Il riscaldamento globale e fenomeni estremi.


APADULA F.

il GIORNALE dell’INGEGNERE, N. 2, 1° febbraio 2006, Anno 54

Il dibattito sui cambiamenti climatici è molto acceso nella comunità scientifica internazionale e le posizioni sono spesso contrapposte: è quindi auspicabile, su basi prettamente scientifiche, fornire alcuni elementi di maggiore chiarezza su quali sono i gradi di certezza ed incertezza inerenti al riscaldamento globale e ad alcuni eventi estremi spesso ad esso associati. L’interesse per tale questione è supportato dal fatto che il riscaldamento globale ha un potenziale forte impatto su ambiente, economia e attività produttive, in special modo legate al settore energetico[1].

La prima evidenza è che la concentrazione dei gas serra in atmosfera, rispetto all’epoca preindustriale (1750), è significativamente aumentata (i valori attuali di CO2 sono superiori, secondo ricerche paleoclimatiche, a quelli avuti fino a 400,000 anni fa). A tale aumento si attribuisce un “forcing radiativo” positivo che in sostanza indica una maggiore capacità del sistema climatico terrestre di intrappolare energia[2]. E’ importante precisare, però, che esistono altri fattori che influenzano il sistema climatico quali, ad esempio, la variabilità dell’attività solare e la variazione della concentrazione in atmosfera degli aerosol e della loro composizione. Sul ruolo di questi altri fattori il livello di conoscenza scientifica è però molto basso. I dati della rete di misura mondiale di alcune variabili climatiche (temperatura, precipitazione, stato dei ghiacciai, frequenza ed intensità degli eventi estremi) indicano apprezzabili differenze rispetto a centinaia o decine di anni fa[2].

Su scala globale, infatti, essi indicano che la temperatura media è aumentata di 0.7 ± 0.2 °C negli ultimi 100 anni e che gli anni ‘90 rappresentano il decennio più caldo del secolo (l’anno più caldo è risultato il 1998 seguito dal 2002 e 2003).

L’Europa ha subito un riscaldamento superiore, pari a 0.95 °C, e le temperature invernali sono aumentate più di quelle estive (1.1 e 0.7 °C). L’anno più caldo è stato il 2000 e i 7 anni più caldi si sono registrati negli ultimi 14 anni[3].

In Italia la temperatura media è aumentata di circa 1 °C in 100 anni: il trend delle temperature minime è più accentuato di quelle massime, ma le massime degli ultimi 50 anni mostrano un trend di aumento superiore alle minime[4]

Il riscaldamento globale ha influenza anche sui ghiacciai: per le Alpi il World Monitoring Glaciers Service ha rilevato un processo di ablazione nel 2003 del tutto inusitato. L’arretramento medio delle fronti è stato pari a 3 metri mentre negli ultimi decenni era intorno a 0.65 metri/anno[5].

In sintesi la comunità scientifica concorda sul fatto che il riscaldamento globale negli ultimi vent’anni risulta particolarmente accentuato. L’IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) che riunisce ormai dal 1988 esperti mondiali sui temi del cambiamento climatico ha affermato che il riscaldamento degli ultimi 100 anni è molto improbabile che possa essere dovuto alla sola variabilità naturale del sistema climatico terrestre. Sulla base delle attuali conoscenze ritiene che vi sia una apprezzabile influenza dell’azione dell’uomo sul clima globale[2].

La connessione tra il riscaldamento globale e la frequenza ed intensità degli eventi estremi pone, invece, la necessità di considerazioni più difficili e la ricerca di legami meno  evidenti.

Un recente articolo ha riportato che vi sono meno uragani (cicloni tropicali) di un decennio fa ma più violenti e distruttivi. Il numero medio di uragani, con categoria 4 o 5 (scala Saffir Simpson), rispetto al 1970 è quasi raddoppiato [6] [7].

Ad oggi non è ancora possibile stabilire se questa maggiore intensità ma con riduzione della frequenza e del numero di giorni di uragani sia in qualche modo legata al riscaldamento climatico[8]. La correlazione fra aumento di temperatura degli oceani ed aumento della intensità degli uragani è, infatti, significativa solo per alcune aree (Atlantico del Nord) e per alcuni periodi (a partire dal 1995)[6].

Tra gli eventi estremi si annoverano i periodi di grande siccità e le “onde di calore” che hanno durate di diversi giorni. A tal riguardo basta ricordare quanto accaduto nell’estate del 2003, la più calda degli ultimi 500 anni in Europa [9] , che ha messo a dura prova l’intero continente[5]. Tale evento è risultato essere del tutto eccezionale, imprevedibile e statisticamente inatteso [10] [11].

Altri eventi estremi sono rappresentati dalle alluvioni causate da precipitazioni eccezionali. Pur non essendo certo il legame tra questi eventi e il riscaldamento globale è stato osservato che il numero di alluvioni in Europa è aumentato negli ultimi anni. Nell’ultimo secolo si è avuto un aumento delle precipitazioni del 10-40% nel Nord Europa, una diminuzione sino al 20% nel Sud Europa; queste variazioni sono ascrivibili alla stagione invernale[3].

A tal riguardo è noto che una delle componenti più importanti che governa le grandi variabilità climatiche del continente europeo è la Oscillazione Nord Atlantica (NAO). Si tratta di un fenomeno di teleconnessione dipendente dalla configurazione dipolare ottenuta come differenza di pressione a livello del mare misurata tra le Azzorre e l’Islanda. Di norma la pressione alle Azzorre è sempre maggiore di quella in Islanda, ma questa differenza può variare e si introduce appunto l’Oscillazione Nord Atlantica (NAO).

Si definisce indice NAO positivo (NAOI+) la configurazione caratterizzata da una pressione mediamente più alta alle latitudini del Portogallo (ossia un rafforzamento ed un’estensione della normale area in cui è presente l’Anticiclone delle Azzorre) e da una pressione più bassa sull’Islanda (ossia una più profonda area ciclonica che interessa il Ciclone d’Islanda). In presenza di una configurazione positiva dell’indice aria calda ed umida viene trasportata dall’oceano alimentando le perturbazioni atlantiche. Sul settore occidentale dell’Europa settentrionale si manifestano condizioni meteorologiche[12] perturbate con abbondanti piogge e al settore orientale si aggiungono freddo e nevicate. Sull’Europa centro-meridionale il tempo risulta buono, secco e caldo (vedere figura NAOI+).

 articolo1

La configurazione opposta, ossia un indebolimento dell’area anticiclonica delle Azzorre ed un innalzamento della pressione sull’area islandese definisce l’indice NAO negativo (NAOI). In presenza di una configurazione negativa dell’indice [12] il trasporto delle masse d’aria umide avviene longitudinalmente (ossia da Ovest verso Est) sviluppando profondi cicloni atlantici che interessano nel loro migrare verso oriente l’Europa centro-meridionale. Gli inverni sul Nord Europa risultano, invece, più freddi e secchi (vedere figura NAOI).

La persistenza di queste fasi positiva o negativa può indurre eventi estremi di precipitazione o prolungati periodi di siccità.

Tra il 1982 ed il 2003 l’indice NAO ha mostrato una persistenza della sua fase positiva, in particolare durante la stagione invernale: ciò ha comportato una conseguente diminuzione delle precipitazioni invernali sull’Europa Meridionale e sull’Italia e un aumento delle precipitazioni invernali sull’Europa centro-settentrionale [13]

 articolo2

Andamento dell’indice NAO (in rosso valori positivi e in azzurro valori negativi) per la stagione invernale[14]

Nello stesso periodo, l’autunno è stato caratterizzato da una persistenza negativa dell’indice NAO, che ha indotto un aumento delle precipitazioni sull’Europa Meridionale ed una diminuzione delle stesse sul Centro-Nord Europa[13]

Anche se non vi è ancora un accordo unanime, è possibile che la NAO e le fluttuazioni dell’indice siano legate ad anomalie delle temperature superficiali del mare (SST) sull’Atlantico extratropicale [15] o a particolari interazioni con i ghiacci marini e continentali dell’emisfero boreale [16] [17]: una simile ipotesi potrebbe far supporre un legame al riscaldamento globale.

Tra i fenomeni meteorologici più violenti che colpiscono il nostro paese ci sono i temporali che si manifestano con precipitazioni intense e localizzate, fulmini, grandine e forti colpi di vento. La registrazione sistematica, da circa 10 anni, del numero e dell’intensità dei fulmini eseguita dalla rete SIRF [18] del CESI [19] mostra una qualitativa invarianza di tali fenomeni atmosferici.

In conclusione il legame tra il riscaldamento globale e gli eventi meteorologici estremi è tuttora oggetto di ipotesi, sulla base di osservazioni e di elaborazioni, non ancora chiarite. L’incertezza attuale non permette però di escludere l’effettiva esistenza di tale legame.

Note e bibliografia

[1] Le considerazioni riportate nel presente articolo sono anche frutto delle attività di ricerca svolte dal Cesi (Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano) nell’ambito della ricerca di sistema (RdS) per il settore elettrico (www.ricercadisistema.it).

[2] Intergovernmental Panel on Climate Change, 2001. Climate Change 2001: The scientific basis, Cambridge University Press, Cambridge, UK.

[3] European Environment Agency, 2004. Impacts of Europe’s changing climate: An indicator-based assessment, EEA, Report No 2/2004.

[4] Brunetti M., M. Maugeri, F. Monti, T. Nanni, 2005. Temperature and precipitation variability in Italy in the last two centuries from homogenised instrumental time series. Int. J. Climatol. (accepted).

[5] Grazzini F., L. Ferranti, F. Lalaurette, F. Vitart, 2003. The exceptional warm anomalies of summer 2003, ECMWF Newsletter, No. 99 – Autumn/Winter 2003, 2-8.

[6] Webster P. J., G. J. Holland, J. A. Curry, H. R. Chang, 2005. Changes in Tropical Cyclone Number, Duration, and Intensity in a Warming Environment, Science, 16 September 2005, Vol 309, Issue 5742, 1844-1846.

[7] Emanuel K., 2005. Increasing destructiveness of tropical cyclones over the past 30 years, Nature, Vol 436, 686-688.

[8] Schiermeier Q., 2005. Hurricane link to climate change is hazy, Nature, Vol 437, 461.

[9] Luterbaker J., D. Dietrich, E. Xoplaki, M. Grosjean, H. Wanner, 2004. European seasonal and annual temperature variability, trends, and extremes since 1500, Science, 5 March 2004, Vol. 303, 1499-1503.

[10] Schär C., P. L. Vidale, D. Luthl, C. Frel, C. Häberli, M. A. Liniger, C. Appenzeller, 2004. The role of increasing temperature variability in European summer heatwaves, Nature, Vol. 427, 332-336.

[11] Apadula, F., 2004. Previsioni a medio e lungo termine di variabili meteoclimatiche che influenzano il sistema elettrico: indici biometeorologici e radiazione solare globale. Rapporto RdSCesi – A4524029, Progetto Mirato EXTRA.

[12] Daddario G., V. Pelino, A. Di Diodato, 2002. La North Atlantic Oscillation (NAO) e l’andamento della temperatura in Italia, Rivista di Meteorologia Aeronautica, N. 4/2002.

[13] Apadula F., G. Lentini, M. Maugeri, 2005. Previsioni a medio e lungo termine di variabili meteoclimatiche che influenzano il sistema elettrico: risultati finali. Rapporto RdSCesi – A5029152, Progetto Mirato EXTRA.

[14] http://www.ldeo.columbia.edu/NAO

[15] Ambaum M. H. P., B. J. Hoskins, D.B. Stephenson, 2001. Arctic Oscillation or North Atlantic Oscillation? J. Clim., 3495-3507.

[16] Kwok R., 2000. Recent changes in arctic ocean sea ice motion associated with the North Atlantic Oscillation, Geophys. Res. Lett., vol. 27, n. 6, 775-778.

[17] Wang J., M. Ikeda, 2000. Arctic Oscillation and Arctic sea-ice oscillation, Geophys. Res. Lett., vol. 27, n. 9, 1287-1290.

[18] Sistema Italiano di Rilevamento Fulmini, SIRF – CESI, www.fulmini.it.

[19] Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano, CESI, www.cesi.it .