Da febbraio a maggio 2022, molti luoghi del Queensland, del Nuovo Galles del Sud e dell'Australia occidentale hanno registrato precipitazioni giornaliere e mensili da record. Periodi ripetuti di piogge persistenti e intense hanno provocato inondazioni devastanti e diffuse.

Solo nel Queensland e nel New South Wales, le inondazioni e le tempeste hanno causato danni assicurati per circa 3,35 miliardi di dollari australiani, rendendole le inondazioni più costose nella storia dell'Australia e il quinto disastro naturale più costoso. Più di 20 persone hanno perso la vita.

Eventi simili si sono verificati nell'emisfero australe. Il Brasile è stato colpito da forti piogge, inondazioni improvvise e frane a febbraio e marzo, provocando la morte di oltre 200 persone. Ad aprile e maggio è stata la volta del Sud Africa, quando acquazzoni torrenziali hanno distrutto case e infrastrutture, provocando circa 400 morti e 1,5 miliardi di dollari di danni alla proprietà.

Dietro la maggior parte di questi intensi eventi di pioggia si nasconde una particolare combinazione di condizioni meteorologiche:un "basso limite" sulla costa, bloccato in posizione da un "alto limite" al mare. Questa configurazione in sé non è rara, ma gli eventi ripetuti di quest'anno e il loro forte impatto sono stati insoliti.

Cosa ha causato le precipitazioni estreme quest'anno?

Al di fuori dei tropici, il tempo è guidato principalmente da quelle che vengono chiamate "onde di Rossby" o "onde planetarie". Queste sono le oscillazioni della corrente a getto, che è una banda di forti venti nell'alta atmosfera che fa il giro del mondo.

Quando i venti sono spostati a nord oa sud da montagne o sistemi meteorologici, possono spingere parte della corrente a getto fuori dalla sua posizione normale. Questa ondulazione nella corrente a getto è un'onda di Rossby.

Le onde di Rossby di solito si spostano quindi verso est, guidate dalla corrente a getto. Nelle giuste condizioni le onde possono amplificarsi e rompersi, proprio come le onde dell'oceano sulla riva.

Quando ciò accade, l'onda di rottura può formare una regione di aria ad alta pressione a livello del suolo, che può rimanere in un punto per qualche tempo. Questa regione di alta pressione può a sua volta causare lo stallo di altri sistemi meteorologici (come i sistemi a bassa pressione che sopportano la pioggia) in un punto.

I sistemi meteorologici in stallo che rimangono fermi a lungo possono portare a acquazzoni prolungati, ma anche a lunghe ondate di calore.

Durante le inondazioni sulla costa orientale dell'Australia, un'onda di Rossby in aumento ha formato un sistema di alta pressione sul Mar di Tasmania, nonché una regione di bassa pressione nell'alta atmosfera nota come "bassa limite".

Questa configurazione ha fornito i due ingredienti necessari per la pioggia:un apporto di umidità, sotto forma di venti orientali intorno all'alto che trasportano aria umida dall'oceano alla terraferma; e un meccanismo per sollevare quell'umidità, fornito dalla presenza del cut-off basso. Mentre la bassa si spostava tra il Queensland meridionale e il New South Wales settentrionale, anche la pioggia si è spostata.

La stessa impronta è stata rilevata anche durante le inondazioni in Sud Africa e Brasile. Per gli eventi alluvionali nel sud-ovest dell'Australia occidentale, il flusso umido a terra è stato potenziato da un minimo tra la costa e l'alto a ovest sull'Oceano Indiano.

Cosa significa il cambiamento climatico per questi eventi?

Una delle sfide più difficili per gli scienziati dell'atmosfera è capire come il riscaldamento globale cambierà il clima su scala regionale.

Le previsioni meteorologiche sono uno strumento cruciale per mitigare gli effetti di condizioni meteorologiche estreme, fornendo previsioni di tali eventi fino a una settimana in anticipo. Previsioni accurate sono fondamentali per consentire tempi critici per la mobilitazione della risposta, come avvisi, evacuazioni e dispiegamento di servizi di emergenza.

Attualmente, l'oscillazione El Niño-Sud, una misura delle temperature della superficie del mare nell'Oceano Pacifico, è nella fase La Niña per il secondo anno consecutivo. La Niña è associata a condizioni più piovose del normale nell'Australia nord-orientale, nell'Africa sud-orientale e nel Brasile settentrionale.

Inoltre, è probabile che il riscaldamento globale porti a precipitazioni più intense perché l'aria più calda può trattenere più umidità. Tuttavia, abbiamo ancora molto da imparare su dove è probabile che cada la pioggia e quanto sia frequente e intensa la pioggia.

Per capire come il clima estremo come i diluvioni dell'emisfero australe di quest'anno cambierà con il riscaldamento del clima, dobbiamo comprendere i processi fisici sottostanti responsabili del loro sviluppo.

Al momento, diversi modelli climatici mostrano cose diverse su cosa significhi il cambiamento climatico per le onde di Rossby e l'infrangersi delle onde. I modelli non hanno ancora una risoluzione sufficientemente alta per includere esplicitamente alcuni dei processi fisici dettagliati relativi a precipitazioni, correnti a getto e onde di Rossby.

Mentre i modelli concordano sul fatto che il cambiamento climatico altererà la posizione e la velocità dei venti del jet stream, non sono d'accordo su cosa accadrà alle onde di Rossby. È quindi imperativo investire nella ricerca necessaria per rispondere a queste domande.