Il record clamoroso della lotteria di Nenana: i ghiacci artici diventano sempre più granita

Il record clamoroso della lotteria di Nenana: i ghiacci artici diventano sempre più granita

Il famoso climatologo Gavin Schmidt ci informa, sul blog real climate, che il record della Nenana Ice Classic (la scommessa sul giorno in cui il fiume Nenana, che scorre nell’omonima città dell’Alaska, si libera dai ghiacci invernali) è stato di nuovo battuto, quest’anno, dopo che già nel 2016 era stato aggiornato. Il nuovo record aggiorna di ben otto giorni il precedente, relativo al 2016 (essendo il 2016 bisestile, in realtà l’anticipo reale è di nove giorni), il che appare abbastanza clamoroso.

Fig. 1 – Date della rottura del ghiaccio sul fiume Nenana dal 1924 a oggi. Fonte: IARC.

Come viene evidenziato in Fig. 1, il nuovo record si colloca a circa un mese di distanza, in anticipo, rispetto alle medie del trentennio 1981-2010, con i valori più tardivi dal 2014 pari ai valori più precoci prima di tale anno (escludendo 1926 e 1940, quest’ultimo rappresentante la data più precoce prima del 2016).
Schmidt cita l’anomalia di caldo registratasi in Alaska nei primi due mesi dell’anno (Fig. 2) come possibile concausa del record. Il che ci stimola a osservare come sono andate le cose da quelle parti. Per farlo, usiamo – come al solito – le mappe facilmente creabili con i dati NCEP/NCAR.

Fig. 2 – Anomalie di temperatura media superficiale registrate nel Nord America durante i primi due mesi dell’anno 2019, raffrontati alle medie del periodo 1981-2010. Fonte: NCEP/NCAR.

La mappa (Fig. 2) evidenzia come il territorio alaskiano abbia risentito di un’anomalia termica positiva su gran parte del suo territorio, con valori che, nella parte occidentale, hanno superato i 4 °C. Al contrario, una buona metà degli Stati Uniti ha registrato anomalie termiche negative, che in certi punti (la fascia centrale verso il Canada) hanno raggiunto -4 °C.


Fig. 3 – Anomalie di altezza di geopotenziale a 500 hPa registrate nel Nord America durante i primi due mesi dell’anno 2019, raffrontati alle medie del periodo 1981-2010. Fonte:
NCEP/NCAR .

Guardando la mappa (Fig. 3) delle anomalie di altezza di geopotenziale (in parole semplici, la quota alla quale sono misurati 500 hPa di pressione), si notano i valori ampiamente positivi sull’Alaska e quelli negativi che hanno interessato la parte occidentale degli USA e il Canada. In particolare, il valore assoluto dei primi è molto alto e coinvolge tutto il territorio dell’Alaska. Il regime di tempo che ne è conseguito ha avuto caratteristiche più anticicloniche del solito proprio sull’Alaska, con correnti discendenti che hanno contribuito a mitigare le temperature e, quindi, l’anticipo nella fusione dei ghiacci fluviali del Nenana. Al contrario, la fascia centrale degli USA ha risentito di frequenti saccature che hanno apportato aria più fresca del solito, o per più tempo.


Fig. 4 – Anomalie di temperatura media superficiale registrate in Europa durante i primi due mesi dell’anno 2019, raffrontati alle medie del periodo 1981-2010. Fonte: NCEP/NCAR.

E da noi, come è andato il bimestre? La maggior parte dell’Europa ha registrato un’anomalia termica positiva nei primi due mesi dell’anno (Fig. 4), eccezion fatta per la penisola iberica, il bacino occidentale del Mediterraneo (incluso il sud Italia, con la Sicilia più fresca) e quello orientale, e l’estremo nord della Scandinavia. L’area alpina mostra un’anomalia positiva di circa 0.5 °C – non troppo elevata, ma pur sempre positiva – la quale, associata alla scarsa quantità di precipitazioni, ha prodotto una forte riduzione del manto nevoso alpino rispetto alla media.

In definitiva, è ormai da sei anni che il fiume Nenana non apre più i suoi ghiacci dopo metà maggio. Nella serie di misure che data dal 1924, questo non era mai successo. Il record di quest’anno è sicuramente frutto di una situazione meteorologica abbastanza particolare, così come particolare è stato l’inverno anormalmente secco nel nord Italia e, al contrario, è stato molto umido nella zona del Colorado americano (comunicazione personale). Tuttavia è anche vero che non si tratta di un caso unico: in passato, situazioni simili sono già accadute e non facevano anticipare così tanto la data del disgelo. Mentre invece è diventato ormai quasi normale osservare anomalie molto positive su aree prossime al circolo polare artico. Quest’anno è stata l’Alaska a “beneficiarne”.

Fig. 6. – estensione del ghiaccio marino artico: confronto tra i valori del 2019 e le statistiche relative agli altri anni.

Il global warming concorre a “dopare” il sistema climatico, rendendo più facile l’aggiornamento di nuovi record “di caldo” – anche se non necessariamente sempre nelle stesse località – e questo ne è un tipico esempio. Tuttavia, anche se è ancora troppo presto per poter affermare che si sia raggiunto un “tipping point” da quelle parti, la discontinuità nei dati di questa particolare lotteria appare abbastanza preoccupante. Così come appare altrettanto preoccupante la continua riduzione dell’estensione dei ghiacci marini artici, che quest’anno hanno stabilito il nuovo minimo (Fig. 6). Insomma, i ghiacci artici si stanno sempre più trasformando in granite sotto i nostri occhi…

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Perché il mondo vuole dei meteorologi?

Perché il mondo vuole dei meteorologi?

Recentemente è uscito un video, a cura del WMO (World Meteorological Organization, cioé l’Organizzazione Meteorologica Mondiale, la cui sigla in Italia è OMM), che in poco più di quattro minuti spiega perché il lavoro dei meteorologi, e in generale degli idrologi e degli scienziati del clima, va acquistando una sempre crescente importanza nella società moderna.

Il messaggio che viene fuori dal video è del tutto condivisibile. In particolare, tra tutti i punti (che personalmente in gran parte condivido), vorrei sottolineare quando, circa al minuto 3:47, si dice che “i governi debbono investire in più programmi di laurea, più formazione in competenze specialistiche“. Una richiesta sicuramente valida in tutto il mondo, ma ancora di più nel nostro Paese, dove a livello universitario non esiste, attualmente, una laurea in meteorologia, e dove il numero di docenti che insegnano tale materia è estremamente ridotto (nell’ultimo censimento fatto, eravamo in cinque). Se, poi, ci spostiamo nell’ambito delle scienze del clima, il discorso si fa ancora più drammatico, visto che il numero di docenti è ancora inferiore (chi scrive è anche uno dei pochi a insegnare la fisica del clima). Un po’ migliore, invece, è la situazione dei corsi di idrologia, disciplina caratterizzante nell’ambito dei corsi di Ingegneria ambientale.

Un elenco delle risorse disponibili, a livello universitario, nel settore della fisica dell’atmosfera e della meteorologia è disponibile sul sito dell’AISAM (la neonata Associazione Italiana di Meteorologia e Scienze dell’Atmosfera), in particolare a questo link.

Nonostante tutto ciò, la formazione in meteorologia in Italia esiste ed è ottima: lo testimoniano le tante persone che operano in maniera pregevole in questo settore, anche se purtroppo sono dispersi in millemila enti. Non solo: posso dire, per testimonianza diretta, che la preparazione dei nostri laureati è molto apprezzata, anche all’estero, dove spesso essi ottengono facilmente le borse per i corsi di dottorato o postdoc, talora stupendo i ricercatori locali che li esaminano per la loro preparazione.

Tornando al video, siccome mi è sembrato un filmato ben fatto, ho pensato di creare la versione sottotitolata in italiano per chi non è pratico della lingua inglese. Tale filmato si trova qui, oppure anche qui su You Tube.

Qui c’è invece il link alla versione originale, sottotitolata in inglese.

Buona visione!

Global warming update

Global warming update

Il 2016 è ormai terminato, e ci sono già i dati del gennaio 2017, che secondo il database GISS si collocano a +1.175 °C rispetto alle medie del periodo 1880-1909, assunte a valori rappresentativi della media preindustriale. Tale valore è il secondo nella lista dei mesi di gennaio più caldi, dopo il gennaio 2016 (+1.385 °C) e il gennaio 2007 (+1.215 °C) e davanti al gennaio 2015 (+1.075 °C) e al gennaio 2002 (+1.005 °C), gli unici sopra la soglia di 1°C.

Abbiamo quindi deciso di ripresentare i grafici a spirale delle anomalie di temperatura (dati GISS) aggiornati al mese di gennaio 2017 incluso. Qui sotto vediamo la spirale dei soli dati.

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Past (observed) global mean temperatures (GISS data), expressed as anomalies with respect to 1880-1909 period.

A seguire, i grafici che rappresentano i dati prima, e le simulazioni dei modelli dopo, con tre scenari prescelti, sempre espressi come anomalia termica rispetto al trentennio storico 1880-1909, estratti dai membri dell’esperimento CMIP. Il primo visualizza lo scenario con le emissioni più moderate (lo abbiamo definito “low emission”, e si riferisce al RCP 2.6 – ricordiamo che il numero indica la forzante radiativa, in W/m2).

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Past (observed – GISS data) and future (predicted – CMIP RCP 2.6 experiment member) global mean temperatures, expressed as anomalies with respect to 1880-1909 period, according to RCP 2.6 scenario.

Il secondo visualizza i dati e le simulazioni secondo lo scenario RCP 4.5, da noi definito “medium emission” in quanto si pone a metà, come forzante radiativa, tra i vari scenari possibili.

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Past (observed – GISS data) and future (predicted – CMIP RCP 4.5 experiment member) global mean temperatures, expressed as anomalies with respect to 1880-1909 period, according to RCP 4.5 scenario.

Il terzo, infine, visualizza dati e simulazioni secondo lo scenario RCP 8.5, da noi definito “high emission”, in quanto la forzante radiativa ad esso associata è la maggiore.

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Past (observed – GISS data) and future (predicted – CMIP RCP 8.5 experiment member) global mean temperatures, expressed as anomalies with respect to 1880-1909 period, according to RCP 8.5 scenario.

Gli stessi grafici sono qui di seguito visualizzati in modalità lineare. In questi ultimi non si vede ancora il dato relativo al gennaio 2017 in quanto rimarrà visibile sono dopo aver inserito anche il dato di febbraio.

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Past (observed – GISS data) global mean temperatures, expressed as anomalies with respect to 1880-1909 period.

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Past (observed – GISS data) and future (predicted – CMIP RCP 2.6 experiment member) global mean temperatures, expressed as anomalies with respect to 1880-1909 period, according to RCP 2.6 scenario.

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Past (observed – GISS data) and future (predicted – CMIP RCP 4.5 experiment member) global mean temperatures, expressed as anomalies with respect to 1880-1909 period, according to RCP 4.5 scenario.

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Past (observed – GISS data) and future (predicted – CMIP RCP 8.5 experiment member) global mean temperatures, expressed as anomalies with respect to 1880-1909 period, according to RCP 8.5 scenario.

Ci sono pochi commenti da fare a questi grafici, ed ai dati a cui essi si appoggiano: i grafici “parlano da soli”. Il primo, e più banale, commento è che, guardando i grafici, si nota come l’accelerazione impressa negli ultimi anni ha portato i dati a sovrapporsi alle simulazioni dei modelli. Negli scenari che abbiamo definito come corrispondenti a livelli bassi e medi di emissioni, i dati si collocano su valori di anomalia molto elevati, e mostrano come, al momento, lo scenario di “concentration pathway” che più si avvicina ai dati è quello “high emission”, ovvero l’RCP 8.5.

Il secondo commento è che i primi valori disponibili per il 2017, quelli di gennaio, mostrano sì una lieve diminuzione, peraltro attesa (dal momento che l’episodio di El Niño è ormai terminato), ma non così significativa, dal momento che il valore rimane comunque sul podio.

Insomma, guardando all’accordo di Parigi, la strada per far rimanere le anomalie di temperatura entro i 2 °C rispetto ai valori preindustriali appare sempre di più in salita, soprattutto vista la notevole inerzia della politica, mentre l’opzione di rimanere entro 1.5 °C è di fatto ormai irrealizzabile, salvo cataclismi (come, ad esempio, l’arrivo di un grosso e imprevisto meteorite) che porrebbero comunque in secondo piano le questioni climatiche.

L’agonia dei ghiacciai alpini

Riscaldamento globale. Cambiamento climatico. Quante volte abbiamo letto sui giornali queste parole, o le abbiamo sentite nominare in televisione? Beh, recentemente direi abbastanza spesso. Eppure in molte persone rimane una sensazione di dubbio: sarà vero? Oppure è un complotto degli scienziati per avere più fondi?

Gruppo Levanne fotografato nell'agosto 2000

Gruppo Levanne fotografato nell’agosto 2000

Gruppo Levanne fotografato nel luglio 2015

Gruppo Levanne fotografato nel luglio 2015

Questo post non intende dare una risposta a queste domande, ma fornire un elemento su cui meditare. Lo scorso weekend mi sono trovato sul celebre sentiero del Re, in valle Orco, sopra i due laghi artificiali Serrù e Agnel e nei pressi del lago Nero e del lago Losere. Un posto paradisiaco, per inciso, ed infatti siamo proprio nel parco del Gran Paradiso. Camminando, mi sono ricordato di alcune foto che avevo scattato, ancora su pellicola, anni prima, lungo il sentiero.

Ghiacciai Capra e Carro fotografati nell'agosto 2000

Ghiacciai Capra e Carro fotografati nell’agosto 2000

Ghiacciai Capra e Carro fotografati nel luglio 2015

Ghiacciai Capra e Carro fotografati nel luglio 2015

Una volta tornato, ho cercato nel mio archivio e le ho trovate: si riferivano all’agosto 2000, quindici anni fa.Tra l’altro, la ricerca delle foto mi ha fatto pensare come, fino ad una decina di anni fa, cercare una foto significava prendere in mano un album, ripercorrere pagina dopo pagina i momenti passati, con una sensazione anche tattile ed odorosa delle foto. Ora la ricerca si riduce ad un’affannoso scartabellare a destra e a manca, sperando di trovare la maledetta chiavetta che contiene le foto, o almeno il suo backup… nella speranza che i dati non si siano dissolti.

In particolare, ho trovato due coppie di foto con inquadrature molto simili tra loro: evidentemente, i miei gusti fotografici non sono cambiati molto in questi quindici anni. Invece, lo stato dei ghiacciai…

Non pretendo di essere un fotografo professionista; in passato usavo una compatta, ed ora il telefonino. Ma ritengo che le foto siano di fattura sufficiente per permettere di rilevare il cambiamento dello stato dei ghiacciai in questi quindici anni. Per correttezza, premetto che ora siamo a luglio, mentre le foto del 2000 si riferivano ad agosto. La differenza non è banale: un anno fa alcuni passi alti erano ancora impraticabili per neve, in questi giorni. Ora invece solo le cime più alte conservano ancora un po’ di neve fresca, ma sta fondendo in modo rapidissimo grazie all’interminabile ondata di caldo di questo luglio.

Inoltre, spero che questi panorami con neve possano un po’ alleviare la calura di chi è costretto in città.

Si possono vedere cambiamenti nei ghiacciai in soli quindici anni? Dando uno sguardo alle foto, direi proprio di sì. Le maestose lingue glaciali che ancora nel 2000 si protendevano dal ghiacciaio del Nel, di Capra e Carro non esistono più, e sono state sostituite da esili residui di nevato che hanno i giorni contati, grazie ai colpi di zero termico sopra i 4500 metri che si sono susseguiti prima a inizio giugno e poi dai primi di luglio in modo quasi ininterrotto. L’ingrandimento del ghiacciaio del Carro mostra la parte terminale del ghiacciaio morente, interessata da fusione rapida. Il ghiacciaio di Nel presenta tutta una lunga frattura nella sua parte superiore, mentre anche qui la parte inferiore evidenzia un rateo di fusione straordinario.

Zoom sul ghiacciaio del Carro (foto luglio 2015)

Zoom sul ghiacciaio del Carro (foto luglio 2015)

Queste immagini sono emblematiche della tremenda agonia che sta caratterizzando quasi tutti i ghiacciai alpini. Lungo il sentiero, infiniti rivoli di acqua corrente e fresca testimoniano il processo di fusione in atto a tempi supersonici, date le temperature presenti in questi giorni (la stazione ARPA della Gran Vaudala, a oltre 3000 m di quota, ha spesso evidenziato temperature massime superiori a 10 °C in questi giorni).

Ecco, questo è un segno del cambiamento climatico. Lo abbiamo a due passi da casa, sulle nostre amate Alpi Graie. E il segno ci dice che il riscaldamento globale interessa anche le nostre Alpi. Tra altri quindici anni, forse, di questi ghiacciai non rimarranno che sparute chiazze di neve qua e là. O forse neppure quelle… Il ghiaccio non ama valori di zero termico superiori alla quota del Monte Bianco…

Civiltà dei turisti... così si presentavano i dintorni del lago Nero al nostro ritorno.

Civiltà dei turisti… così si presentavano i dintorni del lago Nero al nostro ritorno. E non possiamo neppure chiamarli maiali, perché i maiali sono più puliti!

Eppure… noi esseri umani siamo troppo distratti, e spesso non vediamo questo tipo di segnale, pur se così evidente. Sulle Alpi magari ci veniamo anche, e spesso, ma solo a fare un veloce barbecue, o una rapida camminata e poi via. Rigorosamente in auto, se possibile, e magari pure posteggiando il più vicino possibile al posto prescelto.
Quante volte ho sentito dire “ieri ho passato una splendida giornata in montagna, e respirato aria pura”… magari quella respirata sul ciglio della strada, dove l’aria non è troppo dissimile a quella della città.
E poi, magari, dopo aver mangiato e sbevazzato, i rifiuti li si lascia pure lì in bellavista. Infatti, camosci e marmotte vanno pazzi per la plastica e la carta… e soprattutto per le bottiglie vuote di birra!

L’eclissi solare del 20 marzo 2015

L’eclissi solare del 20 marzo 2015

Nell'immagine, il punto scuro sulla superficie terrestre rappresenta la zona in cui si ha l'eclissi totale di Sole, mentre l'area grigia indica le zone in cui si vede un'eclissi parziale di Sole, con la superficie del disco solare tanto più "intaccata" dalla Luna quanto più ci si viene a trovare vicini alla zona di eclissi totale. Fonte: G. Veneziano.

Nell’immagine, il punto scuro sulla superficie terrestre rappresenta la zona in cui si ha l’eclissi totale di Sole, mentre l’area grigia indica le zone in cui si vede un’eclissi parziale di Sole, con la superficie del disco solare tanto più “intaccata” dalla Luna quanto più ci si viene a trovare vicini alla zona di eclissi totale. Fonte: G. Veneziano.

Il prossimo 20 marzo 2015, in Italia si verificherà un’eclissi solare. Il fenomeno fu osservato sin da tempi molto remoti, e siccome le conoscenze scientifiche dell’epoca non riuscivano a darne una spiegazione plausibile, veniva considerato portatore di sciagure (in questo documento si può trovare un bel riassunto di varie credenze ed aneddoti in diverse epoche storiche).

Oggi sappiamo che un’eclissi è un fenomeno ottico di oscuramento di una parte o anche tutto il disco solare da parte della Luna. Si verifica sempre in condizioni di novilunio o luna nuova. Si tratta di un evento piuttosto raro: Sole, Luna e Terra devono essere perfettamente allineati in quest’ordine; ciò è possibile solo quando la Luna, la cui orbita è inclinata di cinque gradi rispetto all’eclittica, interseca quest’ultima in un punto detto nodo. Quando il nodo si trova tra la Terra e il Sole, l’ombra della Luna passa in alcuni punti della superficie terrestre e si assiste a un’eclissi solare. Se invece il nodo si trova dalla parte opposta, si ha un’eclissi lunare.

Il fenomeno comunque si presenta così come lo vediamo grazie ad una fortunata coincidenza. Infatti, la distanza Terra-Sole è circa 400 volte maggiore della distanza Terra-Luna, ma anche il diametro del Sole è circa 400 volte maggiore del diametro della Luna; proprio perchè questi rapporti sono all’incirca uguali, Sole e Luna visti dalla Terra appaiono praticamente grandi uguali, e la loro dimensione angolare è pari a 0.5 gradi di arco. La Luna colpita dal Sole, proietta un cono d’ombra che, quando raggiunge la Terra, è largo solo 160 chilometri e viaggia a velocità comprese tra i 1800 chilometri orari all’equatore, fino a 7200 chilometri orari a latitudini più elevate, per cui può coprire un punto sulla superficie terrestre solo per alcuni minuti (all’incirca 8-9 all’equatore).

Percorso apparente dell'eclissi dell'11 agosto 1999 in cui si evidenzia la zona di totalità, sull'Europa, e le zone in cui risultò visibile un'eclissi parziale, con l'evidenziazione della percentuale di disco solare coperto dalla Luna. Fonte: G. Veneziano.

Percorso apparente dell’eclissi dell’11 agosto 1999 in cui si evidenzia la zona di totalità, sull’Europa, e le zone in cui risultò visibile un’eclissi parziale, con l’evidenziazione della percentuale di disco solare coperto dalla Luna. Fonte: G. Veneziano.

Dallo spazio un’eclissi solare si presenta come un cerchio di luce oscurata del Sole in moto su tutta la Terra. Ad esempio, questa animazione mostra, a titolo di esempio, la propagazione dell’ombra della Luna sulla superficie terrestre in occasione dell’eclissi di Sole dello scorso 11 agosto 1999. In tale occasione, il percorso della totalità dell’eclisse passò appena a nord dell’arco alpino, dopo aver sfiorato Parigi, e da tutte le città italiane si assistette soltanto ad una eclisse parziale con il disco solare coperto mediamente per il 90% del suo diametro.

Dopo aver visto perchè il fenomeno si verifica, cerchiamo ora di dare una risposta ad un’altra domanda: esistono, e se sì, quali sono le conseguenze di un’eclissi di Sole sulla fenomenologia meteorologica? Per dare una risposta, andiamo ad esaminare i dati raccolti da quattro stazioni meteorologiche in occasione dell’eclissi estiva di Sole sopra menzionata, praticamente l’ultima di un certo rilievo – pur se non totale – vista dall’Italia: quella dell’11 agosto 1999 (di cui qui si trova un interessante resoconto). Come stazioni meteorologiche abbiamo scelto: quella dell’università di Torino, ubicata sul tetto dell’istituto di fisica (da ora in poi UniTo); quella di Torino Buon Pastore, attiva fino al 2008 ed ubicata nella periferia urbana torinese (ToBP); quella dell’università del Piemonte Orientale, sede di Alessandria, ubicata sul tetto dell’edificio universitario (UniAl); e infine quella di Alessandria Lobbi, ubicata presso il casello di Alessandria Est, e quindi in area periferica, lontana dal centro cittadino (Lobbi).

Stazione meteorologica dell'Università a Torino.

Stazione meteorologica dell’Università a Torino.

Stazione meteorologica di Torino Buon Pastore.

Stazione meteorologica di Torino Buon Pastore.

Stazione meteorologica dell'Università ad Alessandria.

Stazione meteorologica dell’Università ad Alessandria.

Stazione meteorologica di Lobbi vicino ad Alessandria.

Stazione meteorologica di Lobbi vicino ad Alessandria.

Di queste quattro stazioni andiamo ora ad esaminare tre grandezze fisiche: la radiazione solare globale, la temperatura dell’aria e la velocità del vento. Premettiamo che i dati a cui facciamo riferimento non hanno la stessa frequenza di acquisizione: quelli relativi alle due stazioni universitarie sono infatti disponibili con frequenze di un dato ogni dieci minuti (UniTo e UniAl), mentre quelli delle altre due stazioni hanno frequenze di un dato ogni mezzora.

La radiazione solare globale mostra, in tutte e tre le stazioni, un brusco calo per un’ora e mezza circa, passando da valori compresi tra circa 600 e 700 W m-2 a valori ovunque inferiori a 100 W m-2 (riscontrati in precedenza tra le 5 e le 6 di mattina), per poi risalire su valori tra circa 730 e 850 W m-2, compatibili con la stagione in corso nel caso di un giorno soleggiato.

Andamento giornaliero della radiazione solare globale (espressa in W m-2) misurata nelle quattro stazioni meteorologiche prese in esame nel giorno 11 agosto 1999.

Andamento giornaliero della radiazione solare globale (espressa in W m-2) misurata nelle quattro stazioni meteorologiche prese in esame nel giorno 11 agosto 1999.

Andamento giornaliero della temperatura dell'aria (misurata in °C) misurata nelle quattro stazioni meteorologiche prese in esame nel giorno 11 agosto 1999. Al fine di evidenziare il fenomeno, il grafico è stato ritagliato tra le ore 8 e le ore 14.

Andamento giornaliero della temperatura dell’aria (misurata in °C) misurata nelle quattro stazioni meteorologiche prese in esame nel giorno 11 agosto 1999. Al fine di evidenziare il fenomeno, il grafico è stato ritagliato tra le ore 8 e le ore 14.

I diversi valori di picco riflettono sia la diversa torbidità del cielo nelle diverse postazioni, sia un’eventuale staratura dei sensori (specialmente per quello di UniAl, se paragonato con Lobbi). Il rapporto percentuale tra il valore minimo (tra le ore 10 e le 11) e massimo (tra le 11:30 e 12:30) del giorno, nei tre siti, vale: 8% per UniTo, 10% per ToBP, 9% per UniAl e 10% per Lobbi.

La temperatura, nelle quattro stazioni, mostra un andamento del tutto paragonabile ed evidenzia un anomalo e brusco calo termico, a metà mattina, proprio – non inaspettatamente – in corrispondenza alle ore dell’eclissi, e quantificabile in 1.5-2.5 °C circa, col minimo posizionato intorno alle ore 11, e di durata praticamente trioraria (dalle 9:30 alle 12:30).

Il modulo della velocità orizzontale del vento è una grandezza che risente, ovviamente, molto di più delle precedenti del posizionamento della stazione meteorologica. Le stazioni di ToBP e Lobbi, ad esempio, sono installate al livello del suolo stradale, ed in esse l’anemometro (non visibile in figura, nel caso di ToBP) non è posizionato in maniera standard, ovvero è posto ad altezze inferiori ai canonici 10 m.

Le stazioni di UniTo e UniAl, invece, sono posizionate sul tetto dei rispettivi edifici universitari, ad altezze di una ventina di metri dal fondo stradale; tuttavia, il palo anemometrico di UniTo (non visibile in figura, in quanto messo nel punto da quale è stata presa la foto) è sopraelevato di 10 m rispetto al livello del tetto, mentre quello di UniAl lo è di soli 2,5 metri. Questo fa ovviamente sì che il dato di UniTo risulti maggiore rispetto a quello delle altre località. In questo caso, inoltre, è anche importante il tempo di media del dato, che per ToBP e Lobbi è di mezzora, e per UniTo e UniAl di dieci minuti. Non ho voluto, tuttavia, manipolare troppo i dati, al fine di mostrare i loro reali andamenti osservati.

Andamento giornaliero del modulo della velocità del vento (misurato in m/s) misurato nelle quattro stazioni meteorologiche prese in esame nel giorno 11 agosto 1999. Al fine di evidenziare il fenomeno, il grafico è stato ritagliato tra le ore 8 e le ore 14.

Andamento giornaliero del modulo della velocità del vento (misurato in m/s) misurato nelle quattro stazioni meteorologiche prese in esame nel giorno 11 agosto 1999. Al fine di evidenziare il fenomeno, il grafico è stato ritagliato tra le ore 8 e le ore 14.

Pur tenendo conto della grande variabilità intrinseca della grandezza fisica modulo della velocità del vento, si nota come, in tre stazioni, i valori centrati sulle ore 11 non mostrano incrementi rispetto a quelli delle ore 10, mentre tendono ad aumentare leggermente verso le ore 12. Fa eccezione ToBP, che invece mostra un valore pressoché stabile in mattinata.

L’analisi combinata dei vari grafici evidenzia come il calo di radiazione solare causato dall’eclissi dell’11 agosto 1999 abbia interrotto il riscaldamento del terreno, e questo abbia rallentato leggermente anche l’intensità della brezza diurna. L’effetto risulta quindi paragonabile a quello dovuto al passaggio di un esteso banco di nubi (a parte le eventuali precipitazioni ad esse associate).

Andamento giornaliero della radiazione solare globale (espressa in W m-2) misurata a UniTo nei giorni 20 marzo degli anni compresi tra il 2005 ed il 2014. Sono ovviamente mostrate soltanto le ore di sole.

Andamento giornaliero della radiazione solare globale (espressa in W m-2) misurata a UniTo nei giorni 20 marzo degli anni compresi tra il 2005 ed il 2014. Sono ovviamente mostrate soltanto le ore di sole.

Vediamo ora, sulla base dei dati registrati nella stazione di UniTo negli ultimi anni, cosa è lecito aspettarsi il prossimo 20 marzo 2015 a livello di quantitativi di radiazione.

Innanzitutto osserviamo i grafici relativi alla radiazione osservata negli ultimi dieci anni (dal 2005 al 2014) nella stazione UniTo. Come si vede dalla figura, nei dieci anni si sono avute giornate con nuvolosità di vario tipo (si notano anche i picchi di radiazione superiori a quelli delle giornate a cielo sereno, nel 2010, dovuti alla riflessione da parte delle nubi in condizioni di cielo poco nuvoloso), per cui l’insieme statistico, pur se limitato a soli dieci anni, risulta abbastanza indicativo della situazione che potrebbe accadere il prossimo 20 Marzo. La curva nera e spessa indica il valore medio nel decennio considerato.

A questo punto, possiamo ipotizzare a quanto ammonterebbe l’oscuramento causato dall’eclissi. Abbiamo fortunatamente già a disposizione tutti i dati astronomici relativi all’eclissi: a Torino, l’eclissi inizierà alle 9:24 e si concluderà alle 11:44, ora locale solare, e la porzione di disco solare arriverà ad un valore massimo del 66% alle ore 10:30. Ipotizzando una variazione lineare della radiazione solare tra il 100% alle 9:22 ed il 66% alle ore 10:30, per tornare al 100% alle ore 11:41 (dati tratti da questa fonte). Pertanto, risulta possibile valutare la radiazione che si sarebbe ottenuta in ognuno dei dieci anni precedenti se vi fosse stata un’eclissi con le stesse caratteristiche, e pertanto valutare la quantità di radiazione che non sarebbe giunta a terra: chiameremo tale quantitativo “radiazione eclissata”. Tali valori sono mostrati nella figura seguente (in basso a destra).

Andamento giornaliero del quantitativo di radiazione eclissata (espressa in W m-2) che sarebbe stata misurata a UniTo nei giorni 20 marzo degli anni compresi tra il 2005 ed il 2014 se si fosse verificata l'eclissi. Per motivi grafici, si è ristretto l'asse dei tempi alle sole ore dell'eclissi (tra le 9 e le 12).

Andamento giornaliero del quantitativo di radiazione eclissata (espressa in W m-2) che sarebbe stata misurata a UniTo nei giorni 20 marzo degli anni compresi tra il 2005 ed il 2014 se si fosse verificata l’eclissi. Per motivi grafici, si è ristretto l’asse dei tempi alle sole ore dell’eclissi (tra le 9 e le 12).

Andamento giornaliero del quantitativo di radiazione media nel decennio 2005-2014 rilevata a UniTo (linea continua) e del quantitativo teorico medio senza la radiazione media eclissata eclissata (linea tratteggiata), entrambe espresse in W m-2.

Andamento giornaliero del quantitativo di radiazione media nel decennio 2005-2014 rilevata a UniTo (linea continua) e del quantitativo teorico medio senza la radiazione media eclissata eclissata (linea tratteggiata), entrambe espresse in W m-2.

Naturalmente, il grafico evidenzia valori di eclissamento diversi in funzione della nuvolosità presente nel giorno in questione. Ci sono due approssimazioni in questo grafico: la prima consiste nell’aver ipotizzato lineare il fattore di eclissamento del disco solare (questa ipotesi, pur se rozza, è – a mio giudizio – abbastanza ragionevole); la seconda consiste nell’aver ipotizzato che, se il disco solare viene elissato di un tot percento, anche la radiazione solare globale ricevuta a terra risulta eclissata della stessa percentuale. Quest’ultima approssimazione, a rigore, sarebbe valida per la sola componente diretta, e non per quella diffusa. Tuttavia, dal momento che, nell’intorno della stazione, la percentuale di eclissamento del disco solare non varia in modo apprezzabile, si può ritenere che anche questa seconda approssimazione comporti errori trascurabili rispetto alla precisione strumentale: il radiometro installato è infatti costituito da una termopila della Eppley Psp con range di misura 0÷2800 W/m² nella banda spettrale 0.285÷2.8 µm e possiede un’incertezza dell’1% (pari a circa 5-10 W/m²).

Considerando il valore della radiazione solare globale media nel decennio, si può far riferimento al grafico (in alto a sinistra) che mostra il valore medio della radiazione osservata e quello della radiazione osservata diminuita del quantitativo eclissato (linea tratteggiata). Sul Piemonte, l’eclissi si verificherà in mattinata, e quindi la radiazione eclissata risulterà essere attenuata, in media, di circa 200 W/m² nel momento del minimo. L’integrale dell’area sottesa tra le due curve fornisce il quantitativo di energia media perduta a causa dell’eclissi.

Radiazione solare osservata presso la stazione di UniTo oggi 15 marzo 2015 fino alle ore 16:00 solari.

Radiazione solare osservata presso la stazione di UniTo oggi 15 marzo 2015 fino alle ore 16:00 solari.

Il valore numerico di tale area è quantificabile in circa 0,88 MJ/m². A titolo di paragone, si può valutare quale sia il consumo di una lampadina ad incandescenza da 100W lasciata accesa per la durata dell’eclissi (circa 2 ore e 20 minuti): si trova 233 Wattora, ovvero 0,84 MJ/m², una quantità paragonabile alla radiazione eclissata per metro quadrato. Naturalmente, non si deve pensare che tale valore corrisponda esattamente al quantitativo di energia prodotta, in quanto la termodinamica insegna che nessun sistema fisico è in grado di trasformare interamente in energia elettrica o termica tutta la radiazione solare ricevuta. Si noti tuttavia come il valore di minimo raggiunto dalla curva media abbia un valore di circa 100 W/m², che risulta pienamente compatibile con il valore di una tipica giornata caratterizzata da cielo coperto. Ad esempio, oggi 15 marzo 2015, data in cui sto ultimando questo post, la radiazione solare globale osservata presso UniTo (i dati sono consultabili in questa pagina) è rimasta fino ad ora quasi sempre inferiore ai 100 W/m², a parte un breve periodo intorno a mezzogiorno; tali condizioni sono peraltro comuni a buona parte dell’Italia settentrionale ed aree limitrofe.

Esempio di ciclone extratropicale: il sistema del 18 dicembre 2007 (fonte: pixgood).

Esempio di ciclone extratropicale: il sistema del 18 dicembre 2007 (fonte: pixgood).

I valori appena calcolati mostrano che l’effetto dell’eclissi non è trascurabile, ma risulta paragonabile all’effetto del passaggio di un sistema di nubi esteso per circa un migliaio di km. In effetti, questa animazione relativa all’eclissi dell’agosto 1999 sulla Terra mostra come l’area interessata dal fenomeno sia risultata paragonabile all’area di nuvolosità di un classico ciclone extratropicale (ovvero di una depressione con annessi fronti freddo e caldo, quali quelle che si presentano sulla nostra testa con una frequenza media di una ogni quattro giorni – si veda ad esempio la figura a fianco), solo in moto molto più rapido: abbiamo infatti detto sopra che il cono d’ombra viaggia a circa 1800 km/h, ovvero 500 m/s, da paragonare con i circa 10-50 m/s che costituiscono la tipica velocità di fase di un ciclone extratropicale: così il transito del cono di ombra e penombra impiega circa 2 ore, mentre il transito dell’area nuvolosa collegata ad un ciclone extratropicale impiega circa 1-4 giorni.

Dal momento che l’Unione europea produce circa 90 GW di energia solare e la produzione si potrebbe ridurre temporaneamente fino a 34 GW, se il cielo sarà sereno, secondo quanto si deduce dalle analisi dei gestori (si veda ad esempio questa analisi), ci si attende che l’eclissi solare del 20 marzo 2015 possa avere un impatto significativo sul sistema di potenza elettrica generato con fonti non convenzionali. A questo proposito, giova ricordare che la riduzione potrebbe non riguardare soltanto la produzione di energia solare, ma anche quella eolica (si veda questo documento). Sicuramente la produzione di elettricità da fonti non convenzionali è aumentata in modo rilevante negli ultimi anni. Nonostante queste considerazioni, tuttavia la mia precedente analisi mostra come il fenomeno dell’eclissi non sembra avere effetti così drammaticamente diversi da quelli prodotti dall’arrivo, sulle stesse zone, di un normale ciclone extratropicale delle medie latitudini, se non per la rapidità del passaggio della zona oscurata. Ciò nonostante, visto che, a parte la nuvolosità del momento, le principali caratteristiche astronomiche dell’eclissi sono note da tempo, il settore elettrico sta comunque adottando le misure del caso in modo da mitigare l’impatto dell’eclissi stessa.

La radiazione ultravioletta è la componente più pericolosa in quanto ha energia sufficiente per spezzare i legami chimici, provocando danni a carico dell’occhio come lo pterigio, la pinguecola, la cheratite, la cataratta senile e la degenerazione maculare senile, nonchè una percentuale maggiore dello sviluppo di tumori a carico della cute perioculare. Fonte: dott. Benedetti.

La radiazione ultravioletta è la componente più pericolosa in quanto ha energia sufficiente per spezzare i legami chimici, provocando danni a carico dell’occhio come lo pterigio, la pinguecola, la cheratite, la cataratta senile e la degenerazione maculare senile, nonchè una percentuale maggiore dello sviluppo di tumori a carico della cute perioculare. Fonte: dott. Benedetti.

Per concludere, vorrei ancora sottolineare un aspetto. L’eclissi di Sole è un fenomeno sicuramente intrigante e il fatto che la radiazione proveniente dalla nostra stella sia ridotta potrebbe indurre a pensare che sia molto meno pericoloso osservare il Sole, magari addirittura ad occhio nudo. Ebbene, non fatelo. Se guardare il Sole pieno ad occhio nudo produce un’immediata sensazione di dolore che costringe a chiudere l’occhio e non è particolarmente dannoso, un’esposizione prolungata può produrre lesioni alla retina e danni all’apparato oculare, soprattutto per effetto dei raggi ultravioletti, mentre la componente infrarossa può riscaldare eccessivamente le pareti oculari. In caso di eclissi parziale, il pericolo tuttavia è maggiore, in quanto la pupilla rimane spiazzata dalla vicinanza tra la porzione di disco solare non ombreggiato e la parte in ombra, e tende a dilatarsi, esponendo quindi maggiormente la retina alla radiazione da parte della porzione di Sole non eclissata ed aumentando il rischio di danneggiamento permanente delle cellule della retina, per di più senza sperimentare alcun dolore. È quindi opportuno utilizzare filtri ottici appropriati, del tipo delle lenti da saldatore, in grado di filtrare opportunamente la componente ultravioletta dello spettro; mentre l’efficacia di dispositivi improvvisato, come ad esempio i vecchi rullini fotografici vergini, rischia di essere minima o nulla, e pertanto è sconsigliata. Allo stesso modo, osservare il Sole con un binocolo senza filtri equivale a concentrare sulla retina la radiazione, ed è operazione dannosissima. Ricordiamoci che un’eclissi dura due ore, ma un eventuale danno all’apparato oculare potrebbe produrre danni permanenti che ci porteremo dietro quindi per tutta la vita. La cautela è d’obbligo!

Ondate di tempesta: l’uragano Sandy

Ondate di tempesta: l’uragano Sandy

Ripropongo qui sul mio blog la traduzione in italiano di un interessante post pubblicato ieri 29 ottobre 2014 su Real Climate, in questo sito. Con l’intento di pubblicizzare un libro sulle conseguenze dell’uragano Sandy negli USA, sono stati estratti da tale libro alcuni passaggi chiave di poche righe nei quali si discute in modo (a mio giudizio) molto chiaro sul funzionamento dei modelli per le previsioni meteorologiche, sui collegamenti tra eventi estremi e cambiamenti climatici, e sulla questione dell’importanza delle politiche di adattamento e mitigazione nella prevenzione dei danni futuri. La questione assume particolare rilevanza pensando che, non più tardi di tre settimane fa, diverse aree del nostro paese hanno subito ancora una volta danni ingenti ad opera di fenomeni estremi. Anche se la genesi dei fenomeni era diversa, la discussione sulla relazione tra il verificarsi di tali eventi ed i cambiamenti climatici in corso appare del tutto adatta, così come appare scritta appositamente per noi anche la discussione sulle opere di mitigazione ed adattamento necessarie per minimizzare danni e vittime.

Ho tradotto la parola inglese “surge” del titolo originale del post (Storm surge: Hurricane Sandy) con l’espressione italiana “ondate”. Non si tratta di una traduzione letterale, ma la scelta è stata veicolata dalla considerazione che il principale effetto distruttivo dell’uragano sulla terraferma è stato causato dalla violenza delle ondate lungo le aree costiere, e dall’allagamento delle zone sotterranee e, talora, anche superficiali da parte di acqua marina proveniente dall’oceano.

Allo stesso tempo, ho tradotto “storm” con “tempesta”, da intendersi non nel senso di grandine ma in quello di sistema meteorologico in grado di provocare danni a causa dell’estrema intensità del vento e, talora, anche delle precipitazioni ad essa associate.

Infine, ricordo che “uragano” (hurricane) è il modo americano di chiamare i cicloni tropicali atlantici, che invece in Asia sono chiamati tifoni (typhoon) ed in Oceania semplicemente cicloni (cyclones o cyclonic storms). Questi sistemi hanno una genesi e dinamica completamente diversa da quelli che si verificano invece alle medie latitudini, e che sono sempre chiamati cicloni ma extratropicali (extratropical cyclones): in quelli tropicali, infatti, l’energia del sistema deriva dalla condensazione del vapore acqueo “aspirato” dal sistema sopra la superficie del mare (e questo è il motivo per il quale, generalmente, tali sistemi si dissipano quando si trovano su mari più freschi o sopra la teraferma, dove la quantità di vapore acqueo è minore), mentre in quelli extratropicali l’energia è insita alla baroclinicità del sistema e proviene dalla differenza di temperatura tra la massa d’aria calda (tipicamente subtropicale) e quella fredda (tipicamente subpolare, talora artica) dal cui scontro ha origine il sistema. Per concludere questa breve digressione, ricordiamo che anche nel Mediterraneo possono formarsi dei cicloni tropicali (vengono chiamati Medicane – crasi di Mediterranean hurricane – oppure TLC – acronimo di Tropical Like Cyclones: si veda questo mio post scritto in occasione dell’ultimo evento verificatosi sul Mediterraneo, nel novembre 2011), anche se sono piuttosto rari (mediamente nell’ultimo quarantennio se ne sono verificati circa uno all’anno); poiché sia la temperatura superficiale sia l’estensione del Mediterraneo sono notevolmente inferiori a quelle di un oceano tropicale, tali sistemi hanno una genesi mista e generalmente rimangono di debole intensità per tutta la loro breve vita.

Veniamo ora alla traduzione del post di Real Climate.

copertina libro Adam Sobel "Storm Surge: Hurricane Sandy, Our Changing Climate, and Extreme Weather of the Past and Future"

La copertina del nuovo libro di Adam Sobel “Storm Surge: Hurricane Sandy, Our Changing Climate, and Extreme Weather of the Past and Future”

Nel secondo anniversario del giorno in cui il Superstorm Sandy ha toccato terra [NdT: 29 ottobre 2012], abbiamo preparato alcuni estratti del nuovo libro di Adam Sobel “Storm Surge: Hurricane Sandy, Our Changing Climate, and Extreme Weather of the Past and Future”. Si tratta di un’ottima lettura che spazia dalla meteorologia dell’evento, alla preparazione, alle risposte e implicazioni per il futuro.

Estratti

Il 28 ottobre 2012, un uragano gigante e deforme ha fatto una svolta a sinistra rispetto alla sua precedente traiettoria verso nord sull’Oceano Atlantico e si è diretto verso la costa del New Jersey. La sera del 29 ottobre, a seguito di un percorso mai osservato in precedenza in 160 anni di osservazioni di uragani sull’Atlantico, il centro della tempesta ha toccato terra nei pressi di Atlantic City.

La dimensione della tempesta, così come la traiettoria, non hanno precedenti nella memoria scientifica. Sandy è stato il più grande uragano mai osservato nei diversi decenni in cui esistono misure di buona qualità delle dimensioni degli uragani atlantici.

Uragano Sandy

Immagine dell’uragano Sandy (fonte: NASA)

Quando toccò terra, venti di burrasca interessarono una gran parte della costa orientale e un enorme gruppo di costruzioni sull’oceano. A nord del centro del ciclone, le correnti orientali di Sandy si spinsero per oltre mille miglia sul mare prima di arrivare a terra, creando enormi ondate: una serie gigante di lente ondate che hanno letteralmente trascinato l’oceano verso l’interno, come un’enorme alta marea, sommergendo alcuni dei territori più densamente popolati, economicamente attivi, e preziosi.

L’entità del disastro è stata storica. A New York, l’acqua non era mai arrivata così in alto almeno dal 1821, se poi. Per le persone nelle zone più colpite, si è trattato di un evento che gli ha rovinato la vita, in alcuni casi letteralmente.

Mentre il bilancio delle vittime è stato contenuto rispetto all’uragano Katrina, ed estremamente basso rispetto a quello dei peggiori disastri causati da cicloni tropicali nella storia recente di tutto il mondo [NdT: si veda, ad esempio, il caso del tifone Haiyan sulle Filippine, nel 2013, che ha fatto oltre seimila vittime], è stato comunque abbastanza alto da essere gravemente scioccante qui, a New York City, dove perdere la vita per un uragano era visto come un qualcosa che accade solo in luoghi lontani. Molte, moltissime persone hanno visto le loro case distrutte, e in alcuni casi interi quartieri. L’uragano ha paralizzato le infrastrutture di uno dei più vivaci centri economici e culturali del mondo per settimane intere. Il danno economico è stato conteggiato in almeno cinquanta miliardi di dollari, e forse ancora di più: 65 miliardi.

Vista aerea della distruzione causata da Sandy nelle aree costiere del New Jersey scattatadurante una missione del 1-150 Assault Helicopter Battalion, New Jersey Army National Guard, il giorno 30 ottobre 2012  (foto U.S. Air Force di Master Sgt. Mark C. Olsen/Released).

Vista aerea della distruzione causata da Sandy nelle aree costiere del New Jersey scattatadurante una missione del 1-150 Assault Helicopter Battalion, New Jersey Army National Guard, il giorno 30 ottobre 2012 (foto U.S. Air Force di Master Sgt. Mark C. Olsen/Released).

Le lezioni fondamentali che possiamo trarre da Sandy ruotano attorno alle previsioni: come facciamo le previsioni del comportamento dell’atmosfera, e il modo in cui vi rispondiamo una volta che sono state fatte. Fare le previsioni del tempo è un’impresa unica. La gente fa previsioni di molti tipi: sui risultati delle elezioni, o sulle partite di baseball, o sulle fluttuazioni del mercato azionario, o su questioni economiche ancor più grandi. Alcune di queste previsioni si basano su modelli matematici. La maggior parte di questi modelli matematici sono statistici, nel senso che usano regole empiriche sulla base di quanto è successo in passato. I modelli utilizzati per le previsioni del tempo (e i loro parenti stretti, i modelli per la previsione del clima), al contrario, sono dinamici. Usano le leggi della fisica per prevedere come il tempo cambia da un momento all’altro. Le leggi che regolano le elezioni o il mercato – le regole del comportamento della moltitudine di persone che determinano i risultati – non sono conosciute bene, se esistono. I modelli devono quindi essere costruiti sull’ipotesi che l’esperienza passata sia indicativa dei risultati futuri. Se le previsioni meteorologiche fossero ancora fatte in questo modo, sarebbe stato semplicemente impossibile da prevedere, giorni prima dell’evento, che l’uragano Sandy svoltasse a sinistra e colpisse la costa americana durante il suo moto verso ovest. Nessun meteorologo aveva mai visto succedere una cosa del genere, perché nessuna tempesta si era mai comportata così. Per la stessa ragione, nessun modello statistico addestrato sulla base del comportamento passato avrebbe riprodotto quanto accaduto come risultato probabile.

Nel caso di Sandy, i meteorologi non solo sono riusciti a vedere questo risultato come una possibilità già oltre una settimana prima del tempo, ma erano abbastanza sicuri che ciò accadesse da quattro o cinque giorni prima che l’uragano arrivasse [NdT: a New York]. Le previsioni, come quelle che abbiamo visto, che hanno previsto come Sandy si è formato e come si è trasferito fin sulla costa, non nascono dal cielo. Sono invece il risultato di un secolo di notevole successo scientifico, a partire dai primordi in Norvegia nei primi anni del 1900 [NdT: la teoria della ciclogenesi della famiglia Bjerkenes]. Il fondamento intellettuale di tutta la costruzione delle previsioni del tempo era l’idea che le leggi della fisica avrebbero potuto essere utilizzate per capire il tempo; un’idea radicale agli inizi del XX secolo. Realizzare questo obbiettivo ha richiesto moltissimi progressi concettuali, nel corso dei decenni, e miglioramenti nella tecnologia (in particolare i computer digitali).

I più gravi problemi evidenziati da Sandy non sono consistiti nelle attività di preparazione subito prima del disastro, o nella risposta all’emergenza immediatamente dopo. Ma sono invecelegati alla costruzione delle nostre coste nell’arco di molti decenni. A lungo termine, inoltre, ci sono state ottime previsioni di ciò che potrebbe accadere al nostro ambiente costruito lungo l’acqua costiera nella zona di New York City. Non si tratta, in questo caso, di previsioni di un singolo evento in una data e ora specifiche, ma piuttosto di valutazioni scientifiche dei rischi di una tempesta così violenta come è stata Sandy, o ancora peggio. Si sapeva da decenni, almeno, che New York è vulnerabile a inondazioni indotte da una tempesta o un uragano. Così come erano anche note le conseguenze che ne sarebbero derivate, a grandi linee. L’inondazione delle linee della metropolitana, ad esempio, era stata immaginata sin dal 1990.

Sandy non ha avuto bisogno dei cambiamenti climatici per verificarsi, e la storia del disastro non ha bisogno di cambiamenti climatici per renderlo importante. Il tema principale di questo libro è Sandy, e si può leggere gran parte del libro senza vedere menzionati i cambiamenti climatici. Ma è un fatto che i cambiamenti climatici si delineano protagonisti sullo sfondo quando cerchiamo di pensare a cosa significhi Sandy per il futuro.

Sandy non è stato solo un estremo colpo di sfortuna, qualcosa che si può supporre non accadrà ancora per qualche centinaio di anni. D’altra parte, non rappresenta neppure “la nuova normalità”, cioè qualcosa che è sicuro che accadrà di nuovo presto, e spesso d’ora in poi.

Quasi certamente si tratta di una via di mezzo. Sarà molto improbabile vedere un altro Sandy quest’anno, o l’anno prossimo, o anche nel prossimo decennio, o nei prossimi due. Non siamo molto più vulnerabili oggi di quanto non lo eravamo un paio di decenni fa. Ma, quando è arrivato Sandy, abbiamo capito di essere più vulnerabili di quanto immaginassimo. E il ritmo del cambiamento sta accelerando.

A causa [NdT: della crescita] del livello del mare, soprattutto, il rischio di ulteriori catastrofi tipo Sandy è in aumento. La scienza degli uragani e dei cambiamenti climatici è ancora giovane, e alcune delle caratteristiche che hanno reso Sandy e le sue ondate così grandi (le loro enormi dimensioni, il carattere ibrido, la svolta a sinistra e l’approdo con traiettoria verso ovest) sono questioni per le quali le connessioni con il clima sono meno note. Ma, a causa dell’innalzamento del livello del mare, si sa che i grandi eventi alluvionali lungo le coste diventeranno più frequenti, quasi indipendentemente da quali siano queste connessioni.

Per quanto riguarda il potenziale di allagamento, ogni metro di innalzamento del livello del mare è equivalente ad un sostanziale aumento dell’intensità delle tempeste. Usando la vecchia scala di intensità degli uragani Saffir-Simpson, quando teneva ancora conto dell’altezza delle ondate di una tempesta (prima che fosse semplificata [NdT: nel 2009] nel tener soltanto conto della velocità massima del vento), il passaggio dalla prima alla seconda categoria, o dalla seconda alla terza, ha fatto diventare molto probabile il vedere un incremento permanente di tre piedi [NdT: circa un metro] del livello del mare, e anche un incremento di sei piedi [NdT: circa due metri] non è affatto fuori questione. Questo è più o meno equivalente ad un aumento di una o due categorie nell’intensità degli uragani.

D’altra parte, il livello del mare sale lentamente. Abbiamo tempo per prepararci. Se ci adattiamo ad esso, poi nel futuro l’innalzamento del livello del mare di un piede [NdT: circa 30 cm] non avrà gli stessi effetti di un innalzamento equivalente oggi, perché saremo più protetti. Potremmo mettere in atto altre difese che avrebbero lo stesso effetto come se avessimo sollevato le nostre città e paesi lungo il mare. Pertanto, un aumento di quattro piedi [NdT: 1.30 m circa] nel futuro non provocherà un disastro come lo farebbe un aumento di quattro piedi oggi. Si tratta di adattamento al cambiamento del clima. Nel linguaggio della politica climatica, la parola “adattamento” si riferisce a qualsiasi azione intrapresa per ridurre i danni del riscaldamento.

Ancora meglio, si potrebbe fare allo stesso tempo anche la mitigazione del clima … Se dovessimo ridurre abbastanza [NdT: le emissioni di gas serra], si potrebbe rallentare in modo significativo il rateo del riscaldamento globale, e conseguentemente il tasso di innalzamento del livello del mare. Una parte del riscaldamento e dell’innalzamento del livello del mare sono già inevitabili, a causa del carbonio che abbiamo già immesso in atmosfera. Ma se dovessimo raggiungere un accordo internazionale serio per trasformare i nostri sistemi energetici in modo che siano più efficienti e facciano più affidamento su fonti rinnovabili come l’energia solare ed eolica – o anche quella nucleare, anche se questo porta un altro insieme di rischi – potremmo intaccare in maniera significativa questo problema.

Però, riusciremo mai a fare qualcosa di tutto ciò?

Il mese di luglio 2014 a Torino visto dalla stazione meteorologica dell’istituto di fisica

Il mese di luglio 2014 a Torino visto dalla stazione meteorologica dell’istituto di fisica

Vediamo come si colloca, dal punto di vista climatico, il mese di luglio appena trascorso esaminando i dati della stazione meteorologica ubicata sul tetto dell’istituto di fisica dell’università di Torino.

immagine della collocazione della capannina meteorologica posta sul tetto dell'istituto di fisica dell'università di Torino, contenente una parte della strumentazione.

Immagine della collocazione della capannina meteorologica posta sul tetto dell’istituto di fisica dell’università di Torino, contenente una parte della strumentazione.

Abbiamo deciso di usare un doppio riferimento climatico in questa analisi: gli ultimi dieci anni (2005-2014, periodo che chiameremo decennio recente), in cui, tra l’altro, i dati della stazione sono disponibili sul web, ed il periodo 1981-2014 (detto periodo lungo); in quest’ultimo caso, i dati relativi a temperature minime e massime, ed alla piovosità giornaliera, relativi ai periodi precedenti al 2005, sono stati presi dalla climatologia di Torino.

Nella fase finale, cercheremo di collocare i risultati all’interno degli andamenti relativi all’Europa ed all’intero planisfero.

Temperature minime: il valore medio mensile di 17,3 °C rappresenta il valore inferiore del periodo lungo; il precedente valore minimo medio si registrò nel 1993, con 17,4 °C. L’anomalia rispetto al valor medio del periodo lungo è di -2,3 °C. I 13,0 °C registrati il 9 luglio non rappresentano però il minimo assoluto, che fu invece registrato il 13 luglio 1981 con 11,0 °C, ma il terzo valor minimo.

Temperature massime: il valore medio mensile di 27,3 °C rappresenta il sestultimo valore inferiore del periodo lungo, e l’ultimo valore del decennio recente; il valore minimo delle medie si registrò nel 1981, con 26,5 °C. Tre anni fa, nel 2011, il valor medio fu simile a quello di quest’anno, con 27,5 °C. In ogni caso, l’anomalia rispetto alla media del periodo lungo è di -1,9 °C. I 32,5 °C registrati il 17 luglio, che sono il valore massimo assoluto del mese, sono molto lontani dal valore massimo assoluto di 36,9 °C del 22 luglio 2006.

Temperature medie: con 21,9 °C il mese di luglio 2014 batte il precedente record negativo del luglio 1981, di 22,0 °C. L’anomalia rispetto alla media del periodo lungo è di -2,5 °C. Relativamente a tutti i valori termici, le anomalie superano la dispersione dei dati intorno al valor medio (deviazioni standard comprese tra 1,3 e 1,5 °C): questo significa che, se assumiamo che la distribuzione delle temperature sia normale, la probabilità di accadimento di un evento compreso tra 1 e 2 deviazioni standard sarebbe compresa tra il 3 ed il 16%.

Piovosità: sul tetto dell’istituto sono caduti 151,6 mm di pioggia, valore lievemente superiore a quello di un anno fa (149,8) e massimo assoluto del periodo lungo, ben superiore al valore medio pari a 62,0 mm (anomalia quindi di +89,6 mm, pari al 145% di pioggia in più). Anche in questo caso, l’anomalia supera la deviazione standard dei dati (41,1 mm).

Ci sono stati 14 giorni di pioggia a luglio (nuovo record: il precedente, di 13 giorni, si verificò nel 1981), molti di più rispetto ad un anno fa (8), pur avendo registrato un quantitativo di pioggia simile, che costituiscono il doppio del valor medio di luglio (7 giorni). In sei di questi giorni è stato superato il quantitativo giornaliero di 10 mm (anche questo dato rappresenta un nuovo record che aggiorna il precedente, di 5 giorni, detenuto dal luglio 2011), a fronte di una media di due giorni. Il valore massimo giornaliero è stato di 34,2 mm, lontano dal massimo assoluto di 64,4 del 1° luglio 1987.

In relazione al decennio recente, possiamo notare come soltanto in cinque giorni sia stata registrata una temperatura massima superiore a 30 °C, a fronte di una media di 14 giorni; parallelamente, la temperatura minima ha superato 23 °C soltanto in un caso, a fronte di una media di 4 casi. L’umidità relativa media è stata del 70%, superiore alla media del 62% e valore massimo del decennio recente. La pressione atmosferica media mensile è stata di 1012,7 hPa: pur non battendo il minimo di 1010,9 hPa, registrato nel 2011, rappresenta un valore inferiore alla media (1014 hPa).

In definitiva, i dati registrati presso la stazione dell’istituto di fisica delineano un mese di luglio con temperature molto inferiori non soltanto al decennio più recente, ma anche al periodo lungo preso come riferimento, in particolare per quanto riguarda le minime e le medie giornaliere. Dal punto di vista pluviometrico, l’apporto di pioggia è stato il maggiore del periodo lungo ed ha quasi uguagliato il quantitativo di un anno fa, distribuendolo però su più giorni di pioggia, il numero dei quali è stato di gran lunga superiore alla media in tutte le soglie di precipitazione, come si deduce anche dal valore elevato dell’umidità relativa media e dal valore inferiore alla norma della pressione atmosferica, nonostante le basse temperature.

Vogliamo sottolineare, in questa sede, che l’analisi si riferisce ai valori di una singola stazione, quella dell’istituto di fisica. Mentre, dal punto di vista pluviometrico, non è lecito attendersi differenze clamorose, per quanto riguarda la pioggia, in occasione di precipitazioni a carattere di rovescio o temporale, è possibile che altre stazioni, anche limitrofe, abbiano registrato quantitativi di pioggia sensibilmente differenti: come noto, infatti, la pioggia è una variabile meteorologica che risente firtemente dalla caratterizzazione geografica e orografica del territorio.

Cerchiamo, ora, di vedere come si collocano i valori termici sopra menzionati all’interno del clima a più grande scala.

La distribuzione delle anomalie delle temperature medie a livello del suolo relativa all’Europa nel mese di luglio 2014 evidenzia una grossa area, che ingloba praticamente l’intero Mediterraneo ed i paesi che si affacciano ad esso da nord (dalla penisola iberica fino al bordo occidentale della Turchia) in cui spicca un’anomalia termica negativa, con valori che, sui Pirenei e lungo la nostra penisola, sfiorano e talora eccedono i -2 °C. Al contrario, tutto il resto dell’Europa e gran parte dell’Atlantico settentrionale evidenziano anomalie positive, che culminano sulla Scandinavia settentrionale, in particolare sulla Svezia settentrionale, dove l’anomalia eccede i +6 °C.

anomalia della temperatura media superficiale rispetto al trentennio di riferimento 1981-2010. Dati NOAA/NCEP.

Anomalia della temperatura media superficiale rispetto al trentennio di riferimento 1981-2010. Dati NOAA/NCEP.

A livello planetario, si nota come siano presenti anomalie termiche negative su Alaska, Stati Uniti orientali, Mediterraneo, Kazakhstan, Siberia e Cina centrali (emisfero nord) e Cile, Sudafrica e Namibia, Australia nordoccidentale e Oceania, e su vaste zone dell’Antartide, compensate da valori positivi i cui massimi sono identificabili in Scandinavia e tutta L’Europa tranne le zone mediterranee, in Antartide a sud della terra del fuoco e dell’Australia, in Canada occidentale ed orientale, in Siberia orientale, India, Africa sahariana, Australia occidentale (si noti che, per esaltare le piccole differenze termiche, i colori nelle due mappe precedenti sono stati limitati all’intervallo tra -4 e +4 °C).

anomalia della temperatura media superficiale nel mondo rispetto al trentennio di riferimento 1981-2010. Dati NOAA/NCEP.

Anomalia della temperatura media superficiale nel mondo rispetto al trentennio di riferimento 1981-2010. Dati NOAA/NCEP.

Queste due mappe dimostrano come i valori termici particolarmente bassi registrati praticamente sull’intero territorio nazionale siano ascrivibili ad un pattern a scala continentale che, in questo periodo estivo, penalizza fortemente la regione mediterranea, che è una delle zone nel mondo densamente abitato che ha fatto registrare l’anomalia termica più negativa. Per inciso, si nota anche come, complessivamente, ovvero a scala globale, l’anomalia termica risulti tutt’altro che negativa.

Che cosa ha provocato questa situazione termica? Possiamo farci aiutare dalla mappa della distribuzione dell’altezza di geopotenziale a 500 hPa: esso rappresenta la quota a cui la pressione vale 500 hPa e, come valore grossolano di stima, si può approssimare al livello di 5500 m circa. Le isolinee su queste mappe rappresentano quindi una stima delle isobare ad un ipotetico livello di 5500 m. La mappa mostra, proprio sulla stessa area mediterranea in cui si è registrata l’anomalia termica negativa, un campo decisamente inferiore alla media, così come c’è un’anomalia negativa anche in corrispondenza delle isole Azzorre, zona in cui, abitualmente, d’estate è presente un’area di alta pressione ben strutturata anche in quota. Si nota, invece, un’anomalia gigantesca sulla Scandinavia.

anomalia dell'altezza di geopotenziale a 500 hPa nel mondo rispetto al trentennio di riferimento 1981-2010. Dati NOAA/NCEP.

Anomalia dell’altezza di geopotenziale a 500 hPa nel mondo rispetto al trentennio di riferimento 1981-2010. Dati NOAA/NCEP.

L’alterazione di questi sistemi barici provoca una rimodellazione di tutto il sistema di correnti a scala sinottica e addirittura planetaria, il cui effetto è l’arrivo fin sul Mediterraneo dei sistemi perturbati atlantici. Vediamo infatti la distribuzione media delle correnti in quota in questo mese di luglio, confrontandola con la media climatica.

Di norma, a luglio il ramo principale delle correnti più intense emerge dal nordamerica e si dirige, in direzione ENE, verso le isole britanniche e l’Europa centrosettentrionale, spingendo in tali zone i sistemi perturbati; l’Europa meridionale ed il Mediterraneo occidentale sono interessate solo di striscio da un ramo secondario di tali correnti, in direzione ESE.

andamento medio delle correnti a 500 hPa nel mondo riferito al trentennio di riferimento 1981-2010. Dati NOAA/NCEP.

Andamento medio delle correnti a 500 hPa nel mondo riferito al trentennio di riferimento 1981-2010. Dati NOAA/NCEP.

In questo mese di luglio, invece, il ramo principale delle correnti si è diviso in due parti al largo delle isole britanniche: il ramo più robusto ha circumnavigato la Scandinavia per poi ritornare quasi da N sul Kazakhstan , mentre l’altro ramo, anch’esso intenso, si è diretto sul Mediterraneo, attraversando la penisola iberica e rinforzandosi (probabilmente per motivi orografici) proprio sul Mediterraneo occidentale.

andamento delle correnti a 500 hPa nel mondo nel mese di luglio 2014.  Dati NOAA/NCEP.

Andamento delle correnti a 500 hPa nel mondo nel mese di luglio 2014. Dati NOAA/NCEP.

L’intero anello di flussi occidentali che, alle medie latitudini, circonda l’emisfero nord (e che può essere ascritto alle note correnti di Rossby) appare molto meno intenso e più ondulato del solito, di modo che le onde di Rossby risultano molto più ampie di quanto normalmente non succeda a luglio. Notiamo, per inciso, che anche nell’emisfero sud le correnti sull’oceano indiano risultano nettamente meno intense del solito, pur mantenendo la loro struttura e direzione.

Queste mappe mostrano chiaramente come la circolazione a grande scala abbia assunto caratteristiche anomale nel passato mese di luglio, con deviazioni più vistose proprio sulla zona atlantica e dell’Europa, con conseguenti ripercussioni sui valori termici e sulla piovosità.