Gli scienziati del clima della Columbia University hanno sviluppato un nuovo, modello globale di uragano per stimare il rischio a lungo termine di rari, tempeste ad alto impatto in diversi scenari climatici. Il modello utilizza un nuovo approccio per simulare in modo efficiente un gran numero di tempeste in tutto il mondo, soprattutto quelli che si intensificano rapidamente, come gli uragani Maria, Irma e Harvey. I ricercatori sperano che il nuovo sistema porti a valutazioni del rischio e dei pericoli delle tempeste per le principali città.

Il gruppo di progetto, guidato da Chia-Ying Lee dell'International Research Institute for Climate and Society, renderà il modello open source quando il lavoro sarà completato. Gli scienziati descrivono la loro metodologia in un nuovo articolo nel Journal of Advances in Modeling Earth Systems .

La stagione degli uragani atlantici 2017 è stata una delle più distruttive nella storia degli Stati Uniti, causando danni per oltre 200 miliardi di dollari prima che si concludesse ufficialmente il 30 novembre. Uragani e tempeste tropicali hanno anche attraversato i Caraibi e la costa del Golfo, devastando un certo numero di nazioni e territori insulari.

"Eventi come questi provocano danni enormi, ", afferma Lee. "È importante avere una comprensione accurata di come cambia il pericolo rappresentato da questi eventi al variare del clima".

Come altri modelli di uragani, questo nuovo utilizza condizioni storiche per simulare un gran numero di tempeste realistiche ma sintetiche:molte altre tempeste, infatti, rispetto a quanto effettivamente avvenuto negli ultimi 30 anni.

"Essenzialmente, possiamo generare una storia molto più lunga per visualizzare cose che non sono accadute dall'inizio delle osservazioni moderne, ma potrebbe succedere, " dice il coautore Adam Sobel, dall'Osservatorio della Terra di Lamont-Doherty della Columbia. "Questo ci consente di valutare le probabilità di eventi rari che non sono presenti nella documentazione storica".

La maggior parte dei modelli utilizzati dal settore privato lo fa attraverso mezzi puramente statistici, generando nuove tempeste basate solo sulle tracce di quelle storiche. Tali modelli non possono spiegare l'ambiente su larga scala in cui ogni tempesta si è sviluppata e si è evoluta. Quindi il team della Columbia ha tratto ispirazione da un modello di rischio sviluppato dieci anni fa da Kerry Emanuel, al Massachusetts Institute of Technology. Il suo è un modello statistico-dinamico, il che significa che utilizza una combinazione di fisica e statistica per simulare ogni tempesta sintetica. I modelli dinamici possono incorporare dati climatici su larga scala e quindi possono rispondere alle mutevoli condizioni ambientali come il cambiamento climatico. Però, l'esecuzione di queste simulazioni è molto costosa e richiede molto tempo.

Il modello che Lee e i suoi colleghi hanno creato si basa su questo approccio ibrido statistico-dinamico, ma predice l'intensità della tempesta in un modo nuovo, incorporando una metodologia sviluppata dal team nel 2016 che cattura la frequenza delle grandi tempeste come l'uragano Maria e il modo in cui si intensificano rapidamente. Il loro metodo di modellazione è anche molto efficiente nel simulare un gran numero di tempeste in tutto il mondo, che consente valutazioni complete dei pericoli.

"Ora possiamo studiare il rischio di uragani, globalmente e in un modo che sia direttamente rilevante per gli impatti, " dice Sobel. "Finora, solo modelli dinamici molto costosi potrebbero farlo, quindi stiamo aprendo molte nuove possibilità, per noi e per gli altri".

governi, istituzioni finanziarie, le organizzazioni non governative e persino le singole famiglie trarranno vantaggio da una migliore valutazione dei rischi. Per esempio, le istituzioni possono generare mappe di probabilità che mostrano le probabilità che luoghi diversi subiscano un grave uragano nel prossimo anno, dice Chia-Ying Lee. "Saremo anche in grado di generare valutazioni dei pericoli locali incentrate sulle singole città, e questi possono essere potenzialmente inseriti in siti Web interattivi con accesso pubblico.

Quando il progetto terminerà nel 2020, chiunque sarà in grado di scaricare ed eseguire il modello. Sobel spera che questo stimolerà gli altri a migliorare il proprio lavoro.

"Come scienziati che si sforzano di rendere la nostra ricerca utile e preziosa nel mondo intero, volevamo sviluppare un modello che ci consentisse non solo di studiare il rischio di uragani, ma consentirebbe anche ad altri di farlo, sia per la ricerca accademica, riduzione del rischio di catastrofi, adattamento climatico o qualsiasi altro scopo".

Il gruppo sta attualmente collegando i dati storici generati da una serie di modelli climatici globali per vedere quanto bene possono riprodurre le passate stagioni degli uragani. Questa comprensione consentirà loro di adattare il modello per simulare le future stagioni degli uragani. Hanno in programma di riportare questi risultati in un prossimo articolo.