I bostoniani potrebbero essersi lamentati di scavare da quasi 2 piedi di neve dopo che una storica tempesta di neve ha colpito il nord-est alla fine di gennaio 2022, ma non avrebbe dovuto essere una sorpresa. Questa parte degli Stati Uniti ha assistito a molte tempeste come questa negli ultimi decenni.

In effetti, oltre un secolo di registrazioni meteorologiche affidabili mostrano che molte delle nevicate più pesanti del nord-est si sono verificate dal 1990, comprese sette delle prime 10 sia a Boston che a New York.

Allo stesso tempo, gli inverni nel medio Atlantico e nel nord-est si sono riscaldati di circa 4 gradi Fahrenheit (2,2 °C) dalla fine del 1800.

Come si può conciliare l'ondata di grandi tempeste di neve con il nostro clima caldo? Sono uno scienziato dell'atmosfera. Diamo un'occhiata a un'importante legge della fisica e ad alcune teorie che possono aiutare a spiegare i cambiamenti.

Aria più calda, più umidità

Innanzitutto, l'aria più calda può trattenere più umidità dell'aria fredda.

Pensa all'atmosfera come a una spugna. L'aria trattiene circa il 4% in più di vapore acqueo per ogni grado Fahrenheit aggiuntivo di aumento della temperatura (ovvero circa il 7% per grado Celsius). La legge fisica che spiega questa relazione è nota come relazione di Clausius-Clapyron.

Questa maggiore umidità atmosferica contribuisce ad intensificare il ciclo dell'acqua. Il nordest e il medio Atlantico sono diventati più umidi, non solo in inverno, ma anche in primavera, estate e autunno. Oltre a precipitazioni più totali in una stagione e in un anno, l'umidità aggiuntiva alimenta anche eventi estremi, come uragani più intensi e piogge alluvionali. Il nord-est ha visto un aumento di oltre il 50% degli eventi di precipitazioni più pesanti degli ultimi decenni, il più grande aumento di qualsiasi regione degli Stati Uniti

All'inizio del 1900, gli inverni in tutto il nord-est erano in genere in media di circa 22 gradi Fahrenheit. Ora, 26 gradi è la nuova temperatura "normale" ufficiale, definita come la media nel periodo 1991-2020. Alcuni inverni recenti sono stati oltre 30.

Nel nordest, quindi, abbiamo un ambiente che si è riscaldato, ma spesso è ancora sotto lo zero. In altre parole, le regioni del mondo abbastanza fredde per la neve si sono riscaldate abbastanza da essere ora visitate da tempeste in grado di trattenere e far cadere più umidità. Invece degli intensi acquazzoni come quelli che ha visto la Louisiana di recente, nella regione nevica pesantemente.

Il riscaldamento dell'oceano gioca un ruolo

La tormenta di gennaio è stata alimentata dalle acque oceaniche nell'Atlantico occidentale che sono più calde del normale. Anche questo fa parte di un modello coerente.

Gli oceani hanno assorbito oltre il 90% del calore aggiuntivo attribuibile all'aumento dei gas serra atmosferici dalle attività umane, in particolare la combustione di combustibili fossili. Gli oceani ora contengono più energia termica che mai da quando sono iniziate le misurazioni sei decenni fa.

Gli scienziati stanno studiando se il riscaldamento globale possa causare un rallentamento del nastro trasportatore oceanico delle correnti che trasportano l'acqua in tutto il mondo. Le immagini satellitari e le misurazioni oceaniche mostrano che le acque più calde si sono "accumulate" lungo la costa orientale, una possibile indicazione di un rallentamento della circolazione ribaltante meridionale atlantica.

L'umidità evaporata dall'acqua oceanica fornisce gran parte dell'energia per i cicloni extratropicali sia tropicali che di media latitudine, noti comunemente come nor'easter.

Anche l'Artico influenza il modello della neve

Mentre i sistemi di tempeste tropicali sono alimentati principalmente da acqua calda, né gli orientali ottengono energia da forti gradienti di temperatura dove si incontrano masse di aria fredda e calda. La frequenza delle epidemie di aria fredda è un altro aspetto del cambiamento climatico che potrebbe contribuire al recente aumento degli eventi di nevicate estreme.

Ricerche recenti hanno suggerito che il riscaldamento dell'Artico, compreso il calo del ghiaccio marino artico e del manto nevoso, stia influenzando il comportamento del vortice polare, una banda di forti venti occidentali che si forma nella stratosfera tra circa 10 e 30 miglia sopra l'Artico ogni inverno. I venti racchiudono una grande pozza di aria estremamente fredda.

Quando l'Artico è relativamente caldo, il vortice polare tende ad essere più debole e si allunga o si "allunga" più facilmente, consentendo all'aria estremamente fredda di immergersi verso sud. Gli episodi di allungamento del vortice polare sono notevolmente aumentati negli ultimi decenni, portando, a volte, a condizioni climatiche invernali più rigide in alcuni luoghi.

L'amplificazione artica, il maggiore riscaldamento del nostro nord, può, paradossalmente, aiutare a trasportare l'aria fredda verso la costa orientale durante le interruzioni dei vortici polari, dove l'aria fredda può interagire con l'aria più calda e carica di umidità dell'ovest più caldo del normale Oceano Atlantico. Il più recente evento di vortice polare allungato ha contribuito a riunire gli ingredienti chiave per la storica bufera di neve.

Cosa ci aspetta?

I modelli climatici globali prevedono un aumento degli eventi nevosi più estremi in vaste aree dell'emisfero settentrionale con un riscaldamento futuro. In alcune altre parti del mondo, come l'Europa occidentale, l'intensificazione del ciclo idrologico comporterà più pioggia invernale che neve con l'aumento delle temperature.

Per la costa orientale del Nord America, così come per l'Asia settentrionale, le temperature invernali dovrebbero essere ancora abbastanza fredde da consentire alle tempeste di portare forti nevicate, almeno fino alla metà del secolo. I modelli climatici suggeriscono che le nevicate estreme diventeranno più rare, ma non necessariamente meno intense, nella seconda metà del secolo, poiché più tempeste produrranno pioggia.

Il forte aumento delle tempeste invernali nord-orientali ad alto impatto è una manifestazione prevista di un clima caldo. È un altro rischio a cui gli Stati Uniti dovranno prepararsi poiché gli eventi estremi diventano più comuni con il cambiamento climatico.