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Attribuire rapidamente la responsabilità per un’ondata di calore: il caso del nord-ovest dell’America

Pubblichiamo la traduzione del post “Rapid attribution of PNW heatwave” di Realclimate.

Riassunto: era quasi impossibile che le temperature osservate nella recente ondata di calore sul nord-ovest dell’America si verificassero senza il riscaldamento globale. Ed anche con l’attuale riscaldamento era improbabile che accadessero.

 

È chiaro da almeno un decennio che in generale il riscaldamento globale ha aumentato l’intensità delle ondate di calore, con tendenze chiare nelle temperature massime osservate, come previsto dai modelli climatici. Per la situazione specifica nel nord-ovest dell’America a fine giugno, ora disponiamo della prima analisi  del World Weather Attribution Group, un consorzio di esperti climatici di tutto il mondo che lavorano sull’attribuzione di eventi estremi. La versione preliminare del loro articolo (Philip et al.) è disponibile qui .

Figura 3 da Philips et al (pre-print). Andamento della temperatura massima giornaliera più alta dell’anno nei dati delle stazioni GHCN-D. Le stazioni sono selezionate per avere almeno 50 anni di dati e almeno 2º di distanza. La tendenza è definita dalla regressione delle temperature medie globali.

 

Gli autori mostrano che questo evento è stato davvero eccezionale nelle statistiche delle temperature di quella regione e in particolare a Vancouver, Seattle e Portland, ma che l’anomalia dell’altezza del geo-potenziale (una misura dell’altezza della sommità della “cupola di calore”) si discostava poco dalle tendenze di fondo. Usando diversi metodi per costruire il tempo di ritorno dell’evento, mostrano che anche nel clima di oggi il suo tempo di ritorno sarebbe stato di oltre 400 anni. Con i soli dati precedenti al 2021, si stima che un’anomalia così ampia non sarebbe mai accaduta!

 

Cos’è successo?

Tutti sono d’accordo che la situazione sinottica a scala specifica sia stata insolita: un grande schema ‘omega’ (così chiamato per la somiglianza con la lettera greca ) creato da un evento di rottura delle onde di Rossby, si è intrecciato con la topografia e le temperature calde del sud-ovest che sono state portate nella zona del nord-ovest dell’America. Ma la questione è se gli estremi di temperatura siano resi sostanzialmente più probabili dai cambiamenti climatici sottostanti.

 

Innanzitutto, se si guarda la media annua della temperatura massima diurna nella regione (secondo la rianalisi ERA5 per i dati storici e le analisi delle previsioni meteorologiche effettive dal 1° giugno), c’è una vera tendenza di aumento di circa 4ºC negli ultimi 70 anni, circa 3-4 volte la tendenza della temperatura media globale. Tuttavia, l’entità dell’anomalia regionale che si è verificata è di oltre 5ºC superiore al record precedente. Questo è, letteralmente, fenomenale.

Figura 4 da Philip et al., (pre-print). Temperatura massime annue e media mobile su 10 anni (linea verde).

 

A livello delle stazioni locali, l’anomalia delle temperature è stata altrettanto grande all’aeroporto SeaTac, all’aeroporto internazionale di Portland e a New Westminster (vicino a Vancouver). Mentre nelle città gli effetti dell’isola di calore urbana potrebbero accentuare il segnale di temperatura, ciò non influenzerebbe l’analisi regionale di cui sopra, né la situazione nel villaggio di Lytton, British Columbia, che martedì 29 giugno ha segnato l’impressionante record di temperatura di tutti i tempi in tutto il Canada, 49,6°C, per poi incendiarsi il giorno dopo .

Tuttavia, la situazione è leggermente diversa se si considerano le anomalie dell’altezza del geo-potenziale: queste sono influenzate dalla situazione sinottica e dalle anomalie integrate della temperatura. In quel caso, pur essendo ancora da record, l’anomalia non è del tutto al di là delle aspettative. In effetti, l’andamento dei valori z500 è simile ai valori che si sono verificati in Europa occidentale lo scorso anno.

Figura 14: Massimo annuo dell’altezza del geo-potenziale 500 hPa (m) per due punti alla stessa latitudine in due continenti. Nero: nord-ovest dell’America (come sopra) e rosso: Europa occidentale (2,5 E; 50 N).

 

Insieme, queste analisi suggeriscono una situazione sinottica rara, pur se non inconcepibile, ma con anomalie di temperatura fuori scala.

L’attribuzione

Il modo in cui funziona l’attribuzione per eventi estremi (come discusso in precedenza su RealClimate qui e qui ecc.) è guardare la situazione con e senza il segnale di riscaldamento globale antropogenico e calcolare il rapporto fra le probabilità di accadimento di queste situazioni. Se si dice che un evento è due volte più probabile con il riscaldamento globale, allora si può dare un’attribuzione frazionaria del 50% alla forzatura antropica, e il tempo di ritorno è la metà di quello che era senza riscaldamento globale. Se è cinque volte più probabile, l’attribuzione è 80% = 100*(5-1)/5 e il tempo di ritorno è un quinto di quello che era prima. In questo caso, stiamo vedendo rapporti di probabilità da 150 a 1000; in altre parole, queste improbabili temperature possono essere quasi interamente attribuite al riscaldamento globale. Senza il segnale antropico, temperature così estreme non si sarebbero verificate in migliaia o decine di migliaia di anni.

Precipitazioni e deficit di umidità del suolo come precursori?

In molti precedenti eventi di caldo estremo, come l’ondata di caldo europea del 2003, è stato dimostrato che la carenza di precipitazioni e il suolo secco della primavera precedente hanno dato un contributo importante alle temperature estreme, quindi vale la pena guardare gli stessi fenomeni qui. I dati IMERG, che si basano principalmente sui rilevamenti satellitari delle piogge, mostrano negli ultimi quattro mesi un deficit moderato nell’area, ma non così accentuato da poter spiegare da solo l’anomalia. L’entità di questo effetto sarà esaminata ulteriormente nei prossimi mesi.

 

Figura 17 da Philips et al (pre-print). Stime satellitari GPM/IMERG dell’anomalia delle precipitazioni in marzo-giugno 2021 rispetto all’intero record (2000-2020). Il valore –1 (rosso scuro) denota assenza di precipitazioni, –0,5 (arancione) 50% in meno del normale e zero (grigio chiaro) precipitazioni normali.

 

Tutti i modelli sono sbagliati?

Questo tipo di attribuzione è ovviamente valido se lo sono i modelli che sono utilizzati. In uno studio di attribuzione così rapido, ciò significa che gli autori dipendono da un database esistente – in questo caso, da CMIP5 e CMIP6 – e mentre vagliano la capacità dei modelli di ricostruire fedelmente questo genere di eventi, è possibile che ci siano problemi sistematici con questa classe di modelli per qualche specifico aspetto. Ad esempio, Mann et al., (2018) hanno scoperto che i modelli CMIP5 hanno una rappresentazione scadente del fenomeno della quasi-risonanza (QR) nelle onde della corrente a getto associate all’evento di blocco del modello “omega” visto in precedenza.
[Aggiornamento: l’affermazione specifica nell’articolo si riferisce alle oscillazioni con il numero d’onda 6-8, mentre questo evento era più di un fenomeno con numero d’onda 4]. Le tendenze in corso portano a prevedere un aumento di circa il 30% in tali eventi rispetto alla situazione preindustriale. Se i modelli non catturano questo comportamento, l’evento sembrerà più improbabile di quanto non sia in realtà. Questo potrebbe essere risolto in modelli a risoluzione più elevata, specifici per questo evento, ma in realtà non influisce sulle conclusioni più ampie.

Forse era solo davvero, davvero, davvero improbabile?

Alcune persone rifiutano ancora queste linee di argomentazione, ad esempio Cliff  Mass in questo recente post. Ignorano (letteralmente) le tendenze delle temperature massime, e il fatto che si osservino in tutto il mondo sarebbe solo una serie di combinazioni sempre più improbabili di fattori che continuano a verificarsi chissà perché. In realtà, il loro è un caso di miopia sinottica: prestare troppa attenzione alla serie di eventi specifici che portano alla situazione specifica e non vedere la foresta ma solo gli alberi (in fiamme).

 

P.S. (8 luglio): Nel 2012 abbiamo pubblicato il post di grande attualità Estremamente caldo, che iniziava così:

Un’affermazione che si sente spesso riguardo alle ondate di calore estremo è qualcosa del genere: “Dal momento che questa ondata di caldo ha battuto il record precedente di 5 °C, il riscaldamento globale non può avere molto a che fare con esso poiché è stato solo di 1 °C nel 20° secolo”. Qui spieghiamo perché troviamo questa logica doppiamente errata…

Praticamente esattamente quello che è successo!

E il post finiva così:

Quindi, in sintesi: anche nel caso più semplice e lineare di uno spostamento nella distribuzione normale, la probabilità di record di calore “stravaganti” aumenta notevolmente a causa del riscaldamento globale. Ma più un record è inconsueto, più sospettiamo che siano in gioco feedback non lineari, il che potrebbe aumentare ulteriormente la loro probabilità.

 

 

Post originale di Realclimate disponibile qui. Traduzione di Stefano Caserini e Sylvie Coyaud

2 responses so far

2 Responses to “Attribuire rapidamente la responsabilità per un’ondata di calore: il caso del nord-ovest dell’America”

  1. Marianna Atzenion Lug 14th 2021 at 22:42

    Buonasera,
    vorrei fare una domanda. Dato che il fitoplancton ha trasformato l’atmosfera da prevalentemente ricca di idrogeno a una ricca di ossigeno nel corso di tempi geologici, mi chiedevo se le microplastiche possono interferire con il rilascio di ossigeno da parte di questi microvegetali, se quindi (anche) la plastica può influenzare direttamente la modifica dell’atmosfera.
    Grazie.

  2. ocapienson Lug 18th 2021 at 13:44

    Marianna,

    Buona domanda. Per ora, la riposta è sì, con parecchia incertezza perché gli oceani “perdono” ossigeno per vari motivi. Tra le pubblicazioni recenti e gratuite, suggerisco questa

    https://www.nature.com/articles/s41467-021-22554-w

    (ho copiato il riassunto iniziale su Translate google, ha fatto un lavoro decente.)

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