Conoscere l’evoluzione futura degli eventi estremi attraverso simulazioni climatiche ad altissima risoluzione spaziale e temporale. Comprendere come cambierà la loro distribuzione oraria in aree circoscritte. È la ricerca di frontiera, la nuova generazione di modelli climatici regionali. I risultati di uno studio della Fondazione CMCC sulle precipitazioni nell’area alpina.

Meno intense le precipitazioni medie giornaliere, ma eventi estremi più localizzati e intensi. E’ quanto indicano i futuri scenari climatici sulle Alpi orientali secondo lo studio della Fondazione CMCC “Evaluation and Expected Changes of Summer Precipitation at Convection Permitting Scale with COSMO-CLM over Alpine Space”, pubblicato sulla rivista internazionale Atmosphere. Una ricerca che si inserisce nel lavoro condiviso con la comunità scientifica internazionale, all’interno del progetto europeo H2020 EUCP (European Climate Prediction system), per lo sviluppo di modelli climatici che siano in grado di supportare al meglio i decisori nella valutazione degli eventi estremi includendo gli effetti del cambiamenti climatici, con il fine ultimo di limitarne gli impatti negativi per le società e per le economie.

Le misure e i piani di adattamento ai cambiamenti climatici esistenti si basano in tutto il mondo sugli scenari futuri messi a disposizione dei decisori da parte della ricerca, e permettono ad oggi di avere una buona rappresentazione dei fenomeni sulla scala giornaliera, ma con ancora scarse capacità sulla scala sub-giornaliera.  Per alcuni settori, quali ad esempio quello delle infrastrutture, tali dati non sono sufficienti a sviluppare politiche di adattamento ai cambiamenti climatici adeguate: precipitazioni molto intense, rapide, concentrate in piccole aree e in poche ore, possono impattare fortemente sulle infrastrutture causando l’esondazione di corpi idrici e allagamenti, mettendo in crisi il sistema e rivelando l’incapacità delle reti fognarie di gestire grandi flussi d’acqua. La necessità di comprendere fenomeni che possono durare anche solo poche ore e interessare una scala geografica anche molto piccola (dell’ordine di qualche chilometro), si fa ancora più forte in alcuni specifici contesti geografici, come quello dell’area alpina, dove eventi di pioggia estrema – tipici della stagione estiva – possono avere gravi conseguenze.

“Negli ultimi decenni è in corso un dibattito tra i climatologi in merito al valore aggiunto delle simulazioni climatiche ad altissima risoluzione, che rappresentano la nuova generazione dei modelli climatici spiega Paola Mercogliano, direttrice della divisione REMHI (Regional Models and geo-Hydrological Impacts) alla Fondazione CMCC. “Queste simulazioni climatiche, che sono girate con modelli regionali ad una risoluzione spaziale e temporale molto alta, hanno un alto costo computazionale e richiedono un investimento importante in termini di tempo di ricerca. Dati gli elevati oneri, la comunità scientifica si sta chiedendo se sia questa la strada giusta da percorrere per supportare al meglio le politiche di adattamento ai cambiamenti climatici. Il nostro studio, dimostrandone il valore aggiunto, conferma che questa è una direzione su cui investire, in particolare se parliamo di aree caratterizzate da una orografia complessa o su cui c’è ancora molta incertezza, come quella alpina. Con questi modelli di nuova generazione riusciamo infatti non solo a osservare cosa succede a risoluzioni molto spinte in termini di precipitazioni medie giornaliere, ma possiamo anche fare analisi statistiche su base sub-giornaliera, guardando alle diverse ore di uno stesso giorno. Questi modelli saranno in grado fornire indicazioni anche degli effetti del cambiamento climatico sulle piogge orarie: risultati che, solo due o tre anni fa, sarebbero stati impensabili”.

Dallo studio emerge una rappresentazione della frequenza e dell’intensità delle precipitazioni migliore nelle simulazioni ad altissima risoluzione (‘convection permitting’) rispetto a quella delle simulazioni a risoluzione più bassa, specialmente su scala sub-giornaliera.

“In accordo con la letteratura esistente, i nostri risultati per l’area alpina nella stagione estiva evidenziano, sebbene siano da ritenersi preliminari, una diminuzione della pioggia media giornaliera, in particolare ad alta quota, e localizzate intensificazioni degli eventi estremi lungo le Alpi orientali. Pioverà meno di frequente ma più intensamente, sia su scala giornaliera che oraria. A fronte dell’aumento di intensità di tali eventi, è chiaro che comprendere la distribuzione delle piogge su scala oraria può apportare un grande valore aggiunto al supporto che saremo in grado di dare ai decisori” spiega Marianna Adinolfi, ricercatrice CMCC e prima autrice dell’articolo.

I next generation climate-models vengono sviluppati e applicati dalla Fondazione CMCC nell’ambito di diversi contesti e progetti internazionali. Alcuni esempi di analisi dei risultati di questi modelli ad altissima risoluzione includono lo studio dell’evoluzione degli estremi di pioggia a supporto delle politiche di adattamento sugli allagamenti su scala urbana e lo studio delle ondate di calore urbano in città: tutti contesti che gioveranno dall’avere simulazioni su scale orarie.

Inoltre, sempre a supporto delle politiche di adattamento, il CMCC ha potuto realizzare prodotti come gli Scenari Climatici per l’Italia , che permettono di visualizzare sottoforma di mappe il clima atteso nella penisola fino alla fine del secolo utilizzando modelli climatici ad alta risoluzione, e servizi climatici come Dataclime, in grado di fornire analisi climatiche personalizzate su diverse scale temporali e spaziali.

Lo studio in oggetto è stato realizzato nel contesto del progetto di ricerca Horizon 2020 EUCP – European Climate Prediction system, cui partecipa la Fondazione CMCC. Il progetto ha l’obiettivo di supportare la comunità scientifica nello sviluppo di dati climatici e proiezioni di elevata qualità su scala Europea da fornire a decisori politici, stakeholder e pianificatori per fronteggiare le sfide e le opportunità indotte dal cambiamento climatico.

Maggiori informazioni:

Adinolfi, M.; Raffa, M.; Reder, A.; Mercogliano, P. Evaluation and Expected Changes of Summer Precipitation at Convection Permitting Scale with COSMO-CLM over Alpine Space. Atmosphere 2021, 12, 54. https://doi.org/10.3390/atmos12010054