Perché ci sono ondate di freddo estremo record in un mondo che si riscalda?

Le ondate di freddo possono derivare dagli stessi meccanismi innescati dal riscaldamento globale

[11 Agosto 2021]

Il 9 luglio nella Death Valley, in California, sono stati raggiunti i 54,4 gradi Celsius, la temperatura più alta mai registrata sulla Terra, facendo seguito a temperature fredde record registrate l’inverno scorso in Asia e negli Stati Uniti. Con temperature soffocanti come quelle della Death Valley o con il caldo torrido che accende incendi ovunque in Italia e in Europa, il rapido riscaldamento della Terra è evidente, ma gli eventi di caldo estremo rendono difficile capire come il riscaldamento globale possa causare eventi di freddo così intensi. Per chiarire i meccanismi alla base di questi  sbalzi di temperatura e meteo, il nuovo studio “Extreme Cold Events from East Asia to North America in Winter 2020/21: Comparisons, Causes, and Future Implications”, pubblicato su Advances in Atmospheric Sciences da un team internazionale di ricercatori guidato da Xiangdong Zhang dell’University of Science and Technology of China, ha esaminato tre eventi estremi dello scorso inverno.

Xiangdong Zhang, che insegna anche scienze del clima e dell’atmosfera all’università. dell’Alaska Fairbanks, spiega che «Il problema generale da risolvere è il motivo per cui gli eventi meteorologici estremi si sono verificati più frequentemente in un clima in riscaldamento negli ultimi decenni e se l’amplificazione del riscaldamento dell’Artico gioca un ruolo trainante. Gli eventi estremi dell’inverno 2020-21 offrono un’opportunità unica per esaminare quali processi o meccanismi fisici guidano questi eventi».

I ricercatori hanno esaminato due eventi di freddo record in Cina da fine dicembre 2020 a metà gennaio 2021, durante i quali sia Pechino che Tiajin hanno registrato le temperature più basse degli ultimi 54 anni: rispettivamente -19,7°C e -19,9° C. Hanno anche analizzato il freddo record che ha colpito il centro-ovest e il profondo sud del Nord America nel febbraio 2021, determinando le temperature più fredde registrate in quasi un secolo in Texas: -13,3° C ad Austin  e -17° C a Houston.

Confrontando l’inverno 2020-21 con gli ultimi 42 inverni, i ricercatori hanno utilizzato i dati osservativi disponibili e modelli simulati per analizzare come gli eventi marini e atmosferici possono essere alla base di condizioni meteorologiche estreme.Un altro autore dello studio, James Overland del Pacific Marine Environmental Laboratory NOAA, spiega a sua volta che «Gli eventi meteorologici che indaghiamo sono intermittenti, non si verificano ogni anno. Questo perché sono causati da una combinazione di nuovo riscaldamento globale e condizioni meteorologiche estreme, ma naturali, nella corrente a getto e nel polar vortex». Il polar vortex è una bassa pressione di aria fredda nell’atmosfera centrata sui poli della Terra  che fa sì che temperature più fredde scendano a cascata sull’emisfero settentrionale durante l’inverno con l’aiuto della corrente a getto terrestre, che comprende correnti d’aria che fluiscono da ovest a est.

Secondo Zhang, «Aumenti improvvisi della temperatura in uno strato superiore dell’atmosfera, chiamati  riscaldamento stratosferico improvviso, possono alterare drasticamente il modo in cui il vortice polare e la corrente a getto si comportano e interagiscono. Il clima risultante può diventare ancora più estremo se complicato dalle mutevoli temperature oceaniche e dal ghiaccio marino dell’Oceano Artico. Il verificarsi simultaneo di condizioni termiche oceaniche anomale in tre bacini oceanici e l’interazione delle dinamiche atmosferiche hanno portato a uno stato estremamente anomalo di cambiamenti sistematici su scala emisferica nella circolazione atmosferica, o modello meteorologico».

Anche se tutti e tre gli eventi analizzati dallo studio fossero collegati a un improvviso evento di riscaldamento stratosferico, gli effetti a valle erano diversi per ognuno di essi: «Nel primo evento dell’Asia orientale, l’aria fredda polare ha modulato la corrente a getto di media latitudine per dirigere l’aria fredda verso sud; nel secondo evento, il vortice polare si è scisso, approfondendo una regione di bassa pressione e facendo circolare aria artica più fredda; nell’evento del Nord America, anche il polar vortex è stato diviso, ma in questo caso ha spinto la bassa atmosfera a stabilirsi più in profondità a sud, applicando una pressione all’aria intensamente fredda».

Un altro autore dello studio, Timo Vihma, dell’Istituto meteorologico finlandese (Ilmatieteen Laitos),  evidenzia che «Quando attribuiamo i fattori responsabili di un evento estremo, dovremmo avere un ampio punto di vista per cogliere il quadro generale. Può consistere in complesse interazioni di diversi fattori che agiscono distanti l’uno dall’altro a livello emisferico».

La coautrice Annette Rinke, dell’Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, aggiunge che «Gli eventi meteorologici invernali estremi sono spesso guidati da fattori “remoti”. Lo studio dimostra che le anomalie nelle temperature oceaniche, oltre alla circolazione atmosferica su larga scala, possono svolgere un ruolo chiave negli eventi meteorologici estremi».

I ricercatori hanno in programma di continuare la ricerca su come gli eventi atmosferici possono prevenire e influenzare condizioni meteorologiche estreme.

Un altro autore dello studi, Yunfei Fu, professore alla School of Earth and Space Science dell’ University of Science and Technology of China, fa notare che «All’interno delle attività dell’aria fredda, le nuvole e le precipitazioni, e il loro calore latente associato, possono cambiare, ma mancano osservazioni per questo. Il telerilevamento satellitare può aiutarci in questo, inclusa la convalida delle simulazioni di modelli, che possono aiutare a prevedere come gli eventi precursori possono influenzare cose come la stagione dei monsoni in Asia orientale».

Zhe Han, un fisico dell’atmosfera dell’ Accademia cinese delle scienze, conclude: «Studiando queste ondate di freddo record, possiamo vedere il “quadro generale” degli eventi meteorologici estremi. Sebbene gli eventi possano essere diversi, potrebbero condividere meccanismi sottostanti simili, legati al riscaldamento globale. Insieme al riscaldamento, l’amplificazione artica e l’intensificarsi delle anomalie termiche oceaniche possono interagire con la circolazione atmosferica, come il polar vortex e l’improvviso riscaldamento stratosferico, per causare il verificarsi di eventi estremamente freddi o caldi».