Come apparirebbero i modelli meteorologici di oggi in un ambiente più caldo, atmosfera più umida:un cambiamento previsto preannunciato dal cambiamento climatico?

La ricercatrice della Colorado State University Kristen Rasmussen offre nuove informazioni su questa domanda, in particolare, come i temporali sarebbero diversi in un mondo più caldo.

L'assistente professore di scienze atmosferiche lavora all'interfaccia tra tempo e clima. È autrice principale di un nuovo articolo in Dinamiche climatiche che dettaglia simulazioni climatiche ad alta risoluzione negli Stati Uniti continentali. I suoi risultati suggeriscono che i temporali estremi, o quelli che gli scienziati atmosferici chiamano sistemi convettivi, aumenterà di frequenza in uno scenario climatico più caldo. Questo spostamento sarebbe causato da cambiamenti fondamentali nelle condizioni termodinamiche dell'atmosfera.

Per lo studio, Rasmussen ha utilizzato un nuovo potente set di dati sviluppato dal Centro nazionale per la ricerca atmosferica (NCAR) a Boulder, Colorado, dove Rasmussen ha completato il lavoro post-dottorato prima di entrare a far parte della facoltà CSU nel 2016.

Gli scienziati hanno generato l'enorme set di dati eseguendo il modello Weather Research and Forecasting di NCAR a una risoluzione estremamente elevata di circa 4 chilometri (circa 2,5 miglia), in tutti gli Stati Uniti contigui. I modelli climatici tipici si risolvono solo a circa 100 chilometri (circa 62 miglia) - non quasi i dettagli disponibili nel nuovo set di dati. Inclusi nei nuovi dati ci sono processi cloud su scala più fine rispetto a quelli disponibili nei precedenti modelli climatici.

Utilizzando il set di dati e collaborando con i ricercatori NCAR, Rasmussen ha condotto l'analisi di simulazioni climatiche dettagliate. La prima simulazione di controllo includeva modelli meteorologici dal 2000 al 2013. La seconda simulazione ha sovrapposto gli stessi dati meteorologici con una tecnica di "pseudo riscaldamento globale" utilizzando uno scenario accettato che presuppone un aumento di 2-3 gradi della temperatura media, e un raddoppio dell'anidride carbonica atmosferica.

"Quando abbiamo confrontato l'attuale popolazione convettiva con quella futura, abbiamo scoperto che le tempeste da deboli a moderate diminuiscono di frequenza, considerando che le tempeste più intense aumentano di frequenza, " Ha detto Rasmussen. "Questa è un'indicazione di un cambiamento nella popolazione convettiva, e ci fornisce un quadro di come i cambiamenti climatici possono influenzare il verificarsi di temporali".

Per spiegare questa scoperta, lo studio ha anche mostrato che mentre la quantità di energia disponibile per la convezione aumenta in un clima più caldo e umido, aumenta anche l'energia che inibisce la convezione. Le relazioni di questi spostamenti forniscono una spiegazione termodinamica per l'aumento o la diminuzione del numero di tempeste.

Gli attuali modelli climatici non tengono adeguatamente conto dei processi cloud e hanno formulato ipotesi sul loro comportamento. Infatti, nuvola e mesoscala, o di media scala, i processi nell'atmosfera sono tra le maggiori incertezze nei modelli climatici odierni, ha detto Rasmussen.

"Ora che i modelli climatici globali vengono eseguiti a una risoluzione più elevata, hanno bisogno di maggiori informazioni sui processi fisici delle nuvole, per comprendere meglio tutte le ramificazioni del cambiamento climatico, " ha detto. "Questa è stata una delle motivazioni dietro lo studio".

Nello studio di Rasmussen, il comportamento del cloud è stato definito in modo più realistico utilizzando i dati risolti in blocchi di 4 chilometri. Ciò significava che poteva risolvere caratteristiche topografiche come le Montagne Rocciose e consentire ai temporali di svilupparsi naturalmente nel loro ambiente. Il suo studio spiegava la propagazione di tempeste organizzate, e includeva anche cicli giornalieri corretti delle precipitazioni negli Stati Uniti, nessuno dei quali è accuratamente rappresentato negli attuali modelli climatici.

NCAR pianifica più simulazioni climatiche che includono dettagli ancora più fini dei processi meteorologici. Rasmussen spera di condurre studi di follow-up che spieghino i cambiamenti nella pista della tempesta, che non si rifletteva nel suo studio più recente.