Per decenni, gli scienziati hanno lavorato per migliorare le previsioni dell’El Niño-Southern Oscillation (ENSO), un potente fenomeno climatico in grado di causare siccità, inondazioni, ondate di calore marine e molto altro in tutto il mondo. I ricercatori dell’Università delle Hawaii a Mānoa hanno pubblicato uno studio su Geophysical Research Letters che dimostra come sia possibile prevedere con precisione El Niño e La Niña con 15 mesi di anticipo, utilizzando solo osservazioni della temperatura e dell’altezza della superficie oceanica, senza bisogno di complessi modelli climatici.
“Molti dei principali sistemi di previsione attualmente in uso sono modelli climatici dinamici computazionalmente onerosi, modelli statistici che si basano su conoscenze relative all’ENSO accumulate in decenni di ricerca, oppure approcci di intelligenza artificiale che richiedono grandi quantità di dati di addestramento e sono spesso più difficili da interpretare fisicamente“, ha affermato Yuxin Wang, autore principale dello studio e ricercatore post-dottorato presso l’UH Sea Level Center della School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST) dell’Università delle Hawaii a Mānoa.
“Il nostro modello climatico empirico più semplice, basato sui dati e costruito unicamente a partire da osservazioni oceaniche relative a due memorie climatiche fondamentali note da oltre 50 anni, raggiunge un’accuratezza di previsione dell’ENSO paragonabile, e in alcuni casi superiore, a quella di molti dei modelli climatici più complessi e dei principali approcci basati sull’intelligenza artificiale attualmente in uso“.
Sulla base di scoperte precedenti
Klaus Wyrtki, oceanografo pioniere presso il SOEST tra gli anni ’60 e ’90, fu il primo a dimostrare che le variazioni del livello del mare possono rivelare un accumulo di calore nel Pacifico tropicale, il che lo portò a proporre l’utilizzo delle osservazioni dei mareografi per prevedere El Niño. Klaus Hasselmann, oceanografo tedesco e Premio Nobel, dimostrò che l’oceano può conservare la memoria delle condizioni climatiche passate attraverso pattern di temperatura su larga scala, inclusi i pattern di temperatura superficiale del mare al di fuori del Pacifico tropicale, che possono ancora influenzare l’ENSO.
Basandosi su questi due principi, il team del SOEST ha sviluppato il modello computerizzato “Wyrtki-CSLIM” per prevedere l’ENSO, che è stato chiamato così in onore delle intuizioni di Wyrtki, le quali hanno poi motivato la creazione dell’UH Sea Level Center per gestire i mareografi in tutto il mondo. Oggi, questi stessi mareografi vengono utilizzati per calibrare le misurazioni satellitari dell’altezza della superficie del mare, il che ha reso possibile questo studio.
Lo studio
Il team ha addestrato il proprio modello utilizzando osservazioni oceaniche che corrispondono direttamente alle due forme di memoria climatica originariamente suggerite da Wyrtki e Hasselmann. La prima è il livello del mare nel Pacifico equatoriale, che riflette il calore immagazzinato negli strati superficiali dell’oceano e rappresenta la “memoria di Wyrtki”. La seconda è la temperatura globale della superficie del mare, che cattura la “memoria di Hasselmann”, ovvero l’influenza persistente di anomalie di temperatura lontane che possono contribuire allo sviluppo di El Niño o La Niña mesi dopo.
I ricercatori hanno testato la capacità di questo modello di prevedere l’indice Niño3.4, una misura standard utilizzata per monitorare El Niño e La Niña. A tal fine, hanno applicato il modello a sei decenni di dati climatici passati e si sono chiesti quanto bene avrebbe previsto ciò che sarebbe accaduto successivamente nel mondo reale.
“Abbiamo scoperto che può prevedere El Niño e La Niña con una precisione sorprendente, con un’accuratezza utile fino a circa 15 mesi in anticipo“, ha affermato Wang. “Prevedere con precisione l’ENSO con oltre un anno di anticipo è importante perché può fornire un allarme precoce, consentendo a comunità, governi e gestori delle risorse di intervenire e apportare modifiche per ridurre i potenziali impatti di El Niño e La Niña”.
Previsioni future dell’ENSO
Il modello Wyrtki-CSLIM prevede attualmente lo sviluppo di un El Niño intenso, con temperature superiori di oltre 2°C alla norma sul Pacifico orientale equatoriale, verso la fine di quest’anno. Questa previsione aggiornata sull’ENSO è disponibile online presso l’UH Sea Level Center.
“Il nostro modello Wyrtki prevede un El Niño più intenso rispetto alla maggior parte degli altri modelli statistici, ed è in linea con i modelli dinamici, molto più sofisticati”, ha affermato Matthew Widlansky, coautore dello studio e vicedirettore dell’UH Sea Level Center. “Tuttavia, è importante notare che tutti i modelli presentano delle incertezze e che gli impatti climatici di ogni evento El Niño sono diversi”.
Questa nuova ricerca offre anche una chiara indicazione per altri sistemi di previsione dell’ENSO. “I modelli che mirano a prevedere l’ENSO con precisione dovrebbero rappresentare accuratamente questi due tipi di memoria climatica”, ha osservato Wang. “È importante sottolineare che ciò può essere ottenuto con un modello relativamente semplice, interpretabile e a basso costo computazionale. Questo suggerisce che per cogliere le principali fonti di prevedibilità dell’ENSO non sono sempre necessari modelli computazionalmente onerosi“.