L'effetto serra delle nuvole accelera lo sviluppo dei cicloni tropicali. Rappresentazione schematica di come l'intrappolamento della radiazione infrarossa da parte di nubi convettive profonde porti a un aumento locale del riscaldamento (ombreggiatura rossa), e come questo riscaldamento promuova la circolazione trasversale termicamente diretta (frecce sottili) del ciclone tropicale. (A) Una tempesta incipiente, caratterizzato da un debole, ampia circolazione primaria. (B) Un uragano intensificante caratterizzato da un occhio ben definito e una forte circolazione primaria. Credito:James H. Ruppert Jr. / Penn State
Con la stagione delle tempeste tropicali nell'Oceano Atlantico in corso e già ben inserita nell'alfabeto greco per i nomi, una migliore previsione del percorso della tempesta ha consentito evacuazioni e preparativi tempestivi. Però, la formazione e l'intensificarsi di queste tempeste rimane difficile da prevedere, secondo un team internazionale di ricercatori che stanno studiando l'origine dei cicloni tropicali.
"Ci sono questioni critiche intorno alla formazione e all'intensificazione degli uragani che rendono estremamente difficile la loro previsione, " ha detto James H. Ruppert Jr., assistente professore di meteorologia e scienze atmosferiche, Penn State. "Non abbiamo ancora una comprensione sufficiente dei processi che guidano la formazione delle tempeste".
Le depressioni tropicali sono i deboli precursori di intensi uragani, solitamente identificabile come un ammasso disorganizzato di nuvole in un'area debole di bassa pressione, secondo Ruperto.
"La fase di depressione tropicale è di solito la prima volta che i meteorologi sono in grado di identificare e iniziare a monitorare una tempesta, " Egli ha detto.
Le condizioni ambientali di solito forniscono una finestra ristretta in cui queste depressioni possono trasformarsi in intensi cicloni tropicali.
"Capire la transizione da questa fase di depressione a un uragano in intensificazione è ciò che stiamo cercando, " disse Rupper.
Per studiare la formazione dei cicloni tropicali, i ricercatori hanno esaminato le tempeste che si formano nell'Atlantico e negli oceani del Pacifico occidentale. Considerarono due tempeste, Super tifone Haiyan, avvenuta nel 2013, e l'uragano Maria, avvenuta nel 2017.
Immagine satellitare dell'uragano Maria (2017) mentre l'occhio stava per atterrare in Dominica. Credito:James H. Ruppert Jr. / Penn State
I ricercatori hanno scoperto che il feedback radiativo a infrarossi dalle nuvole crea un effetto serra localizzato che intrappola il calore nell'area della depressione tropicale. Le nubi profonde che sono pesantemente cariche di goccioline d'acqua e cristalli di ghiaccio intrappolano le radiazioni infrarosse in uscita e riscaldano l'atmosfera. Questo riscaldamento locale provoca il movimento di sollevamento nella tempesta, che aiuta a saturare completamente l'atmosfera e ad aumentare i venti che fluiscono verso l'interno vicino alla superficie dell'oceano. Finché la tempesta è più di qualche grado sopra o sotto l'equatore, l'effetto Coriolis fa sì che questi venti che fluiscono verso l'interno formino una circolazione vicino alla superficie. Questa circolazione si intensifica quindi con l'aiuto dell'evaporazione superficiale e alla fine forma un occhio centrale, assumendo il classico aspetto di un intenso ciclone tropicale.
I ricercatori hanno scoperto che il riscaldamento localizzato creato dall'effetto serra delle nuvole ha contribuito ad accelerare la formazione sia di Haiyan che di Maria. Quando hanno rimosso l'effetto nella simulazione del modello, le tempeste si sono formate più lentamente o non si sono formate affatto. I ricercatori sostengono che l'effetto serra delle nuvole è quindi probabilmente determinante nella formazione di molti eventi di tempesta tropicale. Riportano i loro risultati oggi (26 ottobre) nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .
"Il nostro obiettivo finale è prevedere meglio i cicloni tropicali, e attualmente rimane molto difficile prevedere la formazione di tempeste, " ha detto Ruppert. "La previsione delle tracce dei temporali è migliorata enormemente negli ultimi decenni. I venti su larga scala controllano principalmente le tracce delle tempeste e la nostra capacità di misurare e prevedere questi venti è notevolmente migliorata, consentendo importanti progressi nella previsione del percorso temporalesco. I processi su piccola scala che governano la formazione e l'intensificazione delle tempeste in primo luogo, è qui che la nostra comprensione e capacità di osservazione sono ancora davvero messe alla prova".
