Un documento pubblicato questa settimana durante l'incontro autunnale dell'American Geophysical Union (AGU) a San Francisco indica nuove prove dell'influenza umana sugli eventi meteorologici estremi.

Tre ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) sono tra i coautori del documento, che è incluso in "Spiegare gli eventi estremi del 2015 da una prospettiva climatica, "un'edizione speciale del Bollettino della American Meteorological Society (BAMS) pubblicata il 15 dicembre in occasione della riunione dell'AGU.

La carta, "La micidiale combinazione di calore e umidità in India e Pakistan nell'estate 2015, " ha esaminato gli indici di temperatura e di calore osservativi e simulati, concludendo che le ondate di calore nei due paesi "sono state esacerbate dal cambiamento climatico antropogenico". Mentre questi paesi in genere sperimentano un forte caldo in estate, le ondate di calore del 2015 – verificatesi a fine maggio/inizio giugno in India e a fine giugno/inizio luglio in Pakistan – sono state collegate alla morte di quasi 2 persone, 500 persone in India e 2, 000 in Pakistan.

"Sono stato profondamente commosso dalla copertura televisiva della tragedia umana, in particolare i genitori che hanno perso bambini piccoli, " ha detto Michael Wehner, un ricercatore climatico presso il Berkeley Lab e autore principale dell'articolo, che ha studiato a lungo gli eventi meteorologici estremi e il cambiamento climatico antropogenico. Ciò ha spinto lui e i collaboratori del Berkeley Lab, l'Indian Institute of Technology Delhi e l'UC Berkeley per indagare sulla causa delle ondate di calore del 2015 e determinare se i due eventi meteorologici separati fossero in qualche modo collegati.

Hanno usato simulazioni dal Modello Atmosferico della Comunità versione 5 (CAM5), la componente atmosferica del modello del sistema terrestre comunitario del Centro nazionale per la ricerca atmosferica, eseguita da Berkeley Lab per il C20C+ Detection and Attribution Project. Gli attuali prodotti basati su modelli climatici non sono ottimizzati per la ricerca sull'attribuzione dell'influenza umana su condizioni meteorologiche estreme nel contesto del cambiamento climatico a lungo termine; il C20C+ Detection and Attribution Project colma questa lacuna fornendo grandi insiemi di dati di simulazione da modelli climatici, in esecuzione a una risoluzione spaziale relativamente elevata.

Il disegno sperimentale descritto nel documento BAMS ha utilizzato simulazioni "fattuale" del mondo e le ha confrontate con simulazioni "controfattuali" del mondo che avrebbero potuto essere se gli esseri umani non avessero modificato la composizione dell'atmosfera emettendo grandi quantità di anidride carbonica, spiegò Dáithí Stone, un ricercatore nella divisione di ricerca computazionale del Berkeley Lab e secondo autore dell'articolo BAMS.

"È relativamente comune eseguire una o poche simulazioni di un modello climatico entro un certo insieme di condizioni, con ogni simulazione che differisce solo nel tempo preciso il primo giorno della simulazione; questa differenza nel primo giorno si propaga nel tempo, fornendo diverse realizzazioni di come avrebbe potuto essere il tempo, '", ha detto Stone. "La particolarità delle simulazioni utilizzate qui è che ne abbiamo eseguito un numero piuttosto elevato. Questo era importante per studiare un evento raro; se è raro, allora hai bisogno di una grande quantità di dati per far sì che si verifichi abbastanza frequentemente da poterlo capire."

I ricercatori hanno esaminato sia la sola temperatura osservativa che quella simulata, nonché l'indice di calore, una misura che incorpora gli effetti della temperatura e dell'umidità. Da un set di dati osservativi di una stazione meteorologica di qualità controllata, hanno trovato il potenziale per un grande, aumento indotto dall'uomo nella probabilità dell'entità delle due ondate di calore. Hanno quindi esaminato le simulazioni fattuale e controfattuale per indagare ulteriormente sulla presenza di un'influenza umana.

"Le osservazioni hanno suggerito l'influenza umana; le simulazioni lo hanno confermato, " ha detto Wehner.

Il gruppo di ricerca ha anche scoperto che, pur essendo vicini per luogo e orario, le due ondate di calore erano "meteorologicamente indipendenti". Comunque, Wehner ha sottolineato, "Il documento India/Pakistan conferma che le possibilità di ondate di calore mortali sono state sostanzialmente aumentate dal cambiamento climatico indotto dall'uomo, e queste possibilità aumenteranno sicuramente man mano che il pianeta continua a scaldarsi".

I dati delle simulazioni del Berkeley Lab sono stati analizzati anche nell'ambito di un altro studio incluso nell'edizione speciale di BAMS rilasciata al meeting AGU. Quello studio, "L'inizio tardivo della stagione delle piogge 2015 in Nigeria, " che è stato guidato dall'Agenzia meteorologica nigeriana, esplora il ruolo delle emissioni di gas serra nel cambiare la possibilità di una stagione umida tardiva, come avvenuto in Nigeria nel 2015.

"Il progetto C20C+ D&A sta continuando a costruire la sua raccolta di dati sui modelli climatici con l'intenzione di sostenere ricerche come questa in tutto il mondo, " disse Pietra.

Il portale C20C+ D&A è ospitato e supportato dal National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) di Berkeley Lab, una struttura per gli utenti dell'Office of Science del DOE, e le simulazioni per i due articoli sono state eseguite sul supercomputer Hopper del NERSC, mentre l'analisi dei dati è stata effettuata sui sistemi Edison e Cori del NERSC. Le simulazioni sono state condotte come parte di un programma dedicato a far progredire la nostra comprensione degli estremi climatici e a migliorare la nostra capacità di attribuire e proiettare cambiamenti nel loro rischio a causa del cambiamento climatico antropogenico. La ricerca è stata supportata dal DOE Office of Science e dalla National Science Foundation.