Abstract
Le precipitazioni mensili e l’indice di precipitazione standardizzato a 3 mesi (SPI) sono stati utilizzati per rivelare i modelli di precipitazione e la frequenza di siccità grave sulla pianura dell’Europa orientale nel periodo 1953-2011 nelle fasi opposte dell’oscillazione quasibiennale (QBO). Le differenze di precipitazioni e la frequenza di gravi siccità in maggio e in giugno nelle fasi ovest ed est delle fasi QBO sono spiegate dalle variazioni di circolazione. L’analisi indica eventi di siccità grave meno frequenti sull’Ucraina e al centro della parte europea della Russia in maggio nella fase QBO verso ovest a causa dell’intensificazione della traccia della tempesta sulla pianura dell’Europa orientale. Le condizioni meteorologiche in maggio e in giugno negli anni della fase QBO verso ovest sono state più favorevoli per la resa. La differenza di resa del grano primaverile nella fase QBO verso ovest e verso est supera la stessa differenza di resa del grano invernale nella regione della Terra Nera centrale e nelle regioni del sud. L’Ucraina e la regione ad est del Mar d’Azov sono le aree più vulnerabili all’aumento del rischio di grave siccità durante la stagione di crescita attiva alla fine del 20° e all’inizio del 21° secolo.
1. Introduzione
La siccità come fenomeno naturale colpisce gli ecosistemi per un lungo periodo causando danni catastrofici all’ambiente e alle attività umane. Formalmente, la siccità è associata a una diminuzione temporanea del contenuto totale di umidità dovuta a una carenza di precipitazioni; essa accompagna anche l’attività anticiclonica. Tuttavia, la siccità è un evento complesso e il rischio che si verifichi non è causato solo da fattori climatici.
I processi che iniziano la siccità sono studiati per rivelare le cause della siccità, la sua genesi e i meccanismi di feedback positivi/negativi. I meccanismi atmosferici su larga scala legati alle modalità di variabilità del clima e alle anomalie della temperatura superficiale del mare (SST) sono stati identificati come fattori di influenza. Tra le varie forzature, l’Oscillazione El-Nino/Sud, l’Oscillazione Nord Atlantica, la temperatura della superficie del mare del Nord Atlantico, l’oscillazione quasibiennale sono state rivelate. Tuttavia, l’oscillazione quasibiennale dei processi atmosferici globali influenza significativamente la componente ad alta frequenza del sistema climatico.
È noto che la QBO influenza la circolazione atmosferica nelle latitudini temperate e la sua influenza si propaga alla superficie terrestre. Misure regolari delle componenti medie del vento zonale sono effettuate dalle stazioni radiosonde della fascia equatoriale dal 1953. Il periodo dell’oscillazione è di circa 28 mesi. I venti nella fase est della QBO sono circa due volte più forti di quelli nella fase ovest. Come componente della circolazione atmosferica globale, l’oscillazione quasiperiodica del vento zonale equatoriale nella stratosfera tropicale (oscillazione quasibiennale (QBO)) è il modo dominante della variabilità stratosferica interannuale nei tropici. Un meccanismo, che coinvolge l’interazione delle onde gravitazionali equatoriali interne con il vento zonale equatoriale stratosferico, è stato successivamente chiarito in molti studi. Tuttavia, il meccanismo dell’influenza della QBO sul clima non è chiarito definitivamente.
Il segnale del ciclo QBO è stato rilevato non solo nella variabilità del vento zonale e meridiano stratosferico, della temperatura e dell’altezza geopotenziale (es, ), ma anche nella sua influenza sui parametri meteorologici di superficie, per esempio, la temperatura dell’aria, le precipitazioni e la copertura nevosa.
Negli studi precedenti, il segnale significativo della QBO è stato rilevato nelle precipitazioni di settembre e ottobre nel periodo dal 1953 agli anni ’80 nella regione delle isole britanniche, nella regione dell’Europa centrale e in Bielorussia. Le regioni dell’Ucraina orientale e le regioni adiacenti della Russia hanno avuto il segnale significativo della QBO nelle precipitazioni di maggio. Ci sono molti studi sul rilevamento dell’impatto combinato dell’oscillazione quasibiennale e del ciclo solare di 11 anni sui modelli di precipitazione e sulle rese delle colture. Tuttavia, nella nostra ricerca, una relazione simile non è stata trovata.
Quindi abbiamo limitato lo studio scegliendo di considerare solo la QBO.
La resa delle colture cerealicole è definita principalmente dal livello delle pratiche agricole (tecnologia), dal tipo di suolo e dal clima. La fascia cerealicola della pianura dell’Europa orientale si trova su un territorio con scarse risorse idriche e condizioni di umidità instabili. In queste circostanze la previsione dei potenziali effetti del cambiamento dei fattori climatici e meteorologici sulle rese delle colture è molto importante. La variabilità della resa dei cereali e la fluttuazione delle precipitazioni stagionali nella parte europea dell’ex URSS sono state analizzate sotto l’influenza dell’oscillazione quasibiennale in studi precedenti.
In questo studio, abbiamo esteso il periodo degli studi precedenti, includendo un periodo di brusco cambiamento climatico (alla fine del XX secolo e all’inizio del XXI secolo). Le peculiarità regionali delle precipitazioni primaverili ed estive, la siccità e la resa dei cereali nel sud della pianura dell’Europa orientale sono state rivelate sotto l’influenza dell’oscillazione quasibiennale dei processi atmosferici globali. Abbiamo anche studiato le differenze di circolazione nelle fasi di QBO verso ovest e verso est, che possono essere la causa delle differenze nelle precipitazioni e nella siccità.
Lo scopo di questo articolo è quello di studiare la possibile influenza dell’oscillazione quasibiennale sulla variabilità delle precipitazioni stagionali, la frequenza della siccità atmosferica primaverile-estiva e la resa dei cereali sulla pianura dell’Europa orientale e la ricerca dell’attività ciclonica e anticiclonica alle latitudini temperate in entrambe le fasi della QBO.
2. Dati e metodi
Le principali regioni cerealicole dell’Ucraina e della parte europea della Federazione Russa (EPR, il territorio della Russia a ovest degli Urali) situate nel territorio sensibile alla siccità della Pianura dell’Europa orientale (a sud del 54°N) sono al centro di questo studio (Figura 1). Il territorio comprende varie zone di paesaggio: semideserto, steppa secca e tipica, foresta-steppa meridionale e tipica, boschi paludosi e foreste decidue.
I dati mensili di precipitazione con risoluzione grigliata 0,5° × 0,5° sono stati presi dal dataset mensile globale CRU TS 3.21 (http://badc.nerc.ac.uk/) per esaminare le variazioni della quantità di pioggia in entrambe le fasi della QBO. I dati dell’Indice di Precipitazione Standardizzato (SPI) con risoluzione di 1° sono stati ottenuti dal dataset mensile globale del National Center for Atmospheric Research (http://rda.ucar.edu/) e sono stati utilizzati per analizzare la gravità della siccità atmosferica. Secondo la ricerca di Thom, la distribuzione gamma si adatta alla serie temporale delle precipitazioni osservate. La probabilità cumulativa delle precipitazioni osservate è stata trasformata nella distribuzione normale standard con una media di zero per calcolare i valori SPI in ogni nodo della griglia regolare. I valori negativi indicano precipitazioni inferiori alla media e periodi di siccità: da 0 a -0,99, siccità lieve, da -1 a -1,49, siccità moderata, da -1,5 a -1,99, siccità grave, e -2 o meno, siccità estrema. McKee et al. hanno originariamente calcolato lo SPI per diverse scale temporali da 3 mesi a 48 mesi. Per questo studio sono state utilizzate serie temporali SPI di 3 mesi. Le gravi siccità di maggio e giugno sono al centro dello studio perché potenzialmente causano grandi perdite di raccolto. La frequenza della siccità in ogni cella della griglia è stata calcolata come il rapporto tra il numero di anni con siccità e gli anni totali. L’andamento della siccità grave in ogni nodo della griglia è stato calcolato come il coefficiente di regressione lineare di una serie temporale di SPI (dove i valori SPI superiori a -1,5 sono stati sostituiti da zero).
La fase QBO per il periodo 1953-2011 è stata definita dalla direzione del vento equatoriale 30-hPa da aprile a giugno (il dataset della Freie Universität Berlin, https://climatedataguide.ucar.edu/). La velocità del vento positiva è associata alla fase della QBO verso ovest e quella negativa alla fase verso est. Di conseguenza, la fase verso ovest per il periodo 1953-2011 comprende 28 anni e la fase verso est comprende 31 anni. Lo SPI, le precipitazioni e i dati sulla resa delle colture sono stati classificati in base a queste fasi dell’oscillazione quasibiennale.
È noto che le precipitazioni durante il periodo della vegetazione giocano un ruolo chiave per la fenologia delle piante come il fattore più importante per la produttività. Le colture di cereali primaverili (tra cui il grano primaverile e l’orzo primaverile) sono sensibili alla siccità atmosferica nel sud della pianura dell’Europa orientale nella prima stagione di crescita e sono più resistenti alla siccità nella fase matura. I metodi agricoli nell’ex Unione Sovietica sono stati notevolmente migliorati negli anni ’80 del secolo scorso. I rendimenti annuali del grano invernale, del grano primaverile e dell’orzo primaverile mediati nelle regioni dell’Ucraina e della Russia secondo le statistiche agricole (http://agroua.net/statistics/, http://www.gks.ru/) sono stati esaminati nello studio.
I dati giornalieri di rianalisi NCEP/NCAR dell’altezza geopotenziale del livello isobarico 1000 hPa (risoluzione spaziale 2,5°) sono stati utilizzati per l’analisi della posizione dei vortici sinottici . L’area della regione all’interno del massimo contorno chiuso esterno è stata considerata in questo studio per caratterizzare la dimensione del vortice sinottico. La definizione del centro del ciclone/anticiclone è tale che la sua posizione non dovrebbe corrispondere alla cella della griglia in cui è localizzato il valore minimo della griglia (per i dettagli vedi ). La frequenza relativa media a lungo termine dei vortici sinottici nel nodo della griglia 5° × 5° è stata determinata come proporzione del tempo in cui il centro del vortice si trova nella cella 5° × 5° centrata sul nodo.
In questo studio cerchiamo di confrontare i modelli di frequenza della siccità grave, i modelli delle precipitazioni e i modelli dei vortici sinottici nelle fasi opposte della QBO sulla pianura dell’Europa orientale all’inizio della stagione di crescita (vegetazione) per le colture di grano e orzo e di rivelare differenze significative. -Il test per campioni indipendenti per gruppi (al livello di probabilità 0,95) è stato applicato per determinare la significatività statistica delle differenze di precipitazione e delle differenze di rendimento. La significatività statistica delle differenze nelle fasi della QBO in termini di frequenza della siccità è stata determinata utilizzando il test esatto di Fisher, che è più spesso applicato a variabili nominali dicotomiche.
3. Risultati e Discussione
Lo studio precedente ha rivelato che la siccità sulla pianura dell’Europa orientale si verifica sotto i seguenti modelli di circolazione atmosferica globale.(i)La massa d’aria artica formata dietro il fronte freddo del ciclone atlantico si estende nella parte occidentale e centrale della pianura dell’Europa orientale. L’area dell’alta pressione si stabilisce e collega l’anticiclone artico con l’anticiclone meridionale nella stagione calda. La siccità estesa che si verifica in queste condizioni appare più spesso sul sud della parte europea della Russia.(ii) Quando la massa d’aria artica invade la regione atlantica o l’Europa occidentale, allora si forma un ramo dell’anticiclone delle Azzorre che si muove verso est fino al sud della Siberia occidentale. In queste condizioni la siccità estesa si verifica più spesso sull’Ucraina.(iii) La siccità sull’EPR o sull’Ucraina può sorgere a causa di diversi anticicloni rimasti dopo la distruzione di un ramo dell’anticiclone delle Azzorre o di un’area di alta pressione sull’est della Russia europea.
La frequenza media delle siccità atmosferiche per il 1953-2011 nel sud della pianura dell’Europa orientale in maggio e in giugno in entrambe le fasi QBO secondo i dati SPI è mostrata nella Figura 2. La più alta frequenza di siccità in maggio e in giugno nel periodo 1953-2011 si è verificata nella fase QBO verso ovest nella regione del Caspio settentrionale (fino al 6% di casi in maggio e fino al 10% in giugno), nei Pre-Urali meridionali (fino al 10% in maggio e fino al 12% in giugno), nelle steppe della regione del Volga (fino al 6% in maggio e fino al 10% in giugno), nell’Ucraina occidentale (fino all’8% in maggio) e nell’Ucraina orientale (fino al 6% in maggio e fino all’8% in giugno) (Figure 2(a) e 2(b)). La frequenza media degli episodi di siccità grave nel sud della pianura dell’Europa orientale nella fase QBO verso est è stata più alta della frequenza nella fase verso ovest (Figure 2(c) e 2(d)). La siccità grave con la più alta ripetibilità in maggio è stata osservata in tutto il sud della pianura dell’Europa orientale nella fase QBO verso est: nel centro dell’Ucraina fino al 12%, nella regione del Mar d’Azov fino al 14%, e a nord-ovest del Mar Caspio fino al 14% (Figura 2(c)). La più alta frequenza di siccità grave in giugno nella fase orientale osservata nell’est dell’Ucraina (fino al 10%) e nel territorio tra il Mar Nero e il Mar Caspio (fino al 10%) (Figura 2(d)). La frequenza della siccità nella regione del Volga e nei Pre-Urali meridionali durante la fase est della QBO non ha superato il 6% in maggio (Figura 2(c)) e il 3% in giugno (Figura 2(d)).
Come mostrato nelle Figure 3(a) e 3(b), in maggio e giugno nella fase ovest della QBO sono state osservate maggiori precipitazioni in Ucraina e nel sud della parte europea della Russia. Le differenze significative della fase ovest/est nelle precipitazioni in maggio sono localizzate nell’Ucraina centrale (differenze dal 27% al 59%), nell’ovest della regione centrale della Terra Nera della Russia (differenze dal 27% al 37%) e nel bacino inferiore del Don (dal 33% al 58%). Le differenze nella quantità di precipitazioni in giugno in entrambe le fasi della QBO sono significative solo in piccole aree a nord del Mar Caspio. I nostri risultati sono coerenti con gli studi precedenti.
La figura 3(c) dimostra che la minore frequenza di gravi siccità in maggio nella fase QBO verso ovest rispetto a quella verso est è stata osservata nel sud della pianura dell’Europa orientale (ad eccezione di piccole aree). Le differenze significative nella frequenza di gravi siccità in maggio sono state identificate nell’Ucraina centrale (differenze da 13 a 16 gravi siccità su 100 anni) e a nord del Mar Caspio (differenze da 13 a 20 gravi siccità su 100 anni). L’analisi ha mostrato che la stessa frequenza in giugno è più bassa nel nord dell’Ucraina (differenze da 9 a 12 gravi siccità per 100 anni), nell’ovest della regione della Terra Nera centrale (differenze a 9 gravi siccità per 100 anni), e nel Rostov Oblast e nel Krai di Krasnodar (differenze a 9 gravi siccità per 100 anni), ma è più alta nella regione del Volga (differenze a 11 siccità in 100 anni). Tuttavia, sono state rilevate solo piccole aree di differenze significative nell’ovest della regione della Terra Nera centrale e nel nord dell’Ucraina.
Nonostante il fatto che le aree di differenze significative siano relativamente compatte, si dovrebbe notare che la coerenza spaziale del segno della differenza su vaste regioni indica fortemente l’influenza della fase QBO sia sulle precipitazioni che sulla siccità.
I coefficienti multidirezionali del trend lineare della siccità grave nella pianura dell’Europa orientale in entrambe le fasi QBO sono stati identificati durante il periodo di cambiamento climatico attivo del 1991-2011 (Figure 4(a), 4(b), 4(c), e 4(d)). I tassi più alti di aumento del numero di siccità sono stati rilevati nella fase QBO verso est: le tendenze negative più grandi in maggio sono state rivelate in Ucraina (escluse le regioni occidentali) (Figura 4(c)), e le tendenze simili in giugno sono state identificate nel centro dell’Ucraina, a est del Mar d’Azov, e nella regione del Volga (Figura 4(d)). Le tendenze negative nella fase occidentale della QBO sono state rivelate solo in maggio nel nord dell’Ucraina (Figura 4(a)).
L’aumento della resa del grano primaverile nella parte europea della Russia, calcolato in media per gli anni della fase occidentale della QBO, è coerente con l’aumento delle precipitazioni e la riduzione della frequenza della siccità grave sulla pianura dell’Europa orientale osservata nello stesso periodo. Il maggiore aumento della resa del grano primaverile è stato rilevato nelle regioni occidentali dell’EPR (35,5% nell’Oblast di Bryansk, 25,9% nell’Oblast di Belgorod, 26,8% nell’Oblast di Rostov, 23,9% nell’Oblast di Volgograd, e 23,3% nell’Oblast di Voronezh) in diminuzione in direzione nord-est (Figura 5(a)). I modelli della resa del grano invernale in entrambe le fasi della QBO sono meno coerenti con i modelli delle precipitazioni e della grave siccità rispetto alla resa del grano primaverile (Figure 3 e 5(b)). Questo effetto può essere spiegato dal fatto che non sono state analizzate importanti condizioni meteorologiche della vegetazione per la stagione di crescita in autunno e le condizioni invernali per la coltura del grano invernale. Il più grande aumento della resa del grano invernale in media negli anni della fase QBO verso ovest rispetto allo stesso nella fase verso est è stato rivelato nell’Oblast Ulyanovsk (21,3%), nella Repubblica di Tatarstan (21,8%) e nell’Oblast Luhansk (21,4%). Una differenza significativa nella resa del grano invernale in entrambe le fasi è stata rilevata solo a Luhansk Oblast. I risultati sono coerenti con gli studi precedenti sulla variabilità delle rese del grano invernale e primaverile nelle fasi della QBO. Si noti che la sostenibilità del segnale QBO in varie regioni è stata determinata dal periodo studiato.
(a)
(b)
(c)
(d)
(a)
(b)
(c)
(d)
I risultati del confronto tra le aree di aumento delle precipitazioni e della resa dell’orzo primaverile e le aree della diminuzione della frequenza della siccità nella fase QBO verso ovest nel periodo 1958-2011 sono coerenti (Figure 3 e 5(c)). L’aumento maggiore della resa dell’orzo primaverile nella fase QBO verso ovest è stato notato nella Repubblica del Bashkortostan (30%), nell’Oblast di Rostov (28,3%), nell’Oblast di Ryazan (26,8%), nella Repubblica di Kalmykia (26,9%) e nell’Oblast di Luhansk (27,6%) (Figura 5(c)).
La resa di entrambi i tipi di grano nella parte europea della Russia nella fase QBO verso ovest supera la stessa resa nella fase verso est nella regione della Terra Nera centrale (del 3-10%) e nelle regioni del sud (del 5-12%) nel periodo 1953-2011 (Figura 5(d)). Una maggiore differenza per il grano primaverile è stata associata alla sua sensibilità alla carenza di precipitazioni e alla siccità durante la stagione di crescita attiva in maggio nella Pianura dell’Europa orientale.
L’aumento dell’umidificazione nel sud della Pianura dell’Europa orientale in maggio nel periodo 1953-2011 nella fase QBO verso ovest può essere spiegato dalla differenza nell’attività ciclonica nelle opposte fasi QBO (Figura 6). La traccia principale della tempesta nella regione è localizzata zonalmente a circa 50°N sull’Ucraina; è spostata verso nord-ovest a circa 35°E in maggio in entrambe le fasi QBO. Tuttavia, la traccia della tempesta si è intensificata fortemente nella fase QBO verso ovest e la massima frequenza del ciclone si è spostata da ovest a est dell’Ucraina nella regione di Poltava-Kharkiv (area I nella Figura 6(a)). Inoltre, l’intensificazione e l’espansione della traiettoria della tempesta hanno portato all’aumento della densità dei centri ciclonici nel sud dell’EPR, nell’Oblast di Rostov e nel Krai di Krasnodar (area II nella Figura 6(a)). La pioggia è associata al passaggio di un ciclone; ha causato l’aumento dell’umidificazione nel sud della Russia europea orientale nella fase QBO verso ovest. Si noti che una differenza significativa nella frequenza delle occorrenze dei cicloni in giugno non è stata trovata (non mostrato).
(a)
(b)
(a)
(b)
Abbiamo analizzato le variazioni della circolazione atmosferica utilizzando le caratteristiche medie dell’attività anticiclonica (composite) per spiegare l’aumento e la diminuzione dell’umidificazione. È stata osservata la diminuzione del contenuto di umidità nel Voronezh Oblast, Rostov Oblast, Volgograd Oblast, Astrakhan Oblast e Repubblica di Kalmykia in maggio e giugno nella fase QBO verso ovest. L’aumento dell’umidità si è verificato nel Caucaso del Nord e nei Pre-Urali meridionali. La ridotta aridità di maggio è associata ad una minore frequenza degli anticicloni (area M1 nella Figura 7(a)) insieme ad una maggiore ricorrenza dei cicloni (Figura 6(a)). Allo stesso tempo, una maggiore frequenza dell’anticiclone nella fase occidentale è stata osservata nel Caucaso del Nord (area M2 nella Figura 7(a)).
La frequenza dell’anticiclone nei Pre-Urali meridionali in maggio in entrambe le fasi QBO è approssimativamente la stessa, ma le dimensioni degli anticicloni sono maggiori lì e quindi aree più grandi sono soggette a condizioni favorevoli alla siccità qui. Inoltre, gli anticicloni più grandi e meno mobili bloccano efficacemente i cicloni a nord del Mar Caspio (area III nella Figura 6(b)).
Come mostrato nella Figura 8, si osservano modelli simili di attività anticiclonica in giugno nelle fasi opposte (nella fase verso ovest: frequenza ridotta degli anticicloni nell’area J1 (Figura 8(a)); aumento della frequenza degli anticicloni nell’area J2 (Figura 8(a)); i cicloni più grandi nell’area J3 (Figura 8(c)). Il massimo dell’area dell’anticiclone nella fase orientale sopra l’est dell’Ucraina difficilmente porta ad un ulteriore aumento dell’aridità nel sud della pianura dell’Europa orientale, a causa della bassa frequenza degli anticicloni (Figura 8(b) e 8(d)).
(a)
(b)
(c)
(d)
(a)
(b)
(c)
(d)
Più precipitazioni e meno frequenza della grave siccità atmosferica sulla pianura dell’Europa orientale in media negli anni della fase QBO verso ovest rispetto alla fase verso est durante il periodo 1953-2011 ha portato a maggiori rese del grano primaverile. Gli effetti osservati sono spiegati dalle differenze di circolazione nelle fasi QBO. Quindi la priorità dell’uso del grano primaverile nella regione della Terra Nera centrale e nelle steppe della parte europea della Russia nella fase verso ovest può ridurre i rischi agricoli. In questo caso, l’oscillazione quasibiennale può essere utilizzata come uno dei predittori affidabili. Tuttavia, questo argomento richiede ulteriori studi che includano gli altri driver dell’influenza sulla resa delle colture.
4. Conclusione
Significativo segnale QBO nelle precipitazioni, siccità atmosferica e resa delle colture in maggio-giugno nel sud della pianura dell’Europa orientale è stato rilevato nel periodo 1953-2011, compreso il periodo di cambiamento climatico attivo. Le aree più grandi delle differenze significative delle precipitazioni e della frequenza della siccità nelle fasi della QBO sono state identificate in maggio. Più precipitazioni e una frequenza di siccità meno grave in maggio e giugno (esclusa l’area a nord del Mar Caspio) sono state osservate nel sud della pianura dell’Europa orientale nella fase QBO verso ovest rispetto alla fase QBO verso est. Le significative differenze di fase ovest/est nelle precipitazioni di maggio erano localizzate nell’Ucraina centrale, nell’ovest della regione centrale della Terra Nera della Russia e nel bacino inferiore del Don. Modelli meno uniformi di precipitazione nel sud della pianura dell’Europa orientale sono stati rivelati in giugno. Le differenze significative nella frequenza di grave siccità in maggio sono state identificate nell’Ucraina centrale e a nord del Mar Caspio. L’analisi ha mostrato che la stessa frequenza in giugno è più bassa nel nord dell’Ucraina, nell’ovest della regione della Terra Nera Centrale, nell’Oblast di Rostov e nel Krai di Krasnodar, ma è più alta nella regione del Volga.
Al tempo stesso, le tendenze di grave siccità nella pianura dell’Europa orientale in entrambe le fasi QBO durante il periodo di cambiamento climatico attivo del 1991-2011 erano spazialmente non uniformi. Le maggiori tendenze di aumento della siccità in maggio e in giugno in Ucraina (soprattutto nelle regioni centrali) e nella regione ad est del Mar d’Azov sono state rivelate nella fase QBO verso est. Tendenze dello stesso segno nella fase QBO verso ovest sono state rilevate solo in Ucraina. Così, l’Ucraina e la regione ad est del Mar d’Azov sono state identificate come le regioni più vulnerabili all’aumento del rischio di grave siccità durante la stagione di crescita attiva alla fine del 20°-inizio del 21° secolo nel sud della pianura dell’Europa orientale.
Le differenze nella frequenza delle precipitazioni e della grave siccità in maggio e in giugno nel periodo 1953-2011 nelle fasi QBO sono spiegate dalle differenze nei modelli di circolazione nelle fasi ovest ed est della QBO. L’intensificazione della traccia della tempesta sulla pianura dell’Europa orientale in maggio nella fase QBO verso ovest ha come risultato la diminuzione dell’umidificazione in Ucraina e al centro della parte europea della Russia. Insieme a ciò, l’aumento dell’aridità nella regione del Volga e nei Pre-Urali meridionali in maggio e in giugno è associato alla maggiore frequenza e/o agli anticicloni estesi più potenti.
Le condizioni meteorologiche in maggio e in giugno negli anni della fase QBO verso ovest nel periodo 1953-2011 erano più favorevoli per la resa. La resa media del grano invernale, del grano primaverile e dell’orzo primaverile nel sud della pianura dell’Europa orientale nella fase QBO verso ovest nel periodo 1953-2011 ha superato la stessa resa nella fase verso est. La differenza della resa del grano primaverile nella parte europea della Russia nella fase QBO verso ovest supera la stessa differenza nella fase verso est nella regione della Terra Nera centrale (del 3-10%) e nelle regioni del sud (del 5-12%) nel periodo 1953-2011. La differenza più alta per il grano primaverile è stata associata alla sua sensibilità alla carenza di precipitazioni e alla siccità durante la stagione di crescita attiva nella pianura dell’Europa orientale.
Conflitto di interessi
Gli autori dichiarano che non vi è alcun conflitto di interessi riguardo alla pubblicazione di questo articolo.
Riconoscimento
Lo studio è stato condotto con il sostegno finanziario del programma accettato dall’Accademia Russa delle Scienze “Desertificazione delle terre aride nel sud della Russia nel contesto dei cambiamenti climatici”.