La California e altre aree del sud-ovest degli Stati Uniti potrebbero vedere meno precipitazioni invernali future rispetto a quanto precedentemente previsto dai modelli climatici. Dopo aver sondato un errore persistente in modelli ampiamente utilizzati, i ricercatori del Pacific Northwest National Laboratory del Department of Energy stimano che la California sperimenterà probabilmente inverni più secchi in futuro rispetto a quanto previsto da alcuni modelli climatici, il che significa che i residenti possono vedere meno deflusso primaverile, temperature primaverili più elevate, e un aumento del rischio di incendi nei prossimi anni.

Lo scienziato della Terra Lu Dong, che ha condotto lo studio insieme allo scienziato atmosferico Ruby Leung, ha presentato le sue scoperte alla riunione autunnale dell'American Geophysical Union martedì, 1 dicembre e risponderà alle domande virtualmente mercoledì, 16 dicembre.

Come simulazioni imperfette di sistemi enormemente complessi, i modelli climatici odierni hanno pregiudizi ed errori. Quando le nuove generazioni di modelli vengono affinate e crescono sempre più accurate, alcuni pregiudizi sono ridotti mentre altri persistono. Uno di questi pregiudizi di lunga durata in molti modelli è la falsa rappresentazione di un'importante caratteristica di circolazione chiamata zona di convergenza intertropicale, comunemente noto come ITCZ.

L'ITCZ segna un'area appena a nord dell'equatore terrestre dove gli alisei di nord-est dell'emisfero settentrionale si scontrano con gli alisei di sud-est dell'emisfero meridionale. La forte luce del sole e l'acqua calda riscaldano l'aria qui, energizzandolo insieme all'umidità che trattiene per spostarsi verso l'alto.

Mentre l'aria si alza, si espande e si raffredda. La condensazione dell'umidità fornisce più energia per produrre temporali con precipitazioni intense. Dallo spazio, si vede anche una fitta fascia di nuvole, ininterrotta per centinaia di miglia mentre si spostano nella regione.

"L'ITCZ produce il più forte, lunga fila di convezione persistente nel mondo, " ha detto Dong. "Può influenzare il ciclo globale dell'acqua e il clima su gran parte della Terra, " Compreso, lei ha aggiunto, Il clima della California.

Raddoppiare il pregiudizio del modello climatico

Molti modelli climatici raffigurano erroneamente un doppio ITCZ:due bande che appaiono in entrambi gli emisferi invece di una, che infonde incertezza nelle proiezioni del modello. Gli scienziati si riferiscono a questo come bias del doppio ITCZ. Le variazioni nei sistemi di vento e pressione che influenzano l'ITCZ si aggiungono a tale incertezza.

"C'è molta incertezza sulle precipitazioni future della California, " ha detto Dong, che ha descritto modelli climatici che proiettano una gamma di umidità invernale nello stato in media su più anni, da forti aumenti a piccoli diminuzioni. "Vogliamo sapere da dove viene questa incertezza in modo da poter meglio prevedere i futuri cambiamenti nelle precipitazioni".

Per esaminare l'effetto del bias doppio ITCZ ​​e creare proiezioni più accurate, Dong e lo scienziato atmosferico Ruby Leung hanno analizzato i dati di quasi 40 modelli climatici, scoprire collegamenti statistici e meccanicistici tra il bias e gli output dei modelli. La parte del leone dei modelli analizzati prevedeva un inasprimento del ciclo delle precipitazioni stagionali della California, portando inverni più umidi e stagioni autunnali e primaverili più secche.

Morbido, la neve bianca riposa su entrambi i lati di un corso d'acqua della California. Le precipitazioni invernali includono più della semplice pioggia, che comprende il manto nevoso nelle aree montuose e altri fattori che influenzano i processi climatici durante tutto l'anno.

Meno acqua, più fuoco

Quelle relazioni scoperte, Dong ha detto, ora mettono in dubbio le stime dei modelli CMIP5 che prevedevano inverni più piovosi in futuro. Modelli dotati di un bias doppio ITCZ ​​più grande, si scopre, tendono ad esagerare gli inverni più umidi del sud-ovest degli Stati Uniti. Sottovalutano anche gli inverni più secchi nel bacino del Mediterraneo, che presenta anche inverni piovosi pronunciati ed estati secche simili alla California, in scenari di riscaldamento climatico.

La correzione del bias riduce le proiezioni delle precipitazioni invernali a un livello che è approssimativamente uguale agli inverni attuali della California, pari a pochi cambiamenti e nessun futuro inverni più piovosi. Nel bacino del Mediterraneo, ha detto Dong, la correzione significa che l'essiccazione invernale sarà intensificata del 32 percento.

"Un'importante implicazione di questo lavoro, " ha detto Dong, "è che una riduzione delle precipitazioni invernali stimate significherà probabilmente una riduzione del deflusso primaverile e un aumento della temperatura primaverile, ed entrambi aumentano la probabilità di rischio di incendi in California".

Imparare dai modelli climatici

Sebbene l'obiettivo dello studio fosse limitato esclusivamente alle precipitazioni invernali, disse Leung, le sue implicazioni raggiungono tutte le stagioni.

"Le implicazioni non riguardano solo quanto le cose bagnate saranno o non saranno, " disse Leung. "Quando la gente pensa alle precipitazioni, tendono a pensare a quanta pioggia riceveranno. Ma le precipitazioni hanno molte implicazioni, come il manto nevoso nelle zone montuose, Per esempio, e ciò significa che qualunque cambiamento osserviamo nelle precipitazioni invernali avrà implicazioni successive per la primavera o addirittura l'estate. Gli impatti non riguardano solo l'inverno; si faranno sentire durante tutto l'anno".

I risultati non sono di buon auspicio per la produzione agricola, poiché oltre un terzo degli ortaggi del paese viene coltivato nel suolo della California, e due terzi dei suoi frutti e noci sono coltivati ​​nelle fattorie della California, secondo il Dipartimento dell'Alimentazione e dell'Agricoltura della California. Mandorle e uva, due colture particolarmente affamate di acqua, erano tra le materie prime più produttive dello stato, portando in totale $ 11,5 miliardi nel 2019.

Oltre 4 milioni di acri e quasi 10, 500 strutture bruciate nella stagione degli incendi boschivi del 2020 nello stato. La stagione degli incendi si è allungata, secondo Cal Fire, che cita le temperature primaverili più calde come uno dei motivi per cui le foreste sono ora più suscettibili agli incendi.

Dong e i suoi partner di ricerca sperano che i risultati informino meglio i gruppi di gestione delle risorse mentre si preparano per le prossime stagioni degli incendi e pianificano inverni più secchi del previsto.

Il bias doppio ITCZ ​​è prominente in tutti i modelli climatici CMIP5, disse Leung, così come i modelli CMIP6, la generazione più recente, sebbene questi ultimi non siano stati considerati in questo lavoro. "Se guardi l'intero insieme di modelli, " ha detto Leung, "vedi pregiudizi abbastanza simili."