Le grandi onde atmosferiche e il cambiamento climatico
Le grandi onde che forma l’atmosfera ad alta quota sono raddoppiate dal 1950, probabilmente a causa del cambiamento climatico. Un nuovo studio collega i cambiamenti atmosferici a periodi prolungati di condizioni invernali estreme in Nord America e Europa. Questi modelli di comportamento dell’atmosfera sono raddoppiati dagli anni ’60 e spesso si sincronizzano tra i due continenti.
Cambiamento climatico e modelli meteorologici estremi
Gli autori dello studio affermano di aver identificato anse giganti nel flusso della corrente a getto (jet stream) che portano l’aria polare verso sud, rendendo persistenti e contemporanee le ondate di freddo su gran parte del Nord America e dell’Europa, spesso per la durata di diverse settimane. Queste onde meteorologiche sono raddoppiate in frequenza dagli anni ’60. Negli ultimi anni, hanno ucciso centinaia di persone e paralizzato i sistemi energetici e di trasporto.
Il nuovo documento è stato pubblicato questa settimana nel Bulletin of the American Meteorological Society.
Comprendere i flussi a getto e le anomalie meteorologiche
“Anche se gli inverni stanno diventando più miti in media, sta accadendo a spese di estremi di calore sempre più devastanti nella stagione calda”, ha detto l’autore Kai Kornhuber, uno scienziato aggiunto all’Osservatorio della Terra Lamont-Doherty della Columbia University. “Tra cento anni, probabilmente non dovremo preoccuparci tanto del freddo estremo, perché tutto si sta riscaldando. Ma oggi, il freddo è ancora un pericolo molto rilevante.”
La corrente a getto è un fiume d’aria in rapido movimento che circonda continuamente l’emisfero settentrionale da est a ovest. Di solito scorre entro confini relativamente lineari, separando le masse d’aria polare fredda dalle medie latitudini, ma a volte può sviluppare grandi oscillazioni. Alcuni scienziati pensano che queste oscillazioni stiano aumentando in dimensioni e frequenza a causa del rapido riscaldamento nell’Artico che è molto superiore alle regioni più meridionali; ciò destabilizza il sistema, generando venti che rompono la barriera nord-sud. Date le giuste condizioni, alcune di queste oscillazioni possono essere amplificate in onde simmetriche che poi si bloccano in tutto il globo, in modo simile alle vibrazioni che producono un tono musicale costante. Queste sono chiamate onde di Rossby.
Onde di Rossby e impatto meteorologico
Le onde di Rossby e il loro impatto sul clima estivo
In uno studio del 2019, Kornhuber e i colleghi hanno dimostrato che un modello di onda di Rossby ripetuto noto come onda-7, cioè sette cupole giganti e sette anse corrispondenti che attraversano il globo, attira aria calda e secca dai subtropici fino alle medie latitudini, causando ondate di calore estive e siccità contemporaneamente in parti del Nord America, Europa e Asia. Questi possono causare perdite di raccolti diffuse e simultanee in importanti regioni del granaio.
Le onde di Rossby e il loro impatto sul clima invernale
Il documento più recente mostra più o meno l’altro lato della medaglia. Un modello invernale noto come onda-4, a livello globale, quattro cupole e quattro anse corrispondenti, che tendono a rimanere stazionarie. Gli autori dicono che quando ciò accade, la probabilità di freddo o umidità estremi nell’ansa dell’onda triplica. Allo stesso tempo, possono svilupparsi condizioni anormalmente calde o secche nella cupola.
La più recente iterazione di onda-4 ha portato un’ondata di freddo nel febbraio 2021 in gran parte del Canada, degli Stati Uniti e persino del nord del Messico. Le temperature sono scese fino a 28 gradi Celsius sotto la media fino al Golfo del Messico. Parti del profondo sud hanno visto rare nevicate. Il Texas, dove il freddo record ha paralizzato i gasdotti e altre infrastrutture energetiche, spegnendo gran parte della rete elettrica e causando il buio e il congelamento di case e aziende, è stato lo stato più colpito. In totale, almeno 278 persone sono state uccise direttamente o indirettamente dall’ondata di freddo, e ci sono stati quasi 200 miliardi di dollari di danni. Un evento simile, sebbene meno distruttivo, ha causato un’ondata di freddo nel gennaio-febbraio 2019 nell’est degli Stati Uniti, uccidendo più di 20 persone.
Eventi meteorologici sincronizzati in Nord America e Europa
Lo stesso modello di circolazione atmosferica colpisce spesso dall’altra parte dell’Atlantico allo stesso tempo, di solito maggiormente nel sud-ovest dell’Europa e in Scandinavia. L’evento del gennaio-febbraio 2019 ha portato temperature estremamente basse sia nel sud della Francia che in Svezia. Allo stesso tempo, spazzando aria umida dall’Atlantico, ha causato precipitazioni estreme e inondazioni in molte aree dell’Europa centrale e orientale. Eventi simili si sono verificati in Europa nel 2013 e nel 2018.
I ricercatori dicono che 50 anni fa, tali onde contemporanee si verificavano in media solo una volta ogni inverno. I numeri variano di anno in anno, ma ora la media è salita a due volte all’anno.
“Questo aggiunge alle prove crescenti che il tempo estremo sul Nord America e l’Europa sono spesso sincronizzati”, ha detto l’altro autore dello studio, Gabriele Messori dell’Università di Uppsala in Svezia. Messori ha pubblicato un documento all’inizio di quest’anno notando ripetuti esempi di questo fenomeno, e ipotizzando una connessione con i modelli di circolazione atmosferica su larga scala.
Guardando al futuro
Ulteriori ricerche sulle onde di Rossby
Kornhuber ha detto che i meccanismi esatti che causano l’emergere del modello di onda-4 richiedono ulteriori ricerche, ma sospetta che inizi con cambiamenti periodici nelle condizioni oceaniche su parti del Pacifico che, nelle giuste circostanze, possono innescare una reazione a catena globale. Identificare quel meccanismo potrebbe permettere agli scienziati di prevedere meglio le ondate di freddo o di caldo.
Kornhuber ha detto che ci sono prove crescenti di una connessione tra il riscaldamento del clima e le ondaluzioni atmosferiche estive che portano ondate di calore; tuttavia, le onde invernali sono ancora oggetto di intenso dibattito scientifico. Gli scienziati stanno attualmente indagando su diversi possibili meccanismi che potrebbero indicare una connessione climatica, e come le cose potrebbero evolvere in futuro.
Kornhuber ha notato che uno studio ha mostrato che i modelli climatici faticano ancora a riprodurre le anomalie meteorologiche regionali più estreme associate a questi modelli su larga scala anche in estate; ciò potrebbe portare a sottostime delle potenziali perdite di raccolti legate al clima in particolari aree. Ha detto che il lavoro futuro si concentrerà sull’indagine se i peggiori estremi sono legati a cause umane o solo a variabilità naturale.
Riferimento: “Recent Increase in a Recurrent Pan-Atlantic Wave Pattern Driving Concurrent Wintertime Extremes” di Kai Kornhuber e Gabriele Messori, 2 ottobre 2023, Bulletin of the American Meteorological Society.
DOI: 10.1175/BAMS-D-21-0295.1
