Negli ultimi anni molte regioni sono state colpite da ondate di calore. Ma il modo esatto in cui si verificano è ancora controverso. Due ricercatori hanno ora trovato una risposta differenziata.
Un clima insolitamente caldo in India e Pakistan alla fine di marzo, un’estate lunga e più calda della media in Europa centrale, temperature estreme a dicembre nel nord dell’Argentina, dell’Uruguay e del Paraguay: anche il 2022 è stato segnato da diverse ondate di calore. I ricercatori sul clima sono ormai concordi nel ritenere che in futuro questi eventi estremi si verificheranno molto più frequentemente di quanto non avvenga oggi.
I meccanismi che fanno salire il termometro a valori insolitamente alti sono essenzialmente tre: o l’aria proveniente da regioni più calde raggiunge regioni più fredde, ad esempio dal Sahara all’Europa centrale; l’aria affonda in un’area ad alta pressione e si riscalda nel processo attraverso la compressione; oppure il sole riscalda il suolo in modo insolitamente forte, così che l’aria sovrastante si riscalda più del solito.
Quale processo domina?
"Questi tre processi sono facili da capire e possono essere descritti con formule fisiche", spiega Matthias Röthlisberger, ricercatore associato presso la cattedra di dinamica atmosferica del Politecnico di Zurigo. Per Röthlisberger è ancora più notevole che ci sia un’intensa controversia su questi tre processi. Gli esperti non concordano sull’importanza di ciascuno di questi tre processi e su quale di essi determini in ultima analisi il verificarsi o meno di un’ondata di calore in un determinato luogo.
Non si tratta di una semplice questione accademica, dice Röthlisberger: "È importante capire quanto siano grandi le quote dei singoli meccanismi. È l’unico modo per valutare quanto siano affidabili le proiezioni dei modelli climatici", afferma, "che prevedono la frequenza e la durata delle ondate di calore in modo molto accurato nelle condizioni attuali". "Ma non abbiamo ancora capito bene se i modelli descrivono effettivamente le ondate di calore in modo corretto per le ragioni fisicamente corrette".
Ampio set di dati
Röthlisberger vuole ora colmare questa lacuna di conoscenze insieme al collega Lukas Papritz dello stesso gruppo. Per chiarire la questione controversa, i ricercatori hanno analizzato gli estremi di calore in tutto il mondo basandosi su un’ondata di calore in Canada, dove sono state misurate temperature di quasi 50 gradi alla fine di giugno 2021.
Per la loro analisi, gli scienziati hanno utilizzato l’ultima serie di dati del Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio raggio (ECMWF), che contiene dati meteorologici globali tridimensionali ad alta risoluzione temporale e spaziale. Da questo ampio set di dati, hanno prima filtrato il giorno più caldo degli ultimi 40 anni in ogni località del mondo. Poi, con un meticoloso lavoro di calcolo, hanno determinato il percorso che l’aria vicina al suolo ha fatto nella rispettiva località negli ultimi 15 giorni e in quale punto quest’aria ha avuto per l’ultima volta una temperatura normale.
Il percorso dell’aria è fondamentale perché indica il meccanismo principale del riscaldamento. Se l’aria proviene da una regione climaticamente più calda, il trasporto di calore contribuisce in modo sostanziale all’ondata di calore. Se invece l’aria proviene da una regione climaticamente simile, sono piuttosto gli altri due fattori a far salire le temperature.
Grandi differenze regionali
Röthlisberger e Papritz hanno esaminato un totale di 250 milioni di parcelle aeree per il loro studio. La valutazione dei dati mostra che: L’interazione dei tre fattori varia molto da regione a regione. Ciascuno dei fattori domina in alcune regioni del mondo, ma molto spesso le ondate di calore sono causate da una complessa interazione di tutti e tre i meccanismi.
Nel caso della già citata ondata di calore in Canada, ad esempio, i ricercatori sono riusciti a dimostrare che una combinazione di tutti e tre i fattori ha portato all’insolita situazione meteorologica. Ci sono anche differenze regionali all’interno di questa singola ondata di calore: Nelle zone costiere è stato soprattutto il trasporto di calore da sud e lo sprofondamento dell’aria a provocare il grande caldo, mentre all’interno il riscaldamento dell’aria da parte del terreno secco e quindi riscaldato ha causato temperature estreme.
Per l’Europa centrale, invece, i ricercatori hanno scoperto che l’aria calda sahariana ha spesso un’influenza solo indiretta. Quando l’aria calda proveniente dall’Africa raggiunge l’Europa, di solito non sposta l’aria più fredda al suolo, ma vi scivola sopra. "Quindi l’aria del Sahara non riscalda gli strati inferiori dell’atmosfera, ma quelli medi e superiori", spiega Papritz. "Tuttavia, l’aria del Sahara svolge un ruolo importante: poiché riscalda gli strati più alti, nonostante il riscaldamento al suolo non si verificano temporali, che potrebbero fornire l’auspicato raffreddamento.
Felix Würsten
