Segnale climatico riconoscibile nel tempo
I ricercatori sul clima possono ora riconoscere l'impronta digitale del riscaldamento globale nelle osservazioni meteorologiche quotidiane su scala globale. Questo completa il paradigma di lunga data secondo cui il tempo atmosferico non è la stessa cosa del clima, ma il cambiamento climatico è ora rilevabile nel tempo quotidiano.
Nell'ottobre di quest'anno, i ricercatori meteorologici dello Stato americano dello Utah hanno misurato la temperatura più bassa mai registrata nel mese di ottobre negli Stati Uniti (al di fuori dell'Alaska): -37,1 °C. Il precedente record di freddo di ottobre era di -35°C. E qualcuno si sarà chiesto dove sia finito il cambiamento climatico.
Il clima non è la stessa cosa del tempo, dicevano i ricercatori climatici. Il clima è ciò che ci si aspetta a lungo termine, il tempo è ciò che si ottiene a breve termine. E poiché il tempo locale è molto variabile, a breve termine può fare molto freddo in un luogo, nonostante il riscaldamento globale a lungo termine. In breve, la variabilità del tempo locale oscura le tendenze climatiche globali a lungo termine.
Il paradigma rovesciato
Ora, però, un gruppo di scienziati guidati dal professor Reto Knutti dell'ETH ha analizzato nuovamente le misurazioni della temperatura e i modelli. Gli scienziati sono giunti alla conclusione che il paradigma "il tempo non è uguale al clima" non è più valido in questa forma. Secondo i ricercatori, il segnale climatico, cioè la tendenza a lungo termine al riscaldamento, può essere letto dai dati meteorologici giornalieri, come le temperature dell'aria superficiale e l'umidità, a condizione che si tenga conto dei modelli spaziali globali.
In parole povere, questo significa che, nonostante il riscaldamento globale, a ottobre negli Stati Uniti potrebbe esserci un freddo record. Se nello stesso periodo in altre regioni fa più caldo della media, questa deviazione viene quasi completamente annullata. "Per rilevare il segnale del cambiamento climatico negli eventi meteorologici quotidiani, è necessario un approccio globale e non regionale", afferma Sebastian Sippel, post-dottorando di Reto Knutti e autore principale di uno studio appena pubblicato su "Nature Climate Change".
Estrarre l'impronta digitale del cambiamento climatico
Per rilevare il segnale climatico nelle registrazioni meteorologiche giornaliere, Sippel e colleghi hanno utilizzato metodi di apprendimento statistico, combinando simulazioni con modelli climatici e dati provenienti da stazioni di misurazione. I metodi di apprendimento statistico possono estrarre la cosiddetta "impronta digitale" del cambiamento climatico dalla combinazione delle temperature di diverse regioni e dal rispettivo rapporto tra riscaldamento e variabilità. Analizzando sistematicamente le simulazioni dei modelli, è possibile identificare l'impronta digitale del clima nei dati di misurazione globali, in qualsiasi giorno dalla primavera del 2012.
Un confronto tra la variabilità delle temperature medie giornaliere locali e globali mostra perché la prospettiva globale è importante. Mentre le temperature medie giornaliere misurate localmente (anche al netto delle fluttuazioni stagionali) possono subire forti oscillazioni, le temperature medie giornaliere globali calcolate si muovono entro un intervallo molto ristretto.
Se ora confrontiamo la distribuzione dei valori medi giornalieri globali dal 1951 al 1980 con quelli dal 2009 al 2018, le due distribuzioni dei valori medi (curve a campana) non si sovrappongono affatto. Il segnale climatico emerge quindi chiaramente nei valori globali, mentre è oscurato nei valori locali, dato che la distribuzione dei valori medi giornalieri nei due periodi si sovrappone in modo piuttosto marcato.
Applicare il metodo al ciclo dell'acqua
I risultati avranno probabilmente ampie implicazioni per la scienza del clima. "Le condizioni meteorologiche su scala globale contengono importanti informazioni sul clima", afferma Reto Knutti. Queste informazioni potrebbero, ad esempio, essere utilizzate per ulteriori studi volti a quantificare i cambiamenti nelle probabilità di eventi estremi, come le ondate di freddo regionali". Questi studi si basano sulla modellazione e il nostro approccio potrebbe fornire un contesto globale sull'impronta del cambiamento climatico nelle osservazioni durante tali ondate di freddo regionali. Questo apre nuove possibilità per comunicare gli eventi meteorologici regionali nel contesto del riscaldamento globale".
Lo studio è il risultato di una collaborazione tra gli Studiare all'ETH di Zurigo e lo Swiss Data Science Centre, che l'ETH di Zurigo gestisce insieme all'università sorella EPFL. "Questo lavoro sottolinea quanto siano fruttuosi i metodi della scienza dei dati per chiarire le questioni ambientali, e l'SDSC è di grande utilità in questo senso", afferma Knutti.
I metodi della scienza dei dati non solo consentono di dimostrare la forza dell'"impronta digitale" umana. Mostrano anche in quali punti del globo il cambiamento climatico è particolarmente chiaro e riconoscibile in una fase iniziale. Ciò è particolarmente significativo nel ciclo dell'acqua, dove le fluttuazioni naturali da un giorno all'altro e da un anno all'altro sono molto ampie. "In futuro dovrebbe essere possibile riconoscere modelli e tendenze antropiche anche in altri parametri più complicati, come le precipitazioni, che sono difficili da individuare con le statistiche tradizionali", afferma l'ETH.
Letteratura di riferimento
Sippel S, Meinshausen N, Fischer EM, Székely E, Knutti R: Il cambiamento climatico è ora rilevabile da ogni singolo giorno di tempo su scala globale. Nature Climate Change 2019, 2 gennaio, DOI: pagina esterna10.1038/s41558-019-0666-7