Sotto il cambiamento climatico globale, le zone climatiche della Terra si sposteranno verso i poli. Questa non è solo una previsione futura; è una tendenza già osservata negli ultimi decenni. Il secco, le regioni semiaride si stanno espandendo a latitudini più elevate, e temperato, le regioni piovose stanno migrando verso il polo. In un articolo che è stato recentemente pubblicato in Geoscienze naturali , I ricercatori del Weizmann Institute of Science forniscono nuove informazioni su questo fenomeno scoprendo che le tempeste di media latitudine vengono dirette ulteriormente verso i poli in un clima più caldo. La loro analisi, che ha anche rivelato i meccanismi fisici che controllano questo fenomeno, ha coinvolto un approccio unico che ha tracciato la progressione dei sistemi meteorologici a bassa pressione sia dall'esterno - nel loro movimento intorno al globo - sia dall'interno - analizzando le dinamiche delle tempeste.

Il prof. Yohai Kaspi del Dipartimento di Scienze della Terra e dei Pianeti dell'Istituto spiega che le zone climatiche della Terra seguono grosso modo le bande latitudinali. Le tempeste si muovono principalmente in tutto il mondo in regioni preferite chiamate "tracce di tempesta, "formandosi sull'oceano e generalmente viaggiando verso est e in qualche modo verso il polo lungo questi percorsi. Quindi, una tempesta che si forma nell'Atlantico al largo della costa orientale degli Stati Uniti ad una latitudine di circa 40N raggiungerà l'Europa nella regione di latitudine 50N. Fino a poco tempo fa, però, questa inclinazione a muoversi nella direzione del polo più vicino non era realmente compresa. La dottoressa Talia Tamarin nel gruppo di Kaspi ha risolto questa domanda fondamentale nella sua ricerca di dottorato.

Kaspi:"Dai modelli climatici esistenti, si possono osservare le tracce medie dei temporali, ma è difficile provare causa ed effetto da questi. Ci mostrano solo dove ci sono relativamente più o meno tempeste. Un altro approccio è seguire le tempeste individuali; però, dobbiamo affrontare il caotico, sistemi rumorosi che dipendono fortemente dalle condizioni iniziali, il che significa che nessuna tempesta è esattamente come un'altra. Talia ha sviluppato un metodo che combina questi due approcci. Ha applicato un algoritmo di monitoraggio delle tempeste a modelli di circolazione atmosferica semplificati in cui vengono generate migliaia di tempeste, eliminando così la dipendenza dalle condizioni iniziali. Questo le ha permesso di capire come si sviluppano tali tempeste nel tempo e nello spazio, e ciò che controlla il loro movimento." Anche tali modelli semplificati implicano calcoli che richiedono diversi giorni di calcolo in uno dei potenti cluster di computer dell'Istituto Weizmann.

In questo studio, per capire come il movimento delle tempeste può cambiare in un mondo più caldo, Tamarin e Kaspi hanno applicato lo stesso metodo alle simulazioni di piena complessità delle previsioni sui cambiamenti climatici. La loro analisi ha mostrato che la tendenza delle tracce della tempesta a virare in direzione dei poli si intensifica in condizioni più calde. Hanno scoperto che due processi sono responsabili di questo fenomeno. Uno è collegato alla struttura verticale e alla circolazione vicino alle cime di questi sistemi meteorologici. Un certo tipo di flusso che è necessario perché crescano dirige anche le tempeste verso il polo, e questi flussi dovrebbero diventare più forti quando le temperature medie aumentano.

Il secondo processo è connesso all'energia legata al vapore acqueo in tali tempeste. Nel riscaldamento globale, l'aria più calda conterrà più vapore acqueo, e quindi verrà rilasciata più energia quando il vapore si condensa in gocce. "Il più caldo, l'aria più umida circola lungo il fianco orientale della tempesta - verso il lato settentrionale - e rilascia energia lì, " dice Tamarin. "Questo processo spinge la tempesta verso nord (o verso sud nell'emisfero australe), e questo effetto sarà anche più forte in un clima più caldo".

I modelli del cambiamento climatico prevedono che se la temperatura media globale aumenterà di quattro gradi nei prossimi 100 anni, le tempeste devieranno verso i poli dalle loro tracce attuali di due gradi di latitudine. La ricerca condotta presso il Weizmann Institute of Science mostra che parte di ciò sarà dovuto al meccanismo che hanno dimostrato, e l'altra parte è legata al fatto che le tempeste nascono ad una latitudine più alta in un mondo più caldo. "Il modello sviluppato da Talia ci fornisce sia informazioni qualitative sui meccanismi che dirigono le tempeste verso i poli sia mezzi quantitativi per prevedere come queste cambieranno in futuro, " dice Kaspi. "Anche se due gradi potrebbero non sembrare molti, la conseguente deviazione dei modelli di temperatura e pioggia avrà un effetto significativo sulle zone climatiche, " Aggiunge.