L’Europa sta lottando sempre più contro il caldo estivo estremo. Sebbene il cambiamento climatico sia la causa principale di questo aumento, quali specifici meccanismi fisici causano un’ondata di calore? Un importante fattore che determina le condizioni meteorologiche in Europa è il Nord Atlantico. Ad esempio, studi del Max Planck Institute for Meteorology (MPI-M) hanno dimostrato che l’accumulo di calore nel Nord Atlantico subtropicale può portare a estati estremamente calde in Europa diversi anni dopo. Un altro meccanismo, che agisce su una scala temporale diversa, ha origine a latitudini più elevate. Le osservazioni mostrano che temperature superficiali del mare eccezionalmente basse nel Nord Atlantico subpolare possono innescare un’ondata di calore in Europa.
Questo può sembrare paradossale a prima vista, ma è il risultato di una reazione a catena: una superficie marina insolitamente fredda, combinata con un sistema di bassa pressione, aumenta il trasporto di energia dall’oceano all’atmosfera. Questo raffredda ulteriormente la superficie marina e stabilizza il sistema di bassa pressione sull’Atlantico, consentendo la formazione di un sistema meteorologico di alta pressione a valle. Questo meccanismo è stato responsabile, ad esempio, delle ondate di calore sul continente europeo nelle estati del 2015 e del 2018.
Lo studio
Uno studio condotto da ricercatori del MPI-M e del GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel ha indagato in che misura gli attuali modelli climatici riflettano questo meccanismo. Per raggiungere questo obiettivo, gli autori hanno analizzato simulazioni climatiche che coprono un arco temporale di 100 anni. Queste simulazioni sono state create utilizzando sette modelli, sei dei quali partecipano all’High-Resolution Model Intercomparison Project (HighResMIP).
Il team ha confrontato configurazioni standard con griglie grossolane con configurazioni ad alta risoluzione, variando la risoluzione tra 8 e 100km nell’oceano e tra 18 e 200km nell’atmosfera. Per determinare la concordanza con la realtà, i ricercatori hanno confrontato i risultati del modello con i dati di rianalisi dal 1979 al 2019, che combinano osservazioni e modelli meteorologici.
I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Communications Earth & Environment.
Migliore dinamica oceanica, migliore rappresentazione delle ondate di calore
“La nostra scoperta principale è che i modelli climatici ad alta risoluzione rappresentano le ondate di calore legate al meccanismo del Nord Atlantico in modo più accurato rispetto ai modelli con risoluzione grossolana“, afferma Julian Krüger, scienziato del MPI-M, in precedenza ricercatore di dottorato presso GEOMAR e autore principale dello studio. “Ciò è dovuto principalmente alla maggiore risoluzione nell’oceano”.
Una rappresentazione più realistica di vortici e fronti nel Nord Atlantico migliora la simulazione della temperatura superficiale del mare e, di conseguenza, dello scambio di energia tra l’oceano e l’atmosfera. Ciò rende sia il sistema di bassa pressione sull’Atlantico sia il successivo sistema di alta pressione sull’Europa più persistenti e pronunciati. Questi risultati sono coerenti con le osservazioni.
Lo studio chiarisce che i miglioramenti nella simulazione delle ondate di calore europee dipendono in gran parte da una rappresentazione realistica dell’oceano. I modelli oceanici che permettono la presenza di vortici si stanno dimostrando la chiave per catturare accuratamente le interazioni su larga scala tra l’Oceano Atlantico e l’Europa.
Tuttavia, anche i modelli ad alta risoluzione lasciano margini di miglioramento. Ad esempio, l’intensità delle ondate di calore è sottostimata e la posizione geografica del sistema di alta pressione si discosta dalla realtà. Poiché questo studio si è concentrato su una risoluzione più precisa delle dinamiche oceaniche, gli autori intendono ora verificare se una maggiore risoluzione in atmosfera possa apportare ulteriori miglioramenti.
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