Un consorzio composto da ricercatori provenienti da più di dieci paesi, tra cui Brasile, Stati Uniti e alcune nazioni europee, sta eseguendo simulazioni del clima passato e futuro in Sud America con una risoluzione senza precedenti. L'obiettivo è creare un modello di visualizzazione computerizzata che rappresenti in modo più accurato i processi idroclimatici che si verificano nella regione per aiutare i decisori a implementare misure più efficaci per adattarsi agli impatti dei cambiamenti climatici.
Il lavoro è stato presentato in una tavola rotonda sul clima il 10 aprile, durante la FAPESP Week Illinois, a Chicago (Stati Uniti).
"Stiamo ora iniziando a essere in grado di rappresentare correttamente l'idroclima del Sud America alla scala necessaria", ha affermato Francina Dominguez, ricercatrice presso il Centro nazionale per le applicazioni di supercalcolo dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign e coordinatrice del progetto. .
Secondo Dominguez il clima in Sud America, come in tutte le regioni del mondo, sta cambiando. Un aumento della siccità è stato registrato nell’Amazzonia meridionale, nella regione del Cerrado, nel Brasile settentrionale e in Cile. Questo scenario ha avuto ripercussioni sui rendimenti agricoli, sull'approvvigionamento idrico per i bacini idrici, sulla produzione di energia idroelettrica e su decine di milioni di persone nelle principali aree metropolitane come San Paolo, Rio de Janeiro e Santiago del Cile.
I ghiacciai andini, che rappresentano un’importante fonte d’acqua, hanno perso il 30% della loro superficie ai tropici e fino al 60% nelle Ande meridionali, registrando il tasso di perdita di massa glaciale più alto del mondo. D'altro canto, la parte sud-orientale del Sudamerica ha registrato un aumento delle precipitazioni annuali e un'intensificazione delle forti precipitazioni a partire dall'inizio del XX secolo.
"Il Sud America si trova ad affrontare due forze gigantesche, che sono il cambiamento climatico e il cambiamento dell'uso del territorio, che si sono verificati non solo nella foresta amazzonica ma anche in altre aree della regione, come il Chaco in Argentina. Abbiamo anche grandi cambiamenti sia nel clima globale che in quello regionale. Come risultato di questi processi, abbiamo osservato che gli estremi climatici stanno cambiando in tutto il continente, mettendo a rischio la sicurezza idrica e alimentare di milioni di persone", ha affermato Dominguez.
Le proiezioni climatiche future si basano su modelli climatici globali (GCM). Nonostante siano migliorate notevolmente negli ultimi decenni, queste rappresentazioni concettuali del clima globale non sono in grado di catturare i dettagli dell'idroclima del Sud America e mostrano distorsioni significative, ha osservato il ricercatore.
Parte di questo problema è legato alla risoluzione spaziale grossolana di questi modelli, la cui spaziatura della griglia orizzontale, che rappresenta la terra e gli oceani, è dell’ordine di decine di chilometri (km). Di conseguenza, non sono in grado di rappresentare correttamente i processi che si verificano su scala più piccola e nelle regioni montuose, come la pioggia di soccorso, che si verifica quando le nuvole incontrano ostacoli come colline e montagne, e le nevicate che si accumulano su montagne e ghiacciai.
"Con gli attuali GCM, non è possibile vedere topografie complesse, e questo è un problema in Sud America, dove ci sono le Ande e altre aree con questa caratteristica", ha detto Dominguez.
I GCM inoltre non riescono a rappresentare realisticamente i cicloni, i getti a bassa quota (la zona ristretta dei venti massimi che si verificano nei primi chilometri dell'atmosfera) e le tempeste provenienti da sistemi connettivi organizzati.
"Nelle regioni del bacino del Rio della Plata, così come a San Paolo e in altre grandi aree urbane e agricole del Sud America, la convezione organizzata è uno dei meccanismi di precipitazione più importanti e non è correttamente rappresentata nei modelli climatici globali", ha affermato Dominguez.
Sulla base di questa scoperta, i ricercatori, attraverso un consorzio di ricerca chiamato South America Affinity Group, hanno eseguito due simulazioni al computer di un modello di ricerca e previsione meteorologica (WRF) con un'alta risoluzione senza precedenti e una spaziatura della griglia di 4 km, che rappresenta il sito storico del continente. e il clima futuro.
L'obiettivo è utilizzare la simulazione storica per convalidare il modello e comprendere meglio le caratteristiche idroclimatiche del continente in modo più dettagliato, e utilizzare la futura simulazione climatica per valutare i cambiamenti che potrebbero verificarsi in Sud America in un clima più caldo.
"Si tratta di un impegno importante che coinvolge più di 100 scienziati, molti dei quali provenienti dal Brasile e la maggior parte da San Paolo", ha affermato Dominguez.
Secondo Kelvin Droegemeier, professore di scienze dell'atmosfera all'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign, negli ultimi anni sono stati sviluppati modelli incredibilmente sofisticati del sistema Terra, che rappresentano, tra gli altri elementi, l'atmosfera, il ghiaccio, gli oceani e i cicli biogeochimici. /P>
Questi modelli richiedono computer molto potenti per l’integrazione a lungo termine. Il problema, tuttavia, è che possono raggiungere solo una piccola frazione della capacità massima delle macchine odierne.
"I modelli attuali raggiungono solo tra il 2% e il 3% di una macchina exascale [un tipo di computer ad alte prestazioni con una capacità circa mille volte più veloce dei più potenti supercomputer in uso]. È come se questi modelli fossero una Ferrari o un un'auto da corsa di Formula 1 e poteva essere guidata solo a una velocità di 25 chilometri all'ora," ha confrontato il ricercatore.
Inoltre, i modelli presentano problemi di risoluzione e fisici e non sono in grado di catturare dettagli come i processi che hanno luogo in regioni come il Sud America. "Questi modelli hanno molti problemi, ma la colpa non è loro, ma dei sistemi su cui vengono eseguiti", ha spiegato Droegemeier.
Al fine di migliorare la capacità computazionale necessaria per eseguire modelli del sistema Terra, l'università statunitense terrà un incontro internazionale tra la fine di settembre e l'inizio di ottobre di quest'anno mirato a sviluppare un sistema computazionale per la scienza del sistema Terra di frontiera nella simulazione e proiezione del clima.
"L'obiettivo sarà quello di discutere dove siano i sistemi informatici che ci consentiranno di eseguire questi modelli ad altissima risoluzione globale. Abbiamo parti interessate, come produttori di chip come NVIDIA e Intel, interessate a partecipare alla discussione", ha affermato il ricercatore. .
L'università statunitense sta inoltre sviluppando un progetto per creare un centro nazionale per la previsione degli eventi estremi causati dai cambiamenti climatici e un altro sulla scienza della previsione e le sue applicazioni, ha annunciato Droegemeier.
Anche Marcos Buckeridge, professore dell'Università di San Paolo (USP), ha partecipato alla tavola rotonda sugli studi sul clima.
Fornito da FAPESP
