L’influenza della stratosfera sul meteo e sul clima
I fenomeni meteorologici quotidiani dipendono dalla troposfera, ma anche gli eventi nella stratosfera, lo strato successivo dell’atmosfera terrestre, possono avere ripercussioni significative su ciò che accade in superficie. Questa influenza «dall’alto verso il basso» può persistere per diverse settimane. Le previsioni del meteo convenzionali riguardano in genere fino a 10 giorni, ma in caso di influenza della stratosfera è possibile estenderne la portata. Il gruppo di ricerca del progetto stratoIMPACT, finanziato dall’UE, sta colmando le lacune nella conoscenza dei processi fisici che determinano queste ripercussioni. «Sappiamo che la stratosfera ha un ruolo, ma non ne conosciamo abbastanza i meccanismi», afferma Hilla Afargan-Gerstman, ricercatrice principale del progetto e ricercatrice postdottorato presso l’Istituto di scienze dell’atmosfera e del clima del Politecnico federale di Zurigo. «Inoltre non sappiamo come si evolverà in presenza di cambiamenti climatici.» Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, Afargan-Gerstman ha iniziato a studiare gli eventi di riscaldamento stratosferico improvvisi (SSW, Sudden Stratospheric Warming). Questi eventi meteorologici, i più drammatici della stratosfera, si verificano quando le temperature sopra l’Artico aumentano rapidamente, indebolendo o addirittura interrompendo il vortice polare, ossia la circolazione d’aria su larga scala sopra il Polo Nord.
L’importanza degli eventi di riscaldamento stratosferico improvvisi
Solo circa due terzi degli eventi SSW hanno un impatto sul tempo meteorologico, ma la scienza fatica a prevedere quali. Analizzando le osservazioni e i risultati di un modello climatico idealizzato, Afargan-Gerstman è riuscita a caratterizzare i tre fattori che lo rendono probabile. Si tratta del riscaldamento delle temperature nella bassa stratosfera, delle condizioni preesistenti nell’Atlantico settentrionale e della presenza di anomalie nei venti sul Pacifico orientale. «Se le anomalie sono forti nella parte bassa della stratosfera, ci sono maggiori possibilità di ripercussioni verso il basso. Anche la circolazione d’aria dominante nel Pacifico orientale influisce sugli strati più bassi nell’Atlantico settentrionale», osserva Afargan-Gerstman.
Previsioni troppo ottimistiche
In una seconda fase, è stata verificata l’accuratezza dei modelli numerici di previsione meteorologica rispetto alle osservazioni storiche. Grazie a un nuovo set di dati del Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio termine, sono state analizzate previsioni passate relative a un arco di 20 anni, in particolare gli eventi in cui il vortice polare era estremamente debole o particolarmente forte, e sono stati esaminati gli avvenimenti in ciascun caso. «Abbiamo riscontrato che il modello aveva un po’ troppa sicurezza nel prevedere un cambiamento di traiettoria delle tempeste dopo gli eventi SSW. Quando c’era un vortice polare più forte, il modello ha prodotto risultati migliori», aggiunge Afargan-Gerstman.
Le ripercussioni dei cambiamenti climatici
La ricerca ha indagato anche la futura influenza dei cambiamenti climatici sull’interazione tra stratosfera e troposfera, e il grado di accuratezza dei modelli climatici che la rappresentano. Afargan-Gerstman ha dunque analizzato i modelli climatici per capire come prevedessero i cambiamenti del vortice polare e il suo accoppiamento con la troposfera. La ricercatrice ha analizzato l’incertezza di queste proiezioni in relazione ai diversi scenari di emissioni di gas serra, pubblicando i risultati come parte di uno studio comunitario guidato dagli scienziati del progetto PolarRES. Come scoperto da Afargan-Gerstman, gran parte dei futuri cambiamenti meteorologici in superficie e, in particolare, della posizione della corrente a getto, è legata ai mutamenti del vortice polare stratosferico. Secondo gli scienziati, i cambiamenti climatici aumenteranno anche la frequenza delle tempeste estreme in Europa. «Per capire come si comporteranno le tempeste estreme in futuro, dobbiamo anche capire cosa le provoca. Il mio contributo consiste nell’attirare l’attenzione della comunità su come la stratosfera influenza i percorsi delle tempeste, e sull’incertezza dei modelli climatici attuali», afferma Afargan-Gerstman.
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