Dopo un'ondata di caldo insolitamente intenso, acquazzone o siccità, Noah Diffenbaugh e il suo gruppo di ricerca ricevono inevitabilmente telefonate ed e-mail che chiedono se il cambiamento climatico causato dall'uomo abbia avuto un ruolo.

"La domanda viene posta dal pubblico in generale e dalle persone che cercano di prendere decisioni su come gestire i rischi di un clima che cambia, " disse Diffenbaugh, un professore di scienze del sistema terrestre presso la Stanford's School of Earth, Scienze energetiche e ambientali. "Ottenere una risposta precisa è importante per tutto, dall'agricoltura ai premi assicurativi, alle catene di approvvigionamento internazionali, alla pianificazione delle infrastrutture”.

Nel passato, gli scienziati in genere evitavano di collegare i singoli eventi meteorologici al cambiamento climatico, citando la sfida di separare l'influenza umana dalla naturale variabilità del tempo. Ma questo sta cambiando.

"Nell'ultimo decennio, c'è stata un'esplosione di ricerca, al punto che stiamo vedendo i risultati pubblicati entro poche settimane da un grande evento, " disse Diffenbaugh, che è anche Kimmelman Family Senior Fellow presso lo Stanford Woods Institute for the Environment.

In un nuovo studio, pubblicato nel numero di questa settimana di Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , Diffenbaugh e un gruppo di attuali ed ex colleghi di Stanford delineano un "quadro" in quattro fasi per verificare se il riscaldamento globale ha contribuito a eventi meteorologici da record. Il nuovo documento è l'ultimo in un fiorente campo della scienza del clima chiamato "attribuzione di eventi estremi, " che combina analisi statistiche delle osservazioni climatiche con modelli informatici sempre più potenti per studiare l'influenza dei cambiamenti climatici sui singoli eventi meteorologici estremi.

Impronte sui cambiamenti climatici

Al fine di evitare di attribuire impropriamente un evento al cambiamento climatico, gli autori partivano dal presupposto che il riscaldamento globale non avesse avuto alcun ruolo, e quindi ha utilizzato analisi statistiche per verificare se tale ipotesi fosse valida. "Il nostro approccio è molto conservativo, " Diffenbaugh ha detto. "È come la presunzione di innocenza nel nostro sistema legale:l'impostazione predefinita è che l'evento meteorologico è stato solo sfortuna, e per attribuire la colpa al riscaldamento globale è necessario un onere della prova davvero alto".

Gli autori hanno applicato la loro struttura al più caldo, eventi più piovosi e più secchi che si sono verificati in diverse aree del mondo. Hanno scoperto che il riscaldamento globale dovuto alle emissioni umane di gas serra ha aumentato le probabilità degli eventi più caldi in oltre l'80% della superficie del globo per la quale erano disponibili le osservazioni. "I nostri risultati suggeriscono che il mondo non è esattamente al punto in cui ogni evento caldo record ha un'impronta digitale umana rilevabile, ma ci stiamo avvicinando, "Ha detto Diffenbaugh.

Per gli eventi più secchi e piovosi, gli autori hanno scoperto che l'influenza umana sull'atmosfera ha aumentato le probabilità in circa la metà dell'area che ha osservazioni affidabili. "Le precipitazioni sono intrinsecamente più rumorose della temperatura, quindi ci aspettiamo che il segnale sia meno chiaro, " Diffenbaugh ha detto. "Uno dei segnali più chiari che vediamo è un aumento delle probabilità di eventi estremi di siccità ai tropici. È anche qui che vediamo il maggiore aumento delle probabilità di eventi caldi prolungati, una combinazione che pone rischi reali per le comunità e gli ecosistemi vulnerabili".

Il gruppo di ricerca di Stanford, che include un numero di ex studenti e postdoc che si sono laureati in posizioni presso altre università, ha sviluppato il loro quadro di eventi estremi negli ultimi anni, concentrandosi su singoli eventi come la siccità in California del 2012-2017 e le catastrofiche inondazioni nel nord dell'India nel giugno 2013. Nel nuovo studio, uno degli obiettivi principali era testare la capacità del loro framework di valutare eventi in più regioni del mondo, e di estendersi oltre le temperature e le precipitazioni estreme, che sono stati l'enfasi della maggior parte degli studi sull'attribuzione degli eventi.

Casi test

Un caso di prova di alto profilo era il ghiaccio marino artico, che è diminuito di circa il 40% durante la stagione estiva negli ultimi tre decenni. Quando il team ha applicato la sua struttura alla copertura di ghiaccio marino artico da record osservata nel settembre 2012, hanno trovato prove statistiche schiaccianti che il riscaldamento globale ha contribuito alla gravità e alla probabilità delle misurazioni del ghiaccio marino del 2012. "La tendenza nell'Artico è stata davvero ripida, e i nostri risultati mostrano che sarebbe stato estremamente improbabile raggiungere l'estensione record del ghiaccio marino senza il riscaldamento globale, "Ha detto Diffenbaugh.

Un altro punto di forza di un approccio su più fronti, la squadra dice è che può essere utilizzato per studiare non solo le condizioni meteorologiche in superficie, ma anche gli "ingredienti" meteorologici che contribuiscono a eventi rari. "Per esempio, abbiamo scoperto che il modello di pressione atmosferica che si è verificato sulla Russia durante l'ondata di caldo del 2010 è diventato più probabile negli ultimi decenni, e che il riscaldamento globale ha contribuito a quelle probabilità, " ha detto il co-autore Daniel Horton, un assistente professore alla Northwestern University di Evanston, Illinois, e un ex postdoc nel laboratorio di Diffenbaugh che ha condotto ricerche sull'influenza dei modelli di pressione atmosferica sulle temperature estreme della superficie. "Se le probabilità di un singolo ingrediente stanno cambiando - come i modelli di pressione che portano alle ondate di calore - ciò mette un pollice sulla bilancia per l'evento estremo".

Diffenbaugh vede la richiesta di rigorosi, attribuzione di eventi quantitativi in ​​crescita nei prossimi anni. "Quando si guardano i dati storici, non c'è dubbio che si stia verificando il riscaldamento globale e che gli estremi siano in aumento in molte aree del mondo, " ha detto. "Le persone prendono molte decisioni - a breve e lungo termine - che dipendono dal tempo, quindi ha senso che vogliano sapere se il riscaldamento globale sta rendendo più probabili eventi da record. Come scienziati, vogliamo assicurarci che siano accurati, obbiettivo, informazioni trasparenti con cui lavorare quando prendono tali decisioni."