Il TLC Qendresa I sfiora la Sicilia

Il TLC Qendresa I sfiora la Sicilia

Linee di corrente che evidenziano i venti

Linee di corrente che evidenziano i venti. Fonte: Earth.

Dopo tre anni dall’ultimo evento, il TLC che si era sviluppato pochi giorni dopo l’alluvione di Genova del 2011, ecco ripresentarsi un altro sistema con caratteristiche tropicali sul Mediterraneo, qui evidenziato dalle pittoresche linee di corrente che si attorcigliano su loro stesse. Si tratta del nucleo centrale della depressione Qendresa I (nome dato al sistema dall’università di Berlino), che nei giorni scorsi ha attraversato l’intera penisola provocando diversi nubifragi da nord a sud, o in modo diretto o con le correnti ad essa associate. Non appena questa saccatura ha toccato il nord Africa, la sua parte centrale si è trasformata in un sistema tropicale, quelli che nel Mediterraneo sono chiamati TLC (Tropical Like cyclone) oppure Medicane (Mediterranean Hurricane). Tale sistema, che si presenta sul Mediterraneo con una cadenza di circa un evento all’anno, come detto, mancava da circa tre anni. Si presenta in un periodo che statisticamente risulta come uno dei più probabili per fenomeni di questo tipo.

Immagine satellitare del ciclone Qendresa poco dopo la sua formazione

Immagine satellitare del ciclone Qendresa poco dopo la sua formazione. Fonte: Eumetsat.

I sistemi prettamente tropicali 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 terraferma, 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. I TLC sono piuttosto rari (mediamente nell’ultimo quarantennio se ne sono verificati circa uno all’anno) e, poiché sia la temperatura superficiale sia l’estensione del Mediterraneo sono notevolmente inferiori a quelle di un oceano tropicale, hanno una genesi mista (ovvero si formano quando esiste una forzante esterna che crea una rotazione delle correnti) e generalmente rimangono di debole intensità per tutta la loro breve vita.

Traiettorie previste per il minimo del ciclone Qendresa (ricostruzione manuale mia)

Traiettorie previste per il minimo del ciclone Qendresa (ricostruzione manuale mia)

Il sistema si è formato nelle prime ore della mattina di oggi, forzato da un approfondimento bariclino favorito dal contrasto tra l’aria fredda subpolare che ha fato irruzione sin dai giorni scorsi nel Mediterraneo ed il richiamo di aria calda africana. Le correnti previste a mezzogiorno sembravano indirizzarlo nelle prossime ore tra Malta e Pachino, con fluttuazioni di percorso abbastanza minime tra diversi modelli di previsione, di diversa tipologia, risoluzione ed inizializzazione. L’immagine, creata dal sottoscritto, rivela infatti le traiettorie previste dai due modelli BOLAM di ARPA Liguria e dai tre WRF del LAMMA. Come si vede, alcuni run modellistici (per la verità, la maggior parte di essi) prevedevano che il sistema curvasse verso nordest, quindi penetrando nel territorio siciliano, per poi curvare verso sudest ed uscirne, passando nei pressi di Pachino, o leggermente più a nord. Altre simulazioni invece mostravano una traiettoria più meridionale (vicina a quella effettivamente avutasi), che avrebbe lambito più l’isola di Malta che non la Sicilia.

Fascio di traiettorie prevedibili per il ciclone Qendresa

Fascio di traiettorie prevedibili per il ciclone Qendresa (ricostruzione mia)

A mezzogiorno, quindi, sarebbe stato possibile creare una mappa come quella a fianco, tipica delle zone tropicali,  che indicava il percorso medio del sistema e l’area su cui si sarebbe allargato. Normalmente, per i sistemi tropicali, la figura geometrica che racchiude le traiettorie possibili si allarga col tempo, mentre in questo caso si osserva un restringimento della stessa dopo aver superato l’asse tra le coste orientali della Sicilia e Malta, in quanto le condizioni bariche previste per la giornata di domani dovrebbero comunque indirizzare il minimo barico verso sudest.

Nella realtà, la traiettoria seguita dal sistema lo ha portato a passare esattamente sopra l’isola di Malta (dove si trova in questo momento, ovvero le 18 ora solare), seguendo una traiettoria pressochè lineare a partire dal punto in cui si è formato, al largo della Tunisia.

L'occhio del ciclone Qendresa alle 16 UTC.

L’occhio del ciclone Qendresa alle 16 UTC. Fonte: sat24.com

Il sistema ha sviluppato caratteristiche anche visive tipiche di un sistema tropicale. Oltre al nucleo caldo, in realtà non molto visibile dalle mappe dei modelli in quanto presenta una differenza termica rispetto all’aria circostante dell’ordine di 1 °C, si nota chiaramente dall’immagine satellitare che il sistema ha un occhio ben sviluppato, attorno al quale svettano nubi torreggianti. I sistemi mediterranei sono meno intensi del fratelli maggiori che si sviluppano sopra i mari tropicali (quelli che vengono chiamati uragani, tifoni o cicloni a seconda della zona del mondo in cui si formano), per via delle temperature decisamente più contenute che trovano sul Mediterraneo, ed i danni attesi dal passaggio di tali sistemi sono legati prevalentemente all’intensità del vento, come dettaglieremo a breve.

Velocità del vento stimate da dati scatterometrici

Velocità del vento stimate da dati scatterometrici. Fonte: NOAA.

Nelle ore centrali della giornata, i dati degli scatterometri indicano velocità del vento a terra dell’ordine del 50 nodi, ovvero circa 90 km/h, in linea con i valori previsti dai modelli a mesoscala. Tuttavia, si tratta di velocità medie: i valori istantanei potrebbero essere più elevati.Ricordiamo a tal proposito che i sistemi tropicali sono generalmente catalogati, seguendo la scala di Saffir-Simpson, in cinque categorie. Il primo grado della scala prevede venti al suolo di intensità compresa nel range 64-82 kt (kt significa nodi), ovvero 119-153 km/h, e tale valore rappresenta la il valore più elevato delle medie del vento su 10 minuti. Seguendo questa definizione, se il TLC Qendresa I si fosse sviluppato ai tropici, sarebbe stato catalogato come “tropical storm” (tempesta tropicale) e non come un vero ciclone tropicale. Tuttavia, dato che sul Mediterraneo tutti i sistemi del tipo TLC sono deboli, convenzionalmente non si considerano queste distinzioni. Dal punto di vista previsionale, le velocità registrate dovrebbero mantenersi fino alle prime ore del mattino di domani, quando il sistema oltrepasserà la Sicilia.

Prima di passare a vedere quale sarà l’evoluzione del sistema dopo il passaggio nei pressi della Sicilia è doveroso fare un cenno sulle capacità di previsione da parte dei modelli numerici. Guardando le traiettorie previste da modelli diversi, notiamo come sia presente, proprio nei pressi di Malta, un’imprecisione di poche decine di km.

Situazione prevista dal modello IFS dell'ECMWF per le ore 00 UTC di domani sabato 8 novembre.

Situazione prevista dal modello IFS dell’ECMWF per le ore 00 UTC di domani sabato 8 novembre.

Pur tenendo conto del fatto che l’esatta collocazione del minimo può avere pesanti ripercussioni sugli eventuali danni, è necessario e doveroso dire che, anche a poche ore di distanza, una localizzazione con una precisione della decina di km per un sistema di questo tipo è ancora un obbiettivo utopistico. consideriamo anche un altro aspetto: nel Mediterraneo tali sistemi sono abbastanza rari e producono, in fondo, meno danni di altri tipi di sistemi, come i temporali di forte intensità. Inoltre, nessuna nazione che si affaccia sul Mediterraneo possiede un servizio che segua la genesi e l’evoluzione di tali sistemi (come avviene per le nazioni tropicali), né modelli opportunamente calibrati per seguirne le fasi di sviluppo. Dal mio punto di vista, pertanto, giudico come molto buone le performance dei modelli a mesoscala, che comunque hanno previsto bene nelle tempistiche il fenomeno, tenendo conto che comunque anche i modelli globali (p.es. l’IFS dell’ECMWF, che – ricordiamo – ha un passo griglia di una quindicina di km) avevano evidenziato la possibilità di formazione di questo minimo, localizzandolo abbastanza precisamente.

Mappa delle temperature superficiali del mare (SST)

Mappa delle temperature superficiali del mare (SST). Fonte: IMGV.

Indipendentemente da quale sarà la traiettoria, tuttavia, gli effetti saranno simili, e le zone più colpite saranno comunque le coste della Sicilia orientale (oltre che – per ovvi motivi – quelle maltesi), in quanto tutta la fascia costiera compresa tra Catania e Pachino sarà direttamente esposta al vento orientale ciclonico. A causa della presenza di nubi torreggianti si verificheranno anche precipitazioni di intensità moderata o forte, ma queste ultime non saranno comunque più intense delle precipitazioni normalmente associate ai temporali già verificatisi in zone adiacenti nella giornata odierna. I TLC infatti sono generalmente deboli e il loro principale effetto è perlopiù legato alla ventosità, ed ai fenomeni ad essa associati (mareggiate e fenomeni di storm surge, eventualmente amplificati da configurazioni locali).

Mappa delle anomalie di temperatura superficiale del mare, ovvero la differenza tra il valore attuale e quello medio clomatico del periodo

Mappa delle anomalie di temperatura superficiale del mare, ovvero la differenza tra il valore attuale e quello medio clomatico del periodo

Nella giornata di domani, il TLC Qendresa I tenderà a perdere intensità e si ritrasformerà in un normale piccolo ciclone extratropicale; gradualmente, nel corso della giornata, il minimo di pressione si “colmerà” durante il suo transito verso ESE sul Mediterraneo centrale, fino a sparire. Questo nonostante il sistema entri in un mare ancora più caldo di quello già abbastanza caldo (per il periodo) sul quale si è formato, sia a livello assoluto che in termini di anomalia. La mappa mostra anche come il passaggio della saccatura nei giorni scorsi abbia riportato più vicino alla norma le temperature del Mediterraneo occidentale, ad ovest della Sardegna, mentre tutti il Mediterraneo centrale risulta ancora molto più caldo della media stagionale, con valori termici tipici di un inizio autunno. Proprio la considerazione che la presenza di una mare caldo, e quindi in teoria favorevole allo sviluppo ulteriore di un TLC, non sia sufficiente a farlo rinvigorire dopo il transito su Malta dimostra come la meteorologia dei sistemi di tipo tropicale sia molto complessa e difficile da prevedere, e mette in risalto le performance non poi così male dei tanto bistrattati modelli meteorologici.

Pubblicato il 7 novembre 2014 @17:42.

Aggiunta del giorno dopo: segnalo anche il bel post di Antonello Pasini sullo stesso argomento, dal titolo: “Ci mancava solo il ciclone“.

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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?

La circolazione atmosferica nel nostro emisfero dall’inizio del 2014

La circolazione atmosferica nel nostro emisfero dall’inizio del 2014

L’inizio dell’anno è stato caratterizzato da una circolazione atmosferica un po’ particolare. La figura sottostante (tutte le mappe mostrate in questo post le ho realizzate con i dati prelevati dal sito NOAA/NCEP) mostra il valore medio dell’altezza di geopotenziale a 500 hPa (che può essere intesa in prima approssimazione come la quota alla quale la pressione è di 500 hPa, ovvero circa la metà di quella al livello del mare) nei primi 42 giorni del 2014. Le isoipse a tale quota ci dicono come si muovono, in media, le correnti. Nel seguito, abbrevierò la dicitura “altezza di geopotenziale” semplicemente con “geopotenziale”, valore ad essa proporzionale anche se propriamente quest’ultima è un’energia potenziale per unità di massa.

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Valore medio dell’altezza di geopotenziale a 500 hPa relativo ai primi 42 giorni del 2014 (in m). Dati NCEP/NCAR.

Si nota che la stuttura, identificabile dalla macchia azzurro-violacea più scura, che raggruppa i valori delle altezze inferiori, presenta cinque “punte”, abbastanza elongate e strette, raggruppate in due grossi lobi: uno è disposto tra l’America settentrionale, parte orientale, e le coste occidentali europee, mentre l’altra si estende dagli Urali alle coste nordorientali asiatiche. Il nucleo centrale di tale configurazione possiede la forma di una grossa Z in cui i due bracci hanno praticamente gli stessi valori.

Il lobo atlantico, molto allungato, nella zona colorata di giallo-verde indirizza, in media, delle correnti sudoccidentali dall’oceano Atlantico: tali correnti rappresentano delle linee guida che hanno diretto innumerevoli saccature in questo inizio di anno verso il Mediterraneo, saccature che, una volta giunte nei pressi delle Alpi, hanno dato il via a classici episodi di ciclogenesi sottovento alle Alpi (come Buzzi, Speranza e Tibaldi ci hanno insegnato in tutta una serie di magistrali articoli scritti negli anni ’80-’90: si veda ad esempio qui).

Anche le isole britanniche sono state colpite in pieno da correnti sudoccidentali intense (le isoipse sono molto ravvicinate) che hanno sospinto i fronti scaricandoli sulle prime alture che hanno trovato nel loro tragitto, e cioè le modeste colline inglesi (culminanti nel Ben Nevis, ma tanto basta…), e con essi tutta l’umidità raccolta nel tragitto sopra l’oceano Atlantico, nella parte centrale parzialmente scaldato dalla corrente del Golfo e quindi ricco di umidità. Il terreno inzuppato di acqua a causa delle abbondanti precipitazioni, l’assenza di evapotraspirazione nelle pause tra le piogge (a causa dei valori termici limitati e del fatto che, in questa stagione, le piante non hanno ancora le foglie), la presenza di pendii molto dolci o quasi inesistenti, e quindi correnti fluviali lente a trasportare le piene verso le foci sono le concause che stanno mettendo in ginocchio le isole britanniche in questi giorni. Un altro aspetto non trascurabile è costituito dai valori termici relativamente alti, che non permettono nevicate neppure sulle alture, favorendo quindi la raccolta dell’acqua piovana sull’intera superficie dei bacini.

Un’altra caratteristica rimarchevole nella mappa è costituita dai valori superiori alla media assunti dal geopotenziale sulle regioni subtropicali orientali dei due oceani Atlantico e Pacifico, rispetto ai valori medi. Soprattutto sull’Atlantico, questo fatto comporta isoipse più ravvicinate alle medie latitudini, e quindi correnti più intense. L’ondulazione più pronunciata del lobo americano e la corrispondente anomalia positiva sul Pacifico tropicale orientale comporta allo stesso modo correnti più intense e più meridionali sull’America settentrionale, che appare tagliata in due parti all’incirca a metà: la parte orientale sotto l’influenza del lobo, e quindi delle correnti più fredde, e quella occidentale invece sotto l’influenza del promontorio sul Pacifico, e quindi dell’avvezione calda.

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Valore medio dell’altezza di geopotenziale a 500 hPa relativo ai primi 42 giorni di ogni anno tra il 1981 e il 2010 (climatologia, in m). Dati NCEP/NCAR.

L’andamento della media climatica relativa al periodo 1981-2010 ed allo stesso intervallo di giorni (qui sopra) mostra una struttura media con tre grossi lobi, dei quali i due principali risultano meno elongati di quanto non sia avvenuto nel 2014. In media, l’area di minimo è compresa tra il polo Nord e la baia di Baffin, con un lobo meno intenso rivolto verso il Giappone, ed uno appena abbozzato sugli Urali. Nel 2014 i due lobi principali sono invece della stessa intensità, molto superiore alla media, e sono anche molto elongati, mentre c’è un piccolo promontorio anticiclonico sulla Scandinavia. Il lobo Atlantico nel 2014 coinvolge anche le latitudini medioalte, interessando Canada e USA orientali e allungandosi fino alle isole britanniche, con isoipse disposte quasi lungo i paralleli sull’Atlantico. Notiamo come, nella configurazione media, il bacino occidentale del Mediterraneo sia interessato da correnti provenienti da Ovest-Nord-Ovest, e le isoipse siano ivi divergenti e allargate, segno di correnti non molto intense, a differenza di quanto riscontrato, invece, nel 2014, la cui configurazione mostrava isoipse raggruppate, e quindi correnti mediamente più intense, provenienti da sudovest.

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Anomalia dell’altezza di geopotenziale a 500 hPa relativa ai primi 42 giorni tra il 2014 ed il periodo 1981-2010 (in m). Dati NCEP/NCAR.

L’anomalia del geopotenziale a 500 hPa del 2014 rispetto al periodo medio di riferimento, sempre per i primi 42 giorni dell’anno, ovvero la differenza tra le due mappe precedenti, mostra valori inferiori alla media alle latitudini medioalte dell’oceano Atlantico e su Stati Uniti e Canada orientali, e, in misura minore, sulla Siberia, e valori decisamente superiori alla media sulle zone polari e anche subtropicali dell’oceano Atlantico. In particolare, si nota come l’anomalia più negativa, sull’oceano Atlantico settentrionale, sia posta in mezzo a due zone con anomalia positiva, rispettivamente poste vicino al polo Nord e poco ad est degli Stati Uniti sudorientali.

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Valore medio del vento a 500 hPa relativo ai primi 42 giorni del 2014 (in m/s). Dati NCEP/NCAR.

È interessante osservare come i valori del geopotenziale si ripercuotano sulle correnti alla stessa quota barica. In sequenza, sono riportate le velocità del vento relative a 500 hPa per il 2014, per il periodo climatico di riferimento 1981-2010, e l’anomalia delle stesse.

Nel 2014, si ha una zona di forti correnti zonali tra le coste orientali degli Stati Uniti e del Canada, e la penisola iberica; la velocità del vento in questa zona è superiore a quella che si riscontra sul Pacifico orientale alle stesse latitudini medioalte. È inoltre rimarchevole la netta curvatura delle correnti nei pressi delle isole britanniche, interessate da correnti sudoccidentali molto intense.

climo_wind500hPa

Valore medio del vento a 500 hPa relativo ai primi 42 giorni di ogni anno tra il 1981 e il 2010 (climatologia, in m/s). Dati NCEP/NCAR.

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Anomalia della velocità del vento a 500 hPa relativa ai primi 42 giorni tra il 2014 ed il periodo 1981-2010 (in m/s). Dati NCEP/NCAR.

Tale andamento è sensibilmente differente da quello medio, che mostra invece la presenza di venti più intensi sul Pacifico che non sull’Atlantico, e una curvatura molto più dolce delle correnti in arrivo sull’Europa nordoccidentale. Anche i flussi in transito sul Mediterraneo occidentale sono moderati occidentali, e non forti sudoccidentali come è avvenuto nei primi giorni del nel 2014. Si nota anche come, sul nord America, le correnti abbiano un andamento più occidentale e meno settentrionale, almeno in media, rispetto a quanto avvenuto nel 2014.

Questa differenza è ben evidente sulla mappa dell’anomalia del vettore velocità del vento orizzontale a 500 hPa, ovvero la mappa delle differenze tra le due mappe precedenti. Essa evidenzia sia i venti più intensi della media sull’Atlantico centrale che la forte curvatura presente ad ovest delle isole britanniche, che su questa mappa si configura proprio come se si trattasse di un ciclone secondario.

Passiamo ora ad analizzare le mappe relative alla quota barica di 100 hPa. In atmosfera standard, 100 hPa corrispondono a circa 16 km di quota, un livello che, d’inverno, a latitudini polari o delle medie latitudini, si trova nella bassa stratosfera, poco sopra la tropopausa che, come noto, rappresenta il limite superiore della troposfera.

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Valore medio dell’altezza di geopotenziale a 100 hPa relativo ai primi 42 giorni del 2014 (in m). Dati NCEP/NCAR.

Perchè uno dovrebbe guardare delle mappe relative a quote così elevate? La circolazione atmosferica a quote così alte è molto meno distorta di quella relativa alla troposfera, e risente in pratica soltanto dei “disturbi” a grande scala. Questo poiché la stratosfera è uno strato caratterizzato da una elevata stabilità termica, dovuta al fatto che ivi la temperatura cresce con la quota.

La prima mappa che mostriamo si riferisce ai primi 42 giorni del 2014. Si nota come siano presenti due lobi, quasi della stessa intensità, molto elongati verso sud. Uno dei due si estende in Asia fino a sfiorare la Mongolia, mentre l’altro abbraccia la parte orientale del continente nordamericano. Si può notare ache come, in corrispondenza di Alaska e Scandinavia, sia presente una rimonta di alti valori digeopotenziale, che favoriscono così una struttura simile al numero OTTO.

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Valore medio dell’altezza di geopotenziale a 100 hPa relativo ai primi 42 giorni di ogni anno tra il 1981 e il 2010 (climatologia, in m). Dati NCEP/NCAR.

L’andamento climatologico (media del periodo 1981-2010) della circolazione a questa quota è invece normalmente trilobato. Il lobo europeo, il cui asse si trova in pratica sugli Urali, è il meno evidente dei tre, ma anche gli altri due, pur essendo posizionati, come asse, quasi esattamente come nel 2014, appaiono molto meno profondi ed elongati, così come la rimonta di alto geopotenziale evidente nel 2014 sul nord Europa non fa parte delle caratteristiche climatiche della circolazione a queste quote. Notiamo anche come le correnti atlantiche, dirette dall’America verso l’Europa alle medie latitudini, appaiano molto più tese nel 2014 di quanto non lo siano in media.

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Anomalia dell’altezza di geopotenziale a 100 hPa relativa ai primi 42 giorni tra il 2014 ed il periodo 1981-2010 (in m). Dati NCEP/NCAR.

L’esame della mappa relativa all’anomalia di geopotenziale a 100 hPa del 2014 rispetto alla media climatica evidenzia proprio le peculiarità del 2014: la presenza dei due lobi molto più profondi ed elongati verso sud su Asia e America, l’assenza del lobo europeo, sostituito da un’anomalia positiva di geopotenziale sulla Scandinavia, e l’anomalia positiva presente anche sull’Atlantico tropicale. Queste caratteristiche si ripercuotono sull’intensità delle correnti, che nel 2014 fluiscono molto più velocemente e vorticosamente sull’Asia, sul nord America e sull’Atlantico.

Anche la mappa delle anomalie termiche superficiali è notevole. Nei pressi del polo nord è presente un’area con oltre +14°C di anomalia, e comunque tutte le aree colorate di giallo, arancione e rosso evidenziano anomalie di oltre 6°C nell’intera zona artica.

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Anomalia della temperatura media superficiale relativa ai primi 42 giorni tra il 2014 ed il periodo 1981-2010 (in °C). Dati NCEP/NCAR.

La mappa evidenzia come il freddo si sia spostato seguendo i lobi del geopotenziale, coinvolgendo in primis la Siberia e il Kazakistan, dove si sono registrate anomalie termiche fredde comprese tra -6 e -12 °C (di cui nessuno ha parlato sui media), e poi anche Canada ed USA orientali (con anomalie tra -2 e -6 °C, valori sicuramente ragguardevoli, ma che hanno raggiunto la notorietà della cronaca soltanto perchè hanno interessato le zone ad alta densità di popolazione abitate dalla prima nazione del mondo.

A prima vista, la mappa potrebbe apparire “poco colorata”, ma la cosa non inganni: le aree con variazioni tra +/-2°C sono infatti bianche, e 2°C non sono poca cosa. Ad esempio, l’area del Mediterraneo occidentale, che ci comprende, possiede un’anomalia termica compresa tra +1 e +2 °C. È tanto o poco? Tradotta in incremento del livello della quota neve, ad esempio, o anche di livello dello zero termico, 2°C in più significano quasi 300-400 metri di quota più elevata, in media. Non è certamente poco, considerando che 300-400 metri di quota in più significano una buona percentuale di bacino che riceve pioggia invece di neve, e quindi acqua che è in grado di entrare subito in circolo e trasformarsi in portata fluviale.

La mappa sopra riportata dell’anomalia termica rende conto di alcune notizie di cronaca, almeno per quanto riguarda il lobo del vortice polare che si è disteso sopra una porzione degli USA: quella orientale. Hanno fatto grande notizia (si veda ad esempio questo post) soprattutto le basse temperature registrate negli stati orientali degli USA in occasione di ripetute ondate di gelo associate a tempeste di neve, che hanno colpito anche le coste orientali in questo inizio del 2014. Ha fatto invece molto meno scalpore il record di caldo registrato in Alaska nello stesso periodo (per trovarne notizia occorre andare sui siti e blog meteo specializzati, come questo; i media classici hanno appena accennato la cosa), mentre uno spazio più ampio è stato dedicato alla siccità californiana (vedi qui), che non è stata attenuata dalle recenti piogge (vedi qui). Sebbene tali notizie siano state anche usate dai negazionisti dei cambiamenti climatici come prova per affermare che il riscaldamento globale è una bufala (per esempio leggere qui), il mondo scientifico si è invece interrogato cercando di capire se questo sia veramente un segnale di cambiamento globale del tempo meteorologico associato al global warming. In particolare, si è cercato di capire se le estensioni minime della copertura glaciale artica nella stagione calda (a settembre) possa avere avuto un ruolo determinante nelle anomalie climatiche invernali, che recentemente hanno visto frequentemente fuori posizione il vortice polare.

Uno dei ragionamenti che è stato fatto è che il motore che guida le correnti a scala globale è la differenza di altezza di geopotenziale tra le zone del polo nord e quelle tropicali. In condizioni cosiddette “normali” (ovvero, nel clima del secolo scorso), il gradiente termico tra polo nord ed equatore ha un certo valore, fluttuante tra anno ed anno per effetto delle oscillazioni interannuali e dei fenomeni di teleconnessione, ma comunque pari ad un certo valore medio. Per effetto della maggiore fusione estiva della calotta glaciale artica, si ipotizza che una maggiore porzione di acqua superficiale nell’artico riceva ed immagazzini energia nel tardo autunno ed inizio inverno, prima cioè che la calotta di ghiacio stagionale si riformi. L’incremento termico conseguente, in linea con i rapidi e vistosi aumenti di temperatura registrati nell’artico, potrebbe far calare il gradiente di temperatura polo-equatore, e questo potrebbe avere come conseguenza una diminuzione dell’intensità media delle correnti. Venti in quota più deboli potrebbero pertanto contribuire a rendere meno stabile il vortice polare, che così potrebbe far assumere delle ondulazioni più pronunciate alla corrente a getto, ed alle onde di Rossby ad essa collegate, favorendo pattern di circolazione atmosferica molto più meridionali del solito. L’effetto potrebbe essere analogo a quello della precessione di una trottola, fenomeno visibile quando diminuisce la velocità di rotazione della trottola stessa (si veda questo filmato): quando la trottola rallenta, inizia ad oscillare molto, come se improvvisamente si fosse ubriacata. Questo indebolimento delle correnti potrebbe pertanto far sì che il vortice polare inizi a oscillare sempre di più, creando meandri sempre più ampi all’interno dei quali aria molto fredda occupa latitudini più meridionali (in questo caso nella East Coast americana o, più recentemente, in Giappone) mentre, al contempo, aria molto calda si spinge invece a latitudini più settentrionali (come già visto, California e Alaska, ma temporaneamente anche Scandinavia).

Un esempio di “meandering” del vortice polare è stato osservato, ad esempio, nel gennaio 2013, ed è visualizzabile su questo filmato. Tuttavia, se la lunghezza d’onda di questo tipo di ondulazioni a scala planetaria è quella “giusta”, può inoltre succedere anche che le ondulazioni diventino stazionarie, favorendo quindi una persistenza delle condizioni per lunghi periodi di tempo, come sta accadendo quest’anno. Su questo sito si trovano alcune interessanti considerazioni sul legame tra le onde planetarie, o di Rossby (dal nome dello scienziato Gustaf Rossby che per primo le studiò teoricamente), il vortice polare ed i riscaldamenti improvvisi stratosferici.

Da notare che, oltre alle questioni legate agli sbalzi termici, conseguenze altrettanto e forse ancora più serie sono legate all’andamento delle precipitazioni, sia dove esse sono in eccesso (in questi giorni, sulle isole britanniche, e poche settimane fa sull’Italia settentrionale e centrale), a causa di frequenti assi di saccatura o effetti ciclogenetici, sia dove sono in difetto (per esempio, in California), per effetto della configurazione anticiclonica del campo. In entrambi i casi, la presenza di correnti più rapide rispetto alla media favorirebbe lo sviluppo di eventi più energetici e, quindi, di maggiore intensità.

Tale ipotesi, pur essendo controintuitiva (è difficile immaginare che la scomparsa del ghiaccio marino artico durante la stagione calda comporti situazioni più fredde del solito in determinate aree) è nello stesso tempo suggestiva e drammatica, in quanto confermerebbe non solo il ruolo centrale dell’uomo sul riscaldamento globale e la sua capacità di modificarne alcuni meccanismi chiave legati addirittura alla circolazione generale atmosferica, ma anche la considerazione che, senza misure di mitigazione, la Terra continuerà a riscaldarsi nel corso del prossimo secolo, con gravi ripercussioni sul suo clima.

Nel contempo, come fa notare ad esempio questa lettera su Science, essa necessita ancora di solide verifiche sperimentali, poiché la circolazione atmosferica a grande scala presenta una variabilità naturale molto grande in tutte le stagioni, e al momento ci sono troppi pochi casi per consentire di elaborare una teoria generale. È pertanto ancora prematuro paventare, per i prossimi anni, una recrudescenza del freddo invernale, soprattutto alla luce della considerazione che, in ogni caso, le temperature medie tenderanno comunque ad incrementarsi.

Resta comunque il fatto che, in linea generale, il riscaldamento globale in atto comporta delle conseguenze dirette e indirette. Tra le prime, si annoverano, ad esempio, l’aumento delle temperature e delle precipitazioni a scala globale. Se la distribuzione delle precipitazioni è molto complessa da dettagliare a scala locale o regionale, quello che invece è più prevedibile è un incremento degli episodi di precipitazioni piovose a quote maggiori rispetto ad oggi, fatto che comporterà inevitabilmente un maggior quantitativo di acqua nei fiumi.

La possibilità di un’alterazione della circolazione atmosferica globale, e dello spostamento del vortice polare, fa parte, invece, delle possibili conseguenze indirette. Nonostante molti dettagli sulle cause di teli fenomenologie richiedano ancora studi approfonditi sui meccanismi che li generano, o sugli effetti delle teleconnessioni (si veda ad esempio questo post), è un fatto che le cronache di questi giorni di inizio 2014, così come era successo anche in altri inverni recenti o in altre stagioni, mostrano un elenco ancora troppo numeroso di vittime e danni da maltempo, o per troppo freddo, o per troppa siccità, o per troppa pioggia. Queste cifre evidenziano, purtroppo, come la società moderna sia ancora impreparata a fronteggiare gli eventi meteorologici estremi, e quindi come sia necessario percorrere ancora molta strada sulla via dell’adattamento.