario sulla Francia e sull Europa nord-orientale si struttura in un sistema di due minimi, uno dei quali diventa il centro d azione di una ampia perturbazione con asse dalla Francia sud-orientale alla costa meridionale della penisola Iberica, che si dirige sulle regioni settentrionali e centrosettentrionali dell Italia apportando estese nevicate; L Italia meridionale intanto permane in un regime di alta pressione a circolazione prevalentemente zonale, con un forte schiacciamento delle isobare che divide longitudinalmente a metà la penisola; Nei giorni successivi la rotazioneevoluzione della struttura di circolazione con centro a Nord della penisola scandinava trascina il nucleo di aria fredda verso il Nord- Europa e lascia l Europa meridionale in un campo dell alta pressione con una circolazione prettamente zonale; permane tuttavia sull Italia, specialmente al Nord e al Centro Nord, una notevole instabilità, che si associa alle perturbazioni transienti in seno al flusso principale, i quali determinano precipitazioni sul settore di Nord-Ovest della penisola; Un nuovo approfondimento del sistema che agisce sul Nord-Europa determina una ulteriore perturbazione nel giorno 27, mentre successivamente il regime di alta pressione torna a dominare su tutta l area mediterranea e sull Europa meridionale. 11 th -15 th The same stretching determines a deepening of the trough over eastern sector, with more than one minima in its interior in the cutoff-phase, and a rapid rising of African ridge over western sector, reaching to northern England, and giving a strictly meridional circulation; flow takes place along an axis tilting to horizontal direction, with Italian peninsula immersed in a low-pressure area extending from Siberia. From now on circulation is under the influence of the mentioned blocking configuration. 16 th -20 th The cyclonic vortex over France and north-eastern Europe is structured in a twovortex system, one of which becomes the action centre of a wide perturbation, with axis from south-eastern France to Iberian peninsula, moving towards northern and central-northern regions of Italy and bringing extended snowfalls; Over southern Italy, in the meanwhile, it persists an high pressure field with a prevailing zonal character and a strong compression of isobars, dividing longitudinally peninsula into two parts; 21 st -26 th In the subsequent days the rotationevolution of the structure of circulation centred north of Scandinavian peninsula advects the cold air nucleus towards northern Europe, leaving southern Europe in a high-pressure field with a strictly zonal circulation; it remains over Italy, however, especially over North and centralnorthern regions, a remarkable instability, which associates with transient perturbations moving in the main flow, which determines precipitations over the North-Western sector of the peninsula; 27 th -31 st A new deepening of the system acting on northern Europe determines a further perturbation on 27 th, while subsequently the high-pressure regime dominates again the whole Mediterranean area and southern Europe. 18

19 11 Dic 14 Dic 16 Dic 19 Dic Mappe di analisi di geopotenziale e temperatura a 500hPa delle ore 12 UTC in quattro diversi giorni. Si può notare a partire dall 11 Dicembre l instaurarsi di un promontorio dall Africa nord-occidentale al Nord-Atlantico, cui ha fatto seguito per diversi giorni una classica configurazione di blocco ad omega. 500hPa geopotential and temperature analysis maps of 12 UTC in four subsequent days. It can be noted, starting from December 11 a ridge from north-western Africa to North-Atlantic sea, followed by a classical omega blocking configuration lasting for several days. 19

20 (a) (a) (b) (b) (b) (a) Nel riquadro in alto è rappresentato l indice di Oscillazione Artica (AO), che indica nel mese di Dicembre una forte diminuzione, permanendo su elevati valori negativi a partire dal giorno 11 e per tutta la durata del mese. Nel riquadro in basso è indicata la configurazione (EOF) su cui viene proiettato il geopotenziale a 1000 mb per estrarre l indice di AO; (b) Diagramma longitudine-tempo dell indice di intensità dei blocchi per la circolazione nell emisfero Nord, da cui si denota la presenza di un blocco tra l 11 e il 22 Dicembre tra 70 W e 0. (NOAA) Informazioni sull indice di blocco su (a) In the upper figure it is depicted the behavior of Artic Oscillation index (AO), indicating, during December, a strong lowering towards quite low values on day 11 th, which persist till the end of the month. In the box below, instead, it is reported the dominant geopotential configuration (EOF) current 1000-mb geopotential is projected on for the extraction of AO index. (b) Longitude-time diagram of the blocking strength in the northern Hemisphere, where it can be noted the presence of a blocking configuration between December 11 th and December 22 th, within longitude interval 70 W- 0. (NOAA) Info about blocking index on 20

21 (a) (b) (c) (d) Uno sguardo alla stratosfera: (a) Struttura verticale della anomalia di geopotenziale (rispetto al periodo ), che mostra una preesistente anomalia positiva in stratosfera a partire da metà Novembre, con una successiva propagazione verso la bassa troposfera. Il collegamento con il comportamento dell indice di AO è rappresentato dal grafico nel riquadro in basso (NOAA); (b) Grafico della temperatura media a 30hPa a Nord del 60 N, confrontata con la media climatologica (curva in grigio), che mostra gli eventi di riscaldamento improvvisi della stratosfera a Novembre e Dicembre (Tokyo Climate Center); (c) Componente verticale del flusso di Eliassen-Palm, associato al 21

22 flusso di calore meridiano dei vortici, in unità (Pa*m^2/s^2), che indica un forte impulso propagatosi nella stratosfera alla fine della prima decade di Dicembre, e con una serie di impulsi nei due mesi precedenti di minore entità (NOAA); (d) Serie temporale di alcune componenti armoniche del flusso di Eliassen-Palm (componente verticale) e della loro somma (dalla prima alla sesta), che indica l importanza relativa dell onda 2 nell evento del Dicembre. La linea in blu (scala a destra) indica il risultato dell integrazione sui 5 giorni precedenti. (Tokyo Climate Center) A glance at the stratosphere: (a) Vertical structure of geopotential anomaly (with respect to the period ), showing a pre-existing positive anomaly in the stratosphere starting from half November, with a subsequent propagation towards lower troposphere. The link with the behaviour of AO index is represented by the graph at the bottom (NOAA); (b) Mean temperature at 30-hPa north of 60 N, compared with climatological average (gray line), showing the sudden warming events in stratosphere from half November to the end of December (Tokyo Climate Center); (c) Vertical component of Eliassen-Palm flux, associated with meridional eddy heat flux, in units (Pa*m^2/s^2), indicating a strong pulse propagating into the stratosphere at the end of the first decade of December, and with a series of pulses during the two previous months of lower intensity (NOAA); (d) Time series of some harmonic components of Eliassen-Palm flux (vertical component) and of their summation (from 1 to 6 ), indicating the relative importance of wave-type 2 in the event of December 10 th -11 th. The blue line (right scale) indicates the result of integration for the previous 5-days. (Tokyo Climate Centre) Gli eventi salienti del mese: la tromba d aria a Catania del giorno 14; il Nord e il Centro-Nord sotto la neve nella seconda metà del mese; l alluvione di Natale in Toscana. The most significant events of the month: the funnel cloud of Catania on day 14 th ; northern and centralnorthern Italy under the snow in the second half of the month; the Christmas flooding in Tuscany. Il mese di Dicembre 2009 è stato, dal punto di vista meteorologico, denso di eventi che hanno avuto un impatto socio-economico molto elevato su quasi tutto il territorio nazionale. Qui di seguito è riportata una breve descrizione di tre diverse situazioni, che si sono succedute e sovrapposte nei giorni 14, e negli ultimi giorni del mese. The month of December 2009 has been, from the meteorological viewpoint, very dense of events which have had an heavy socioeconomic impact over most of national territory. Here it is reported a brief description of three different situations, which have followed from each other, even superimposing, from day 14 th to 18 th -20 th, until the last days of the month. 22

23 (1) La tromba d aria su Catania del giorno 14. Una tromba d'aria e un violento nubifragio si sono abbattuti su Catania nel pomeriggio del 14 Dicembre, tra le e le 16. L'hangar della base elicotteri dell'aeronautica militare di Maristaeli è stato scoperchiato, ferendo gravemente quattro militari colpiti da lastre e lamiere sollevate dal violento vortice d aria. In figura è riportato il grafico dell intensità del vento e delle raffiche registrato dalla stazione di Catania Fontanarossa. Incidentalmente, sebbene il fenomeno sia così localizzato, sia spazialmente che temporalmente, da non lasciare usualmente traccia nei dati delle stazioni meteorologiche, in questo caso le misurazioni di questa stazione hanno permesso di catturare (in parte) anche quantitativamente il passaggio della tromba d aria. Trasportati all'ospedale Garibaldi di Catania, i militari sono stati tenuti in coma farmacologico e uno di essi, Davide Di Cara, 29 anni, è deceduto nella notte successiva. La base di Maristaeli di Catania, specializzata in addestramenti di equipaggi di volo, si occupa prevalentemente di interventi di protezione civile, come ad esempio il trasporto organi umani, e per eventi calamitosi. Anche nella città di Catania i danni provocati dalla tromba d aria sono stati notevoli, particolarmente al rione Al Pigno e a Vaccarizzo, localita' balneare tra Catania e Siracusa. Anche a Motta Santanastasia vi sono stati tetti scoperchiati, cartelloni e alberi divelti, nonché danneggiamenti alle condutture del gas. Un nubifragio ha allagato diversi sottopassaggi nella zona di Piano Tavola di Misterbianco, mentre centinaia sono state le richieste di soccorso arrivate al centralino dei vigili del fuoco di Catania. L immagine da satellite sotto riportata mostra le celle temporalesche a cui la tromba d aria è stata collegata. La formazione di questi sistemi di circolazione, sia locali che a meso-scala, è stata favorita da un intenso flusso caldo e umido di ritorno di una circolazione ciclonica centrata a Sud della Sicilia. (1) The funnel cloud over Catania on day 14 th. A funnel cloud and a violent thunderstorm have fell over Catania in the afternoon of December 14 th,between 15:30 and 16:00, local time. One hangar of Air Force helicopter basis of Maristaeli has been un-roofed, hurting four militaries, hit by slabs and plates raised by the violent air vortex. In the figure it is reported a graph of wind and gust intensity, as registered by ENAV weather station of Catania Fontanarossa. Incidentally, though phenomenon is tipically so localized both spatially and temporally to leave a track of its occurrence in the weather station measurements, this time the mentioned station has allowed to capture also quantitatively the passage of funnel cloud. Once tranported to Garibaldi Catania Hospital, militaries have been kept in pharmacological coma, and one of them, Davide Di Cara, 29 years old, has deceased during the subsequent night. Maristaeli Catania military basis, specialized in flight-equipe training, is mainly employed for civil protection interventions, as e.g. the transportation of human organs and soccour in case of calamitous events. Also in the city of Catania the damages provoked by whirlwind have been huge, expecially in the Al Pigno district and in Vaccarizzo, a bathing place between Catania and Siracusa. Also in Motta Santanastasia there have been uprooted signboards and trees, as well as damages to gas mains. A storm has caused the flooding of several subways in the zone of Piano Tavola of Misterbianco, while hundreds of help requirements have arrived to Catania s firebrigade The satellite image reported below shows the thunderstorm cells the whirlwind has been associated with. The formation of such kind of circulation systems, both of local and mesoscale type, has been favoured by an intense warm and humid return air flow associated with a cyclonic circulation centred south of Sicily. 23

24 (2) Le nevicate dei giorni sul Nord e Centro-Nord. Le abbondanti nevicate occorse in questo mese sul Nord e sul Centro-Nord, principalmente nei giorni 18-20, e la loro estensione (circa il 30% del territorio nazionale interessato, con altezze del manto nevoso fino a circa 30cm) hanno di fatto causato una paralisi temporanea e grandi disagi nei trasporti ferroviari, aerei e su strada, proprio in un momento di massiccio spostamento di persone e cose per le festività natalizie. L estensione delle nevicate è ben visibile (a parte la copertura nuvolosa in pianura padana) nell immagine da satellite sotto riportata, toccando anche città più a Sud come Firenze. Sulle autostrade, su circa 1300 Km della rete del gruppo Autostrade per l Italia si sono abbattute bufere di neve quasi ininterrottamente a partire dal pomeriggio di venerdì 18, mentre nella notte tra il 18 e il 19 l autostrada della Cisa è stata chiusa al traffico, così come la bretella che collega Lucca con Viareggio. La società ha messo in campo nelle tratte interessate dal maltempo oltre 450 mezzi per lo spargimento di sale, 850 mezzi sgombraneve e oltre 2000 persone al lavoro. Fortissimi sono stati anche i disagi sulla rete ferroviaria, con convogli cancellati e ritardi di 300 minuti, sia sulle linee Intercity che Eurocity, ed anche sulla tratta Alta Velocità. Sono stati raggiunti ritardi record fino a 7 otre, ad esempio sulla tratta Milano-Taranto, con diversi disagi a bordo per i passeggeri, dovuti ai guasti agli impianti per il riscaldamento e l illuminazione. I ritardi hanno avuto naturalmente ripercussioni su tutta la rete nazionale, determinando forti ritardi e rallentamenti anche per i convogli in partenza dal Sud Italia. Diversi aeroporti sono rimasti temporaneamente chiusi; ad esempio il giorno 19 è rimasto chiuso quello di Venezia, Gorizia, Firenze e Bologna, e solo da mezzogiorno in poi le piste hanno potuto consentire nuovi atterraggi e decolli. L effetto a catena anche in (2) The snowstorms of days 18 th -20 th over northern and central-northern regions. The abundant snowfall occurred during this month over northern and central-northern regions, mainly on days 18 th -20 th, and the spatial extension of the phenomena (about 30% of national territory involved, with snow mantle thickness up to about 30cm) have actually caused a temporary paralysis and big inconveniences in railway, air and by road transportation, just in a moment of much movement of people and things because of Christmas holidays. Spatial extension of snowfall is well visible (apart from the cloud coverage of Po Valley) in the satellite image below, touching even cities more like Florence. Over motorways, about 1300Km of roads managed by Autostrade per l Italia company, they have fell with continuity several snowstorms, starting from the afternoon of Friday 18 th, while during the night between 18 th and 19 th motorway of Cisa has remained closed, as well as the road connecting Lucca and Viareggio. The motorway company has employed, on the routes interested by bad wheater, beyond 450 means for salt strewing and beyond 2000 working people. A large number of inconveniences have also affected railways, with trains cancelled or with 300 minutes delayed arrivals, both on Intercity and on Eurocity lines, and also on the High Speed lines. Record delays have reached more than 7 hours, as for example on the trait Milano-Taranto, with many inconveniences for passengers, due to occasional breaking of warming and electrical plants. Delays have had obvious consequences on the whole national railway net, causing big delays also for those trains coming from the South. Several airports have remained temporarily closed; as an example on day 19 th airports of Venice, Gorizia, Florence and Bologna have remained closed, and only from mid-day on runaways have allowed for new landings and take-off. The domino effect, also in this case, has caused delays and cancellations even in the main hubs like Rome or Milan. In the latter a 24

25 questo caso ha causato ritardi e cancellazioni anche negli scali principali come Roma e Milano. In quest ultimo aeroporto un gruppo di persone ha atteso per due giorni il proprio volo per Palermo. Le nevicate di cui sopra sono state previste dal Servizio Meteorologico dell Aeronautica con qualche giorno di anticipo (come mostra la mappa sotto riportata), e l allerta meteo diffusa dalla Protezione Civile. Infine, per completare il quadro delle grandi città del Nord, le stesse perturbazioni dei giorni precedenti hanno contribuito all acqua alta di Venezia, il cui livello ha toccato 1.45mt. sopra la media. (3) L alluvione di Natale in Toscana: le inondazioni nel pisano e in Lucchesia. Le piogge occorse nei giorni precedenti al Natale sulle Alpi Apuane e sull Appennino lucchese e pistoiese, particolarmente nel pomeriggio-sera della vigilia, e protrattesi anche nella prima parte del giorno di Natale, insieme al repentino scioglimento della neve caduta la settimana prima, hanno causato l esondazione in diversi punti del fiume Serchio, ingrossato anche da alcuni affluenti come la Lima e le Turrite. Già una prima piena si era verificata il 23 mattina, resa particolarmente minacciosa, specie nella parte bassa del fiume (quella pisana), dalle concomitanti mareggiate di libeccio, che hanno così reso difficoltoso il deflusso delle acque. Il risultato è stato di circa 400 sfollati e persone costrette a rifugiarsi nei piani alti delle proprie abitazioni. L acqua si è riversata anche nelle campagne di Migliarino e Nodica, investendo in pieno l autostrada A11, successivamente chiusa al traffico intorno alla barriera di Pisa Nord. E stata chiusa anche l autostrada A12 tra Viareggio e Pisa Centro per infiltrazioni d acqua che hanno danneggiato il manto stradale. I mezzi di soccorso, coordinati dalla Protezione civile, e dai militari della Folgore, hanno lavorato ininterrottamente per giorni per rafforzare le barriere dei corsi d acqua nei group of people has waited for two days its flight to reach Palermo. The snowfalls have been forecasted by Italian Air Force Met Service some days before (as shown in the map below), and meteo alarm broadcasted by Civil Protection Department. Finally, to complete the picture on the big cities of North, the same perturbations of days before Christmas have contributed to the water at the flood level in Venice, whose height has touched 1.45mt. above average. (3) The Christmas flooding in Tuscany: inundations around Pisa and Lucca. The precipitations occurred during days before Christmas over Apuan Alps and over the Appennino ridge around Lucca and Pistoia, particularly in the afternoon-evening before Christmas, and continued also during the first half of Christmas day, together with the rapid melting of the snow fell during the previous week, have caused flooding in several points of Serchio river, which has begun to grow more and more also for the contributions of the inflow from Lima and Turrite torrents. A first wave has occurred on 23 rd morning, made particularly dangerous (especially in the downstream region, near Pisa) by the concomitant south-west wind-induced seastorm, making difficult the outflow of water. As a result 400 people have been evacuated and many people had to seek refuge in the upper floors of their houses. Water has also flowed over the countries of Migliarino and Nodica, crossing the motorway A11, subsequently closed at the exit of Pisa Nord. It has been also closed the motorway A12 between Viareggio and Pisa Centro for water infiltrations which have damaged the feather-edge. Rescues, coordinated by Civil Protection Department, and by militaries of Folgore, have worked with continuity for days to try to reinforce barriers in the most critical points, given the rainfall forecasts for the subsequent days. 25