La temperatura più alta mai registrata sulla Terra in modo verificabile:54,4 gradi Celsius (130 gradi Fahrenheit) nella Valle della Morte, California, il 9 luglio, Il 2021 arriva pochi mesi dopo che le temperature record sono state registrate in Asia e negli Stati Uniti. Nel caldo soffocante, i risultati di un rapido riscaldamento della Terra sono chiari. In una bufera di neve, può essere più difficile capire come il riscaldamento globale possa causare un freddo così gelido. Un team di ricerca internazionale ha esaminato tre eventi estremi dello scorso inverno per chiarire i meccanismi alla base di tali sbalzi di temperatura e meteo.

Hanno pubblicato i loro risultati il ​​9 agosto in Progressi nelle scienze dell'atmosfera .

"Il problema generale da risolvere è il motivo per cui gli eventi meteorologici estremi si sono verificati più frequentemente in un clima in fase di riscaldamento negli ultimi decenni e se l'amplificazione del riscaldamento artico svolge un ruolo trainante, " ha detto il primo autore Xiangdong Zhang, professore di scienze climatiche e atmosferiche presso l'Università dell'Alaska Fairbanks. "Gli eventi estremi dell'inverno 2020-21 offrono un'opportunità unica per esaminare quali processi o meccanismi fisici guidano questi eventi".

I ricercatori hanno esaminato due focolai di aria fredda da record in Cina da fine dicembre 2020 a metà gennaio 2021, durante il quale sia Pechino che Tiajin hanno registrato le loro temperature più basse in 54 anni (-19,7 ° C (-3,46 ° F) e -19,9 ° C (-3,82 ° F), rispettivamente). Hanno anche considerato lo storico freddo che ha colpito il centro-ovest e il profondo sud del Nord America nel febbraio 2021, risultando nelle temperature più fredde registrate in quasi un secolo in Texas (-13,3°C (8°F) e -8,3°C (17°F) ad Austin e Houston, rispettivamente).

Confrontando l'inverno 2020-21 con gli ultimi 42 inverni, i ricercatori hanno utilizzato i dati osservativi disponibili e modelli simulati per analizzare come gli eventi marini e atmosferici possono essere alla base di condizioni meteorologiche estreme. "Anche se il riscaldamento globale e la perdita di ghiaccio del Mar Artico si verificano ogni anno, tali eventi meteorologici estremi che indaghiamo sono intermittenti:non si verificano ogni anno, ", ha affermato il coautore James Overland, ricercatore oceanografo presso il National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Pacific Marine Environmental Laboratory negli Stati Uniti "Questo perché sono causati da una combinazione di nuovo riscaldamento globale ed estremo, ma naturale, condizioni meteorologiche precursori nella corrente a getto e nel vortice polare".

Il vortice polare:bassa pressione, l'aria fredda nell'atmosfera centrata sui poli della Terra:fa sì che temperature più fredde si riversino sull'emisfero settentrionale durante l'inverno con l'aiuto della corrente a getto terrestre, che comprende correnti d'aria che fluiscono da ovest a est. Aumenti improvvisi della temperatura in uno strato superiore dell'atmosfera, chiamato riscaldamento stratosferico improvviso, può alterare drasticamente il comportamento e l'interazione del vortice polare e della corrente a getto, secondo Zhang. Il clima risultante può diventare ancora più estremo se complicato dalle mutevoli temperature oceaniche e dal ghiaccio marino dell'Oceano Artico.

"Il verificarsi simultaneo di condizioni termiche oceaniche anomale in tre bacini oceanici e l'interazione delle dinamiche atmosferiche hanno determinato una scala emisferica, cambiamenti sistematici nella circolazione atmosferica, o modello meteorologico, ad uno stato estremamente anomalo, "

Sebbene tutti e tre gli eventi fossero collegati a un improvviso evento di riscaldamento stratosferico, gli effetti a valle erano diversi in ciascuno di essi. Nel primo evento dell'Asia orientale, l'aria fredda polare modulava la corrente a getto di media latitudine per dirigere l'aria fredda verso sud; nel secondo evento, il vortice polare si è diviso, approfondire una regione di bassa pressione e far circolare l'aria artica più fresca; e nell'evento del Nord America, anche il vortice polare è stato diviso, ma in questo caso ha spinto la bassa atmosfera a stabilirsi più in profondità nel sud, applicando pressione all'aria molto fredda.

"Quando si attribuiscono i fattori responsabili di un evento estremo, dovremmo avere un punto di vista ampio per catturare il quadro generale, " ha detto il co-autore Timo Vihma, professore di ricerca presso l'Istituto meteorologico finlandese in Finlandia. "Può consistere in complesse interazioni di diversi fattori che agiscono distanti l'uno dall'altro nella scala emisferica. "

Co-autrice Annette Rinke, scienziato senior presso l'Istituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz per la ricerca polare e marina in Germania, ha inoltre spiegato che gli eventi meteorologici invernali estremi sono spesso guidati da fattori "remoti".

"Lo studio mostra che le anomalie nelle temperature oceaniche, oltre alla circolazione atmosferica su larga scala, possono svolgere un ruolo chiave negli eventi meteorologici estremi, " ha detto Rinke.

I ricercatori hanno in programma di continuare la ricerca su come gli eventi atmosferici possono prevenire e influenzare condizioni meteorologiche estreme.

"Nelle attività all'aria aperta, nuvole e precipitazioni, e il loro calore latente associato, può cambiare, ma mancano osservazioni per questo, " ha detto il co-autore Yunfei Fu, professore alla Scuola di Scienze della Terra e dello Spazio, Università della Scienza e della Tecnologia della Cina. "Il telerilevamento satellitare può aiutare in questo, compresa la convalida delle simulazioni del modello, che può aiutare a prevedere come gli eventi precursori possono influenzare cose come la stagione dei monsoni in Asia orientale".

"Studiando queste ondate di freddo da record, possiamo vedere il "quadro generale" degli eventi meteorologici estremi." ha detto il coautore, Zhe Han, scienziato presso l'Istituto di Fisica dell'Atmosfera, Accademia cinese delle scienze. "Anche se gli eventi possono essere diversi, potrebbero condividere meccanismi sottostanti simili, che è legato al riscaldamento globale. Insieme al riscaldamento, l'amplificazione artica e l'intensificarsi delle anomalie termiche oceaniche possono interagire con la circolazione atmosferica, come il vortice polare e l'improvviso riscaldamento stratosferico, causare il verificarsi di eventi di freddo o caldo estremo."