Gli scienziati hanno identificato meandri sistematici nella corrente a getto settentrionale che circonda il globo che ha causato simultanee ondate di calore dannose per i raccolti in regioni del granaio ampiamente separate, una minaccia precedentemente non quantificata per la produzione alimentare globale che, dicono, potrebbe peggiorare con il riscaldamento globale. La ricerca mostra che alcuni tipi di onde nella circolazione atmosferica possono amplificarsi e quindi bloccarsi sul posto per lunghi periodi, innescando le ondate di calore simultanee. Parti interessate del Nord America, Europa e Asia insieme producono un quarto dell'approvvigionamento alimentare mondiale. Lo studio appare questa settimana sulla rivista Cambiamenti climatici naturali .

"Abbiamo riscontrato un aumento di 20 volte del rischio di ondate di calore simultanee nelle principali regioni produttrici di colture quando sono presenti questi modelli di vento su scala globale, " ha detto l'autore principale Kai Kornhuber, un ricercatore post-dottorato presso l'Earth Institute della Columbia University. "Fino ad ora, questa era una vulnerabilità inesplorata nel sistema alimentare. Durante questi eventi c'è in realtà una struttura globale nella circolazione altrimenti piuttosto caotica. La campana può suonare in più regioni contemporaneamente".

Kornhuber ha avvertito che le ondate di calore quasi sicuramente peggioreranno nei prossimi decenni, mentre il mondo continua a scaldarsi. I meandri che li causano potrebbero anche potenzialmente diventare più pronunciati, anche se questo è meno certo. Poiché le materie prime alimentari sono sempre più scambiate su scala globale, entrambi gli effetti potrebbero portare a carenze alimentari anche in regioni lontane da quelle direttamente colpite dalle ondate di calore.

La corrente a getto è un fiume d'aria in rapido movimento che circonda continuamente l'emisfero settentrionale da ovest a est. Generalmente si limita a una banda relativamente stretta, ma può vagare a nord o a sud, a causa di una caratteristica che gli scienziati chiamano onde di Rossby. Tra gli altri effetti, queste oscillazioni atmosferiche possono trascinare masse d'aria gelida dalle regioni polari, o quelli caldi dei subtropicali, nelle popolose latitudini medie. Le oscillazioni influenzano fortemente il tempo quotidiano. Quando diventano particolarmente grandi, possono portare ondate di calore prolungate, siccità o inondazioni in estate; o nelle stagioni più fredde, ondate di freddo anormali.

Poiché la circolazione atmosferica terrestre è così vasta e complicata, solo negli ultimi anni gli scienziati sono stati in grado di individuare modelli globali nelle onde di Rossby. Il nuovo studio si basa su precedenti scoperte di tali modelli, e li collega a perdite misurabili nella produzione agricola.

Esaminando grandi quantità di dati climatici dal 1979 al 2018, Kornhuber e colleghi si sono concentrati su due onde di Rossby con lunghezze d'onda specifiche, denominati wave-5 e wave-7; questo è, oscillazioni nord-sud nella corrente a getto che producono 5 o 7 picchi e corrispondenti depressioni attorno alla circonferenza del pianeta. Hanno scoperto che mentre onde di lunghezza inferiore o superiore sembrano oscillare casualmente, i modelli wave-5 e wave-7 possono bloccarsi in una griglia di simmetrie, spesso meandri molto più grandi centrati su regioni prevedibili. I modelli wave-5 tendono a librarsi sul Nord America centrale, Europa orientale e Asia orientale; i modelli dell'onda-7 sul Nord America centro-occidentale, dell'Europa occidentale e dell'Asia occidentale. In entrambi i casi, i risultati sono gli stessi:aria calda sale da sud verso le vette, producendo picchi anomali di temperatura che possono andare avanti per settimane. Questo a sua volta riduce le precipitazioni, inaridisce il suolo e la vegetazione, e uccide i raccolti in ogni regione.

"Normalmente, si prevede che i raccolti scarsi in una regione saranno bilanciati da buoni raccolti altrove, " ha affermato il coautore dello studio Dim Coumou dell'Institute for Environmental Studies della VU University Amsterdam, che studia le onde di Rossby da anni. "Queste ondate possono causare raccolti ridotti in diversi importanti granai contemporaneamente, creando rischi per la produzione alimentare globale".

Gli scienziati hanno dimostrato che negli anni in cui queste onde amplificate si sono verificate durante due o più settimane estive, la produzione di cereali è diminuita del 4% rispetto alla media di tutte le regioni colpite, e fino all'11% in una singola regione colpita. Spesso seguivano picchi di prezzo del cibo. Le onde si sono abbattute nel 1983, 2003, 2006, 2012 e 2018, quando molti record di temperatura sono caduti negli Stati Uniti, Canada, Scandinavia e Siberia. Oltre a uccidere i raccolti, le onde hanno ucciso migliaia di persone, soprattutto in Europa e Russia, dove l'aria condizionata è molto meno comune rispetto al Nord America.

Mentre lo studio si concentra principalmente sulle ondate di calore nelle cime settentrionali delle onde di Rossby, suggerisce anche che gli estremi opposti possono verificarsi nelle depressioni meridionali. Uno studio precursore di Kornhuber e altri all'inizio di quest'anno ha notato che durante le ondate di calore del nord del 2018, le regioni più meridionali, compresi i Balcani e il Giappone, hanno visto piogge straordinarie e distruzioni dovute a inondazioni e frane. Durante un'epidemia di caldo settentrionale del 2010 in Russia, inondazioni simultanee sul fiume Indo in Pakistan hanno causato milioni di sfollati e hanno distrutto i raccolti.

Molti scienziati ritengono che le onde di Rossby cresceranno e si fermeranno più spesso man mano che il pianeta si riscalda. Kornhuber ha affermato che questo scenario è abbastanza plausibile - quasi tutti gli eventi globali si sono verificati dal 2000 - ma ciò dice che non ci sono ancora dati sufficienti per formare un consenso su questo. Indipendentemente, Egli ha detto, "anche se la frequenza o la dimensione delle onde [Rossby] non cambia, le temperature estreme legate ai modelli diventeranno più gravi, perché l'atmosfera nel suo insieme si sta riscaldando."

Il coautore dello studio Radley Horton, un climatologo del Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia, una parte dell'Istituto della Terra, disse, "Se i modelli climatici non sono in grado di riprodurre questi modelli d'onda, i gestori del rischio come i riassicuratori e gli esperti di sicurezza alimentare potrebbero trovarsi di fronte a un punto cieco nel valutare come le ondate di calore simultanee e i loro impatti potrebbero cambiare in un clima di riscaldamento".

Teodoro Pastore, un professore di scienze del clima presso l'Università di Reading nel Regno Unito che non è stato coinvolto nello studio, disse, "Abbiamo forti prove osservative di questo modello d'onda. Ciò che è aperto alla discussione è come potrebbe rispondere ai cambiamenti climatici". Ha notato che molte dichiarazioni scientifiche di consenso, compresi quelli del Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici si sono rivelati sottostimati di quanto velocemente e lontano potrebbero spostarsi gli effetti del riscaldamento globale.