Il mondo sta cambiando

Precisione impressionante

Gli scienziati vogliono superare questa incertezza nei prossimi anni. Sch?r sta già lavorando con modelli che hanno una risoluzione di soli 1 o 2 chilometri. Ciò consente di modellare gli eventi con un'elevata precisione. Sch?r e il suo gruppo hanno utilizzato un supercomputer per simulare gli eventi nell'Atlantico tropicale per Chi siamo e hanno creato una visualizzazione impressionante che assomiglia incredibilmente a un'immagine satellitare: I fronti di pioggia si spostano da est a ovest attraverso l'Africa, piccoli campi di nubi strutturate si formano al largo delle coste del Brasile, gli uragani si formano nel mezzo dell'Atlantico e si spostano verso nord. "Il modello non sa nulla del clima tropicale, ma rappresenta realisticamente ciò che accade basandosi solo sulle leggi della fisica", afferma entusiasta Sch?r. Non è ancora possibile calcolare scenari a lungo termine con questi modelli ad alta risoluzione. Ma possono almeno essere utilizzati per ridurre le incertezze dei modelli globali.

I modelli ad alta risoluzione descrivono anche gli eventi estremi in modo molto più accurato, come illustra Sch?r con l'esempio dell'Europa sud-occidentale. Un confronto con i dati di misurazione mostra che i modelli precedenti sottovalutano enormemente la quantità massima di pioggia che può cadere in un'ora. I modelli ad alta risoluzione, invece, descrivono molto bene la realtà e riconoscono con precisione che in autunno ci si devono aspettare precipitazioni particolarmente intense e inondazioni sul margine meridionale delle Alpi, lungo la costa ligure o in Provenza.

Le proiezioni degli eventi estremi futuri corrispondono bene a una legge scoperta nel XIX secolo da Rudolf Clausius e ?mile Clapeyron, spiega Sch?r. "La legge suggerisce che l'atmosfera può assorbire circa il 6% di acqua in più per ogni grado di riscaldamento. Per questo motivo, in futuro ci si devono aspettare eventi di precipitazione molto più intensi rispetto al passato. "Questo ha conseguenze per la protezione dalle inondazioni", spiega Sch?r. "Il passato perde il suo valore come parametro di riferimento per il futuro".

Le leggi della fisica dimostrano che un'atmosfera più calda può assorbire più acqua. Ciononostante, molte regioni soffriranno di mancanza d'acqua in futuro. "Il contenuto assoluto di acqua nell'atmosfera sta aumentando ovunque, ma l'umidità relativa può anche diminuire a livello regionale", afferma Sch?r, spiegando il presunto paradosso. "Ciò significa che più acqua evaporerà dal suolo. Allo stesso tempo, la formazione di nuvole diminuirà e ci saranno meno precipitazioni". Questo probabilmente avrà gravi conseguenze non solo per l'Europa meridionale, osserva il ricercatore, ma anche per i Paesi del Nord Africa, che stanno già lottando con la scarsità d'acqua.

Alluvioni e incendi boschivi

Troppa e troppo poca acqua è anche il tema centrale dell'idrologa Manuela Brunner, che analizza gli eventi estremi in montagna come professoressa assistente dell'ETH.. "L'acqua in montagna gioca un ruolo fondamentale sia nelle fasi di piena che in quelle di secca" spiega. "Inoltre, le montagne sono particolarmente colpite dai cambiamenti climatici perché le temperature aumentano più fortemente rispetto alle pianure".

Brunner utilizza dati di osservazione e simulazioni di modelli per verificare se le inondazioni diventeranno più frequenti e più intense in futuro. "Nel caso di alluvioni di medie dimensioni, che si verificano ogni 10-20 anni, vediamo un quadro differenziato in tutta la regione alpina", spiega. "In alcune regioni il rischio aumenta, in altre tende a diminuire". Le condizioni del suolo giocano un ruolo importante. "Se il sottosuolo è asciutto, può assorbire molta acqua e quindi attenua le inondazioni. Se invece è saturo, questo effetto non si verifica".

Nel caso delle inondazioni estreme del secolo, tuttavia, Brunner prevede un aumento significativo del rischio per l'intera regione alpina. "Cade così tanta acqua che le condizioni del terreno non giocano più un ruolo importante", stima. I singoli fattori che possono scatenare un'alluvione sono di per sé noti. Ma non ne comprendiamo ancora bene l'interazione". Cosa succede quando le precipitazioni abbondanti cadono durante lo scioglimento delle nevi? Quando questo diventa un evento estremo? E quanto spesso si verifica questa combinazione?".

Tuttavia, le alluvioni non sono l'unico problema in aumento nella regione alpina. "In futuro avremo periodi di siccità più frequenti e forse anche incendi boschivi sul versante settentrionale delle Alpi", è convinto Brunner. Diversi fattori sono responsabili di questo fenomeno: le precipitazioni tendono a diminuire in estate, mentre l'evaporazione aumenta a causa delle temperature più elevate. In terzo luogo, in primavera c'è sempre meno neve rispetto al passato, il che inaridisce anche la vegetazione.

"In principio, le precipitazioni aumentano in inverno", spiega il ricercatore. "Ma a causa delle temperature più elevate, ne viene immagazzinata meno sotto forma di neve. Se iniziamo la stagione calda con una copertura nevosa più sottile in primavera, questo aggrava la carenza d'acqua nelle estati secche".

Brunner critica il fatto che i periodi di siccità potrebbero estendersi per diversi anni in futuro. "Finora, nelle Alpi non c'è stato molto da preoccuparsi dopo un'estate secca, perché il deficit veniva recuperato al più tardi nell'inverno successivo", osserva. "Ma in futuro il deficit idrico potrebbe addirittura peggiorare durante l'inverno".

A che velocità si sciolgono i ghiacciai?

Come se non bastasse, nel prossimo futuro i ghiacciai non forniranno più la stessa quantità di acqua di fusione in estate. Daniel Farinotti, l'ETH professore di glaciologia, spiega:"Nel migliore dei casi, nel 2100 la Svizzera avrà ancora il 40% del volume attuale dei ghiacciai. Nel peggiore dei casi, sarà solo qualche centesimo".Per quanto riguarda la valutazione della situazione futura, la Svizzera è in una buona posizione: "Sappiamo esattamente quanto ghiaccio c'è ancora perché abbiamo misurato la maggior parte dei ghiacciai con il radar", riferisce il ricercatore.

La situazione è diversa sull'Himalaya, dove Farinotti e il suo team stanno portando avanti un progetto. Lì i ghiacciai sono molto più alti, quindi non possono essere semplicemente misurati. Inoltre, i Paesi interessati sono riluttanti a fornire dati per la ricerca per motivi strategici e geopolitici. Le previsioni su quando lo scioglimento dei ghiacciai dell'Himalaya raggiungerà il suo massimo differiscono quindi anche di un decennio. "Naturalmente, questo fa una grande differenza per le pianure densamente popolate", afferma il glaciologo.

Le previsioni sullo sviluppo dei ghiacciai sono molto richieste anche in Svizzera, poiché nei prossimi anni dovranno essere rinnovate le concessioni per alcuni bacini artificiali. I gestori delle centrali elettriche vogliono quindi sapere quanta acqua avranno a disposizione in futuro. Allo stesso tempo, sono interessati a previsioni temporali dettagliate, osserva Farinotti. "Vogliono sapere se i serbatoi saranno ancora sufficienti per gli eventi estremi previsti".

Tuttavia, il ricercatore è davvero preoccupato per un altro problema: lo scioglimento delle calotte polari. "Nel nostro gruppo stiamo sviluppando un modello dettagliato di flusso della calotta glaciale della Groenlandia, basato interamente su processi fisici", spiega Farinotti. "Stiamo modellando il corpo glaciale con una risoluzione di 25 metri, in modo da poter stimare con la massima precisione possibile l'evoluzione della calotta glaciale nei prossimi decenni". I ricercatori dell'ETH vogliono eseguire i complessi calcoli sul supercomputer Lumi, il computer più veloce d'Europa.

Anche per quanto riguarda la calotta glaciale antartica ci sono diverse domande in apertura, che il gruppo di Farinotti sta indagando insieme ad altri. La situazione è particolarmente critica nel caso della calotta glaciale dell'Antartide occidentale, che poggia su un fondo roccioso al di sotto del livello del mare. "La topografia del fondo roccioso gioca un ruolo fondamentale nel determinare la velocità di ritiro del ghiaccio", spiega il glaciologo. Si tratta di una questione cruciale per le regioni costiere di tutto il mondo: "Se la calotta glaciale dell'Antartide occidentale si scioglie, non si può escludere che il livello del mare aumenti fino a un metro entro la fine del XXI secolo", afferma Farinotti. Considerando che circa 250 milioni di persone vivono attualmente in questo primo metro di livello del mare, è chiaro perché il futuro delle calotte glaciali non è importante solo per le regioni polari.