Gli scienziati del clima sanno da decenni che c'è di più nel cambiamento climatico rispetto alle temperature più elevate. Il livello del mare si sta alzando, Gli incendi divampano e la siccità sta riducendo le riserve idriche in tutto il mondo.

Eventi meteorologici estremi, come uragani e temporali, rischiano anche di peggiorare. Ma per prevedere quanto cambieranno queste tempeste in un mondo più caldo, dobbiamo capire come funzionano nel clima attuale.

Dan Chavas, un assistente professore di scienze atmosferiche alla Purdue University, sta cercando di risolvere questo dilemma.

"Quando le persone chiedono come cambieranno le tempeste in futuro, la mia domanda è, 'Quanto bene comprendiamo come funziona quel fenomeno nel clima in generale?'", ha detto. "A volte quel passaggio intermedio viene saltato. Se non hai una conoscenza di base della relazione tra clima e qualsiasi tipo di tempesta stai guardando, è difficile dire che si possa rispondere alla domanda sul cambiamento climatico".

Nonostante abbia causato centinaia di morti e miliardi di dollari di danni ogni anno negli Stati Uniti, ci sono molte cose sugli uragani che ancora non capiamo. Posizione, temperatura dell'acqua, la pressione e la circolazione delle nuvole giocano tutti un ruolo nella gravità finale della tempesta, ma non è del tutto chiaro come funzionino insieme.

I ricercatori non hanno ancora capito cosa determina le dimensioni di un uragano, o. Le tempeste possono essere molto grandi o molto piccole e avere la stessa velocità massima del vento. In qualità di esperto di fisica delle condizioni meteorologiche estreme, gran parte del lavoro di Chavas fino ad oggi si è concentrato su ciò che controlla le dimensioni di un uragano e su come la velocità del vento cambia in funzione della distanza dal centro della tempesta.

Più recentemente, ha iniziato a cercare di determinare cosa determina la frequenza con cui si formano gli uragani. Ci sono circa 90 tempeste tropicali sulla Terra ogni anno, ma nessuno sa veramente cosa governa quel numero.

"Questa è una grande domanda aperta nel nostro campo:non sappiamo perché non ce ne siano nove o 900, "Ha detto Chavas. "Sto studiando la formazione degli uragani per capire perché compaiono dove compaiono, cosa regola la frequenza, e come questo varia con la latitudine e in generale con lo spazio e il tempo."

Chavas utilizza modelli al computer per simulare le tempeste sulla Terra. Nella sua ricerca, confronta spesso due versioni del pianeta:una che assomiglia molto alla Terra reale, e una versione molto semplificata dove la terra non esiste, gli oceani coprono interamente il pianeta e il sole splende ovunque allo stesso modo.

In questo immaginario, mondo semplice, ci sono migliaia di cicloni tropicali.

"Hanno molte proprietà interessanti che sono potenzialmente molto rilevanti per il mondo reale, "Ha detto Chavas. "Come un biologo usa un topo o un moscerino della frutta come terreno di prova sperimentale, usiamo una versione semplificata della Terra. Possiamo manipolare ciò che accade lì - far girare il mondo due volte più velocemente, o renderlo più grande o più piccolo e testare la teoria."

Per una stima davvero buona di come cambierà il tempo estremo in futuro, i ricercatori avrebbero bisogno di una comprensione fisica di come questi fenomeni funzionano insieme alle simulazioni di previsione, per osservarli entrambi contemporaneamente e vedere se corrispondono.

Ma la tensione tra la teoria della fisica e i fenomeni del mondo reale nella scienza del tempo e del clima rende tutto questo difficile. Molti fisici lavorano in ambienti più semplici dell'attuale sistema climatico, a volte così tanto che i loro risultati non si applicano al mondo reale.

D'altra parte, le previsioni del tempo tendono ad essere orientate alla pratica. Molti meteorologi si concentrano sulla creazione di previsioni accurate, e se possono farlo, vedono meno bisogno di capire la fisica sottostante. Portando i risultati della sua ricerca dal mondo semplificato al mondo reale, Chavas sta colmando questa lacuna.

"Possiamo sempre simulare il clima nel futuro, ma aiuta molto se abbiamo teorie per capire come funzionano i fenomeni meteorologici e come si presentano in un sistema che si estende a qualsiasi clima, " ha detto. "Se sappiamo come cambieranno le cose se il clima è 10 gradi più caldo o 10 gradi più freddo, o se qualche altro aspetto del sistema climatico è alterato, allora possiamo finalmente dire di averlo capito molto bene".

Avere la potenza del computer per eseguire un modello climatico globale che risolve le tempeste più piccole è diventato una realtà solo nell'ultimo decennio. I modelli climatici possono prevedere abbastanza bene i cambiamenti nelle precipitazioni, ma mentre si muovono verso uragani e tornado, questi sistemi su scala ridotta diventano più difficili da risolvere. I modelli utilizzati dal Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici, l'organismo delle Nazioni Unite che produce regolarmente rapporti di valutazione del cambiamento climatico, non include affatto i tornado.

Senza enormi modelli climatici per fornire previsioni accurate di condizioni meteorologiche avverse, Chavas ha rivolto la sua attenzione più vicino a casa, nelle Montagne Rocciose.

"Un'ipotesi che circola da molto tempo nella comunità scientifica dice che c'è un punto caldo per forti temporali e tornado sul Nord America, " ha detto. "L'idea è che avere le Montagne Rocciose a ovest e il Golfo del Messico a sud crei un ambiente favorevole per eventi meteorologici estremi".

Se le montagne sono essenziali per la formazione di tempeste, quindi rimuoverli dovrebbe eliminare il maltempo (così va l'ipotesi). Ipoteticamente, su un pianeta completamente ricoperto d'acqua, non ci sarebbero forti temporali.

Chavas ha recentemente iniziato a testare queste ipotesi in modelli climatici in cui manipola queste caratteristiche su una Terra immaginaria. Spera di pubblicare i risultati preliminari su questo entro i prossimi mesi.

"Quali caratteristiche sono essenziali per la formazione di condizioni meteorologiche avverse, e in che modo l'entità dei temporali e dell'attività dei tornado dipende dagli aspetti delle montagne, o la relazione tra dove si trovano la montagna e i corpi idrici?" ha detto. "La maggior parte delle ricerche fino ad oggi considera solo la nostra attuale configurazione della topografia nordamericana e delle superfici terrestri, da cui possiamo fare ipotesi su come ciò dia origine a condizioni meteorologiche avverse sulla Terra. Ma finché non facciamo esperimenti in cui modifichiamo quei parametri, non saremo sicuri di comprendere molto bene questi sistemi."