Quando si sente parlare di uragani, spesso ci si concentra sulla classificazione in base alla categoria: da 1 a 5, in base alla velocità massima del vento. Ma non tutti gli uragani con la stessa velocità del vento sono uguali. Alcuni sono tempeste compatte, mentre altri possono estendersi fino a interi stati. Gli uragani più grandi causano danni molto maggiori, generando un’impronta più ampia di venti forti, piogge più intense e storm surge più pericolosi. Un nuovo studio condotto da ricercatori della Purdue University ha scoperto perché alcuni uragani crescono significativamente più di altri e perché questa crescita avviene rapidamente in determinate condizioni oceaniche. La ricerca mostra, per la prima volta, che gli uragani aumentano di dimensioni molto più velocemente quando viaggiano su acque localmente calde, dove la superficie oceanica è significativamente più calda rispetto al resto degli oceani tropicali.
“Questa scoperta può essere utilizzata direttamente per le previsioni giornaliere delle dimensioni e degli impatti degli uragani“, ha affermato Danyang Wang, ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Scienze della Terra, Atmosferiche e Planetarie (EAPS) della Purdue University. “Può anche essere utilizzata per modellare meglio le dimensioni degli uragani nei modelli di rischio a lungo termine utilizzati dall’industria per valutare i rischi immobiliari”.
Lo studio
La scoperta, guidata da Wang con la supervisione del Professor Dan Chavas del dipartimento EAPS della Purdue University, è stata pubblicata sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Wang ha sviluppato la teoria di base, ha estratto e analizzato dati da registrazioni storiche e simulazioni climatiche e ha scritto il manoscritto. Chavas ha fornito un feedback di alto livello su come collegare la teoria alle tempeste del mondo reale.
A loro si è unito il collaboratore Ben Schenkel, ricercatore scientifico presso il Cooperative Institute for Severe and High-Impact Weather Research and Operations dell’Università dell’Oklahoma. Schenkel ha fornito un database sulle dimensioni dei cicloni tropicali utilizzato nell’analisi e ha contribuito a chiarire i risultati di diversi set di dati.
I risultati
Prima di questo lavoro, gli scienziati sapevano che alcuni uragani si espandevano significativamente durante la loro vita, mentre altri rimanevano compatti. Ma i fattori alla base di questa differenza non erano ben compresi. Wang e Chavas hanno dimostrato che la rapida crescita delle tempeste è legata a “punti caldi” nell’oceano. Si tratta di aree localizzate in cui l’acqua è significativamente più calda rispetto alle acque tropicali circostanti.
I risultati suggeriscono anche un sorprendente lato positivo in un mondo in riscaldamento. Lo studio ha rilevato che i tassi di crescita delle dimensioni degli uragani non cambiano molto con il riscaldamento globale medio, sebbene le temperature globali continuino ad aumentare.
La stagione degli uragani atlantici del 2024 ha fornito un esempio lampante dell’importanza delle dimensioni delle tempeste. L’uragano Helene si è espanso rapidamente prima di toccare terra, trasformandosi in una delle tempeste più grandi nella storia degli Stati Uniti, con una larghezza stimata di oltre 640 chilometri e causando danni senza precedenti.
“Due uragani con la stessa velocità massima del vento possono avere dimensioni molto diverse“, ha affermato Wang. “Ma pensate a una ciambella grande quanto il South Carolina e a un’altra grande quanto il Texas“.
Chavas ha paragonato il processo ai chicchi di popcorn in una padella. “Gli uragani vedono l’oceano tropicale come popcorn riscaldati su una padella irregolare: alzare la temperatura ovunque potrebbe farli scoppiare un po’ più velocemente, ma è sui punti caldi che scoppieranno più velocemente”.
I satelliti moderni forniscono misurazioni giornaliere stimate di alta qualità delle temperature della superficie del mare in tutto il mondo. Applicando questa nuova comprensione di come gli uragani rispondono ai punti caldi oceanici locali, i meteorologi potrebbero essere in grado di prevedere meglio l’entità delle tempeste al momento del landfall.
“Una tempesta più grande ha un’impronta maggiore di venti dannosi, genera uno storm surge più forte e su un’area più ampia, e produce più precipitazioni: tutti rischi maggiori per la società”, ha affermato Wang. “Previsioni migliori delle dimensioni della tempesta al momento del landfall si traducono in previsioni migliori dei pericoli che mettono a rischio la vita e le proprietà”.
Il laboratorio di Chavas
Il laboratorio di Chavas alla Purdue è specializzato nella comprensione degli eventi meteorologici estremi, dai cicloni tropicali ai forti temporali e tornado. Wang si concentra sulla fisica della struttura degli uragani, in particolare sulle dimensioni delle tempeste.
Il team si è avvalso del Rosen Center for Advanced Computing di Purdue, che ha consentito loro di analizzare i dati globali in modo estremamente dettagliato e di scoprire pattern altrimenti impossibili da individuare. Queste risorse hanno contribuito a garantire che i risultati sulla crescita dei cicloni tropicali fossero accurati e completi.
Hanno inoltre utilizzato i supercomputer Cheyenne e Derecho del National Center for Atmospheric Research, tra i più veloci al mondo, per condurre esperimenti che simulano il comportamento delle tempeste in diversi scenari di riscaldamento. Questa potente combinazione di risorse di calcolo di Purdue e NCAR ha permesso ai ricercatori di esplorare interrogativi ipotetici sul nostro clima e di fornire spunti che possono migliorare le previsioni e la preparazione alle tempeste future.
Le implicazioni dello studio
I risultati aprono la strada a miglioramenti sia nelle previsioni giornaliere delle tempeste che nella valutazione del rischio a lungo termine, utilizzate da settori come le assicurazioni e la pianificazione delle infrastrutture. La ricerca sottolinea inoltre l’importanza di integrare la scienza teorica con dati ad alta risoluzione e una potenza di calcolo avanzata.
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