Dopo la notizia sulla ricerca pubblicata su Science Advances, resta una domanda importante: quando si legge che alcuni modelli hanno previsto correttamente El Niño con un anno di anticipo in oltre il 70% dei casi, che cosa significa esattamente quel dato? La risposta richiede una precisazione, perché non indica che ogni previsione di El Niño formulata con dodici mesi di anticipo abbia una probabilità di successo superiore al 70%. Si riferisce invece a una transizione ben precisa, da una fase di La Niña a una successiva fase di El Niño, e alla frequenza con cui le previsioni di quel passaggio si sono avverate nei modelli analizzati.
È questo il punto centrale dello studio di Nandini Ramesh e dei suoi colleghi: non tutte le previsioni a lungo termine dell’ENSO hanno la stessa affidabilità, anche quando vengono emesse dallo stesso modello. Conta molto lo stato del Pacifico tropicale al momento in cui la simulazione viene avviata e, in particolare, le prestazioni migliorano quando la previsione parte durante una fase di La Niña. Al contrario, le simulazioni che iniziano in condizioni neutrali mostrano limiti significativi, tanto da risultare in alcuni confronti meno affidabili di una stima basata sulle probabilità osservate in passato.
Il 70% riguarda una transizione specifica
Per comprendere il risultato bisogna distinguere tra la probabilità generale che si verifichi El Niño e la precisione di una determinata previsione. La ricerca valuta, tra le altre cose, quante volte un modello abbia avuto ragione quando ha previsto un passaggio da una fase iniziale a una fase successiva. Se, in un certo numero di casi, un modello annuncia la transizione da La Niña a El Niño e poi quella transizione si verifica, la precisione indica la quota di previsioni corrette sul totale di quelle formulate per quel passaggio. Tre dei nove modelli esaminati hanno superato il 70% di precisione nel prevedere una transizione da La Niña a El Niño a circa un anno dal picco dell’evento, mentre in uno dei modelli la quota ha raggiunto l’82,21%. Il risultato è interessante perché mostra che, in determinate condizioni iniziali, il sistema può conservare informazioni utili per un periodo più lungo di quello normalmente considerato affidabile per le previsioni ENSO.
Non significa però che ogni La Niña sarà seguita da El Niño, né che qualunque previsione emessa con dodici mesi di anticipo possa essere considerata affidabile al 70%. È un risultato riferito a una particolare transizione, ricavato da simulazioni retrospettive e da un campione di modelli.
Gli autori hanno analizzato nove modelli climatici accoppiati, che rappresentano insieme atmosfera e oceano, esaminando le simulazioni retrospettive contenute nell’archivio DCPP del progetto CMIP6. Il lavoro considera 125 membri di ensemble e 67.500 transizioni annuali, ricavate da simulazioni decennali inizializzate tra il 1961 e il 2020. L’obiettivo non era prevedere in dettaglio l’intensità o la data esatta di ogni evento, ma classificare la fase dell’ENSO nel periodo ottobre-febbraio, quando El Niño o La Niña tendono a raggiungere il loro picco, e verificare quanto bene i modelli riuscissero a prevedere la fase dell’anno successivo.
Perché La Niña può rendere il Pacifico più prevedibile
El Niño e La Niña sono le due fasi opposte dell’ENSO, un fenomeno che nasce dall’interazione tra l’oceano e l’atmosfera nel Pacifico tropicale. Durante El Niño, le acque superficiali del Pacifico centrale e orientale sono più calde della media; durante La Niña risultano più fredde. Queste anomalie modificano la circolazione atmosferica e possono influenzare le probabilità di piogge e temperature in diverse regioni del mondo, anche se i loro effetti non sono uguali ovunque e non determinano da soli il tempo di una singola area. Lo studio mostra che i modelli esaminati riescono meglio a prevedere la fase successiva quando partono da La Niña, ma non stabilisce ancora con certezza perché accada.
I ricercatori indicano alcune possibili spiegazioni, che dovranno essere approfondite: le anomalie fredde possono persistere più a lungo nella primavera boreale, mantenendo più marcato il contrasto tra le acque dell’oceano; inoltre, la minore presenza di disturbi atmosferici durante La Niña o l’evoluzione del calore accumulato negli strati superiori del Pacifico potrebbero contribuire a rendere il sistema più leggibile per i modelli. Sono ipotesi coerenti con la dinamica dell’ENSO, ma il paper non le presenta come un meccanismo già dimostrato. Anche le transizioni che partono da El Niño possono offrire segnali utili: tre modelli hanno raggiunto la loro precisione più alta nel prevedere un successivo passaggio a La Niña e, in uno dei casi, la precisione è stata del 74%. Il risultato più coerente tra i nove modelli rimane comunque la maggiore affidabilità delle previsioni inizializzate durante La Niña, soprattutto quando indicano un possibile sviluppo di El Niño nell’anno seguente.
Il punto debole: quando il Pacifico è neutrale
La ricerca mette in evidenza anche il limite opposto. Quando i modelli vengono avviati in una fase neutrale, le loro previsioni a un anno mostrano prestazioni sensibilmente inferiori. L’accuratezza osservata in questi casi varia dal 23% al 43%, mentre una previsione di riferimento costruita sulle probabilità storiche delle transizioni dopo un anno neutrale raggiunge il 61% nel campione studiato. In altre parole, le simulazioni considerate non sempre aggiungono valore rispetto a una stima basata su ciò che è successo in passato. Questo risultato è particolarmente rilevante perché la fase neutrale non equivale a un sistema privo di informazioni. Le osservazioni indicano che alcune transizioni dopo anni neutrali sono più probabili di altre, ma i modelli dinamici inizializzati in queste condizioni sembrano talvolta perdere o distorcere parte di quel segnale.
Gli autori collegano il problema ai limiti dell’inizializzazione dei modelli, pur precisando che le cause fisiche e tecniche devono essere comprese meglio. Per questo, una previsione emessa durante una fase neutrale dovrebbe essere comunicata con più cautela, soprattutto se riguarda un evento previsto a distanza di molti mesi.
Una possibile strada, indicata dagli autori per le ricerche future, consiste nell’affiancare ai modelli dinamici strumenti statistici o metodi analogici, capaci di sfruttare le relazioni osservate nel passato senza dipendere nello stesso modo dall’inizializzazione di un ensemble. Anche l’apprendimento automatico potrebbe essere approfondito in questo contesto, ma lo studio non dimostra che queste tecniche abbiano già risolto il problema: suggerisce piuttosto che potrebbero offrire un contributo quando le previsioni dinamiche partono da una situazione neutrale.
Più tempo per prepararsi, ma non una previsione locale
Previsioni ENSO più affidabili e più anticipate potrebbero offrire alle autorità e ai settori esposti agli impatti climatici più tempo per valutare i rischi e preparare eventuali misure. Le variazioni dell’ENSO possono influenzare le probabilità di siccità, precipitazioni intense o anomalie termiche in diverse parti del pianeta, con conseguenze per l’agricoltura, la gestione delle risorse idriche e la pianificazione delle emergenze. Un’indicazione a lungo termine sulla fase del Pacifico, tuttavia, non dice da sola dove pioverà, dove si verificherà una siccità o quale sarà il tempo in una specifica stagione. Per arrivare a valutazioni regionali servono altri elementi e aggiornamenti successivi, perché gli effetti dell’ENSO dipendono anche dalla stagione, dalla zona geografica e dall’interazione con altri fattori atmosferici e oceanici. Il possibile vantaggio dello studio sta quindi nel migliorare la valutazione della fiducia da attribuire a una previsione climatica, non nel trasformare una previsione ENSO in una certezza sul tempo locale.
È importante ricordare anche che i ricercatori hanno analizzato simulazioni retrospettive di modelli del progetto CMIP6, non un nuovo sistema già operativo per emettere allerte in tempo reale. Gli autori segnalano che i modelli studiati non coincidono necessariamente con quelli utilizzati oggi dai centri previsionali e che prima di applicare il metodo alle previsioni operative saranno necessari ulteriori passaggi. La notizia, dunque, non è che oggi si possa prevedere ogni evento di El Niño con un anno di anticipo, ma che la fase iniziale del Pacifico può aiutare a capire quali previsioni meritino più fiducia e quali vadano trattate con cautela.