Uno studio basato su nuove simulazioni di supercomputer ad alta risoluzione, pubblicato nel numero di questa settimana della rivista Progressi scientifici , rivela che il riscaldamento globale intensificherà l'approdo dei cicloni tropicali di categoria 3 o superiore negli oceani Indiano e Pacifico, sopprimendo la formazione di eventi più deboli.

cicloni tropicali (compresi tifoni e uragani), sono i disastri meteorologici più mortali e più costosi sulla Terra. Milioni di persone sono colpite ogni anno dal potere distruttivo di questi sistemi meteorologici estremi, ma come le proprietà dei cicloni tropicali, in particolare nelle aree costiere, cambieranno in risposta al riscaldamento globale è rimasto a lungo un mistero. Per rispondere a questa domanda, gli scienziati da oltre due decenni hanno utilizzato i più grandi supercomputer del mondo per eseguire simulazioni di modelli climatici che mostrano aspetti importanti di queste tempeste distruttive. Però, fino a poco tempo la potenza di calcolo era insufficiente per catturare sia i dettagli atmosferici che risolvere la piena interazione con l'oceano su scala globale.

Un team di ricercatori dell'IBS Center for Climate Physics (ICCP) della Corea del Sud presso la Pusan ​​National University ha recentemente completato una delle simulazioni di riscaldamento globale più complesse e dettagliate finora. Il modello climatico globale registra processi atmosferici e oceanici su piccola scala con una scala orizzontale di 25 km e 10 km, rispettivamente. Questa risoluzione senza precedenti è adeguata per simulare cicloni tropicali e scie fredde oceaniche (Fig. 1), che si generano quando un forte ciclone tropicale che si muove lentamente porta acque profonde e fredde fino alla superficie dell'oceano, influenzando ulteriormente la traccia e l'intensità dei cicloni tropicali.

Per determinare la sensibilità dei cicloni tropicali al riscaldamento globale, il team di ricerca ha eseguito simulazioni di modelli al computer per l'attuale composizione dei gas a effetto serra atmosferica e ha raddoppiato e quadruplicato la CO ₂ concentrazioni. Le simulazioni sono state eseguite per 13 mesi su uno dei supercomputer accademici più veloci della Corea del Sud chiamato Aleph (Fig. 1), generando un equivalente di circa duemila dischi rigidi da 1 TB di dati.

Questo modello di computer climatico è unico anche sotto altri aspetti. Per esempio, mostra errori di temperatura dell'oceano molto più deboli rispetto alla precedente generazione di modelli climatici. "Questo miglioramento è stato importante per una simulazione realistica dei tifoni nell'Oceano Indiano e Pacifico, "dice il dottor Jung-Eun Chu, autore principale dello studio e capo progetto presso l'ICCP.

Sopra i caldi oceani tropicali, l'aria sale, scorre verso i poli ad alta quota e affonda nelle regioni subtropicali. Il flusso di ritorno alla superficie di questa cosiddetta circolazione di Hadley alimenta il sistema globale degli alisei. Secondo il nuovo studio, la circolazione estiva di Hadley dovrebbe indebolirsi in futuro a causa del riscaldamento atmosferico accelerato ad un'altitudine di 5-15 km, rispetto al suolo. "Una futura riduzione del movimento ascendente nell'atmosfera tropicale renderà più difficile lo sviluppo dei cicloni tropicali, il che spiega la futura soppressione prevista nei semi dei cicloni tropicali e i numeri complessivi nell'Oceano Pacifico e Indiano (Fig. 2), " spiega il dottor Sun-Seon Lee dell'ICCP, che ha condotto le simulazioni su Aleph. "È interessante notare che il modello simulato dei futuri cambiamenti dei cicloni tropicali è abbastanza simile alle tendenze osservate di recente, che supporta l'idea che il riscaldamento globale stia già alterando il clima estremo globale", aggiunge il dott. Lee.

Però, la storia di come il riscaldamento globale altererà i cicloni tropicali è più complessa. Anche se per un CO ₂ si prevede che il raddoppio del numero totale di cicloni tropicali diminuirà in futuro, gli eventi in via di sviluppo avranno maggiori possibilità di intensificarsi oltre la categoria 3 a causa dei maggiori livelli di umidità ed energia nell'atmosfera. "Questo risultato conferma studi precedenti che utilizzavano modelli climatici globali meno dettagliati. Rappresentando i processi costieri in modo più accurato che mai in un modello globale, ora abbiamo una fiducia molto più alta in queste robuste proiezioni del modello, in particolare per l'approdo di cicloni tropicali, " afferma il prof. Axel Timmermann, co-autore dello studio e Direttore dell'ICCP.

Per concentrazioni di gas serra ancora più elevate (CO ₂ quadruplicando), il gruppo di ricerca ha scoperto un importante, precedentemente sconosciuto, effetto di saturazione:oltre ~5 gradi di riscaldamento globale, la soppressione dei semi dei cicloni tropicali è così forte che il numero di eventi di forte atterraggio (categoria 3 o superiore) inizierà a stabilizzarsi. "Tuttavia, le precipitazioni associate ad ogni evento continueranno ad aumentare, amplificando il rischio di inondazioni costiere estreme. Il nostro studio fornisce informazioni cruciali rilevanti per la politica per i paesi colpiti dall'impatto dei cicloni tropicali, " dice il dottor Chu.

Il team di ricerca dell'ICCP continuerà ad analizzare la grande quantità di dati generati da queste simulazioni al computer per comprendere meglio l'interazione tra il contenuto di calore dell'oceano ei cicloni tropicali nelle condizioni attuali e future.