Precipitazioni estreme: previsioni sempre più accurate

31/05/2021 1980

Uno studio internazionale che coinvolge gli scienziati del CMCC presenta il primo ensemble di simulazioni climatiche regionali ad altissima risoluzione, e apre promettenti prospettive per le indagini sul clima e sui cambiamenti climatici a scala locale e regionale.

I modelli climatici ad alta risoluzione possono migliorare la previsione delle precipitazioni estreme.

Per limitare gli impatti dei cambiamenti climatici è essenziale prevederli nel modo il più possibile accurato. I modelli climatici regionali sono modelli del clima terrestre che, grazie alla loro alta risoluzione, sono in grado di migliorare la simulazione di eventi meteorologici estremi le cui caratteristiche possono essere influenzate dai cambiamenti climatici, contribuendo così a contenerne gli impatti attraverso l’implementazione di azioni di adattamento adeguate, che tengano cioè conto di tali variazioni.

Alle loro risoluzioni più alte, è atteso che i modelli climatici regionali siano meglio in grado di rappresentare i fenomeni convettivi, che sono spesso causa di eventi di precipitazioni molto intense e localizzate.

Tali modelli ‘convection permitting’ sono ampiamente utilizzati nelle previsioni meteorologiche, ma richiedono grandi risorse di supercalcolo, che limitano il loro uso nella modellazione del clima a lungo termine. Il continuo miglioramento nella potenza dei calcolatori, tuttavia, ha reso più accessibile il loro utilizzo nella previsione del clima.

 Uno studio internazionale condotto da ricercatori di tutta Europa coinvolti nel progetto CORDEX-FPS Flagship Pilot Study on convective phenomena, inclusi gli scienziati della Fondazione CMCC - Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici, presenta il primo multi-model ensemble (ovvero un insieme di scenari climatici prodotti da modelli indipendenti ma con caratteristiche simili) di simulazioni climatiche regionali ad altissima risoluzione, su scala chilometrica e orizzonte temporale di un decennio.

Il progetto CORDEX-FPS sull'Europa e la regione del Mediterraneo, incentrato sulle precipitazioni convettive e sulla loro evoluzione dovuta ai cambiamenti climatici, ha selezionato la regione alpina come area di studio.

 Per verificare la loro validità, i modelli convection permitting sono stati utilizzati per produrre simulazioni ad alta risoluzione delle precipitazioni dal 2000 al 2009. Il confronto tra la simulazione delle precipitazioni ottenuta tramite i modelli e i dati sulle precipitazioni effettivamente osservati nel periodo considerato hanno dimostrato l’efficacia dei modelli nel simulare gli eventi reali ottenendo, in particolare, buoni risultati per la configurazione messa a punto dal CMCC. Inoltre, i loro risultati sono stati confrontati con modelli a risoluzione inferiore, dimostrando che l'alta risoluzione fornisce un miglioramento significativo delle prestazioni del modello. 

Spiega Paola Mercogliano, direttrice della divisione Regional Models and geo-Hydrological Impacts alla Fondazione CMCC, tra gli autori dello studio insieme ai ricercatori CMCC Marianna Adinolfi e Mario Raffa: “Sebbene esistano ancora differenze tra le simulazioni ad altissima risoluzione e le osservazioni, è evidente che queste simulazioni sono più performanti rispetto alle simulazioni meno risolute nella rappresentazione delle precipitazioni nel clima attuale, e quindi offrono una promettente prospettiva per le indagini sul clima e sui cambiamenti climatici a scala locale e regionale. I miglioramenti più significativi delle simulazioni ad alta risoluzione rispetto a quelle a bassa risoluzione sono stati riscontrati soprattutto in estate, periodo in cui il modello a bassa risoluzione sovrastimava la frequenza e sottostimava l'intensità delle precipitazioni giornaliere e orarie". 

Il beneficio di una risoluzione più alta è stato più pronunciato per gli eventi di precipitazioni importanti.

In media, i modelli a bassa risoluzione sottostimavano gli eventi estremi di precipitazione oraria di circa il 40%, mentre i modelli ad alta risoluzione sottostimavano queste precipitazioni solo di circa il 3%. Inoltre, l’incertezza, ovvero la variabilità tra i modelli, per quanto riguarda la frequenza oraria della pioggia era quasi dimezzata dai modelli ad alta risoluzione. 

I decisori fanno affidamento su informazioni climatiche accurate per formulare misure efficaci per adattarsi e mitigare gli impatti dei cambiamenti climatici. Questo studio presenta una possibilità di migliorare le previsioni delle precipitazioni estreme e consentire processi decisionali basati sulle migliori informazioni disponibili. 

Nell’ambito dello stesso team di lavoro coinvolto nel CORDEX-FPS Flagship Pilot Study on convective phenomena sono in corso ulteriori fasi di studio volte a dimostrare il valore aggiunto di tali configurazioni ad altissima risoluzione.

Per maggiori informazioni:

Ban, N., Caillaud, C., Coppola, E., Pichelli, E., Sobolowski, S., Adinolfi, M., ... & Zander, M. J. (2021). The first multi-model ensemble of regional climate simulations at kilometer-scale resolution, Part I: Evaluation of precipitation. Climate Dynamics, 1-28. https://doi.org/10.1007/s00382-021-05708-w