Nel 2003, un'ondata di calore mortale ha colpito l'Europa che avrebbe inaugurato una nuova era della scienza del clima. Solo a luglio e agosto, le temperature al rialzo di 115 ° F hanno causato quasi 70.000 vittime. Tuttavia, mentre le temperature globali medie sono aumentate a un ritmo costante dalla metà del 20 ° secolo, le forti ondate di calore erano state documentate di volta in volta prima di allora. Per gli scienziati del clima, ciò significa che l'attribuzione dell'ondata di calore al riscaldamento globale sarebbe quasi impossibile.
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Pertanto, quando un team di ricercatori britannici ha utilizzato dati ambientali e simulazioni di modelli per stabilire un collegamento statistico tra i cambiamenti climatici e l'ondata di caldo, hanno ottenuto l'attenzione.
Sebbene non potessero provare che il riscaldamento globale avesse "causato" lo scorcher, gli scienziati hanno affermato che il riscaldamento dovuto alle emissioni umane ha raddoppiato il rischio di eventi meteorologici estremi. Pubblicati su Nature, il loro primo studio nel suo genere ha lanciato il nuovo campo della "scienza dell'attribuzione", che utilizza osservazioni e modelli per scomporre i fattori che portano a eventi climatici estremi.
Negli anni successivi, modelli migliori e più dati hanno aiutato gli scienziati del clima a migliorare molto nel prevedere condizioni meteorologiche estreme. Ma con quale sicurezza gli scienziati possono attribuire questi eventi meteorologici estremi al cambiamento climatico antropogenico? Potranno mai dire definitivamente che le nostre emissioni hanno causato una siccità, un tornado o un'ondata di calore specifici?
Poniamo queste domande a tre esperti che utilizzano dati ambientali e tecniche di modellizzazione per studiare condizioni meteorologiche estreme e cambiamenti climatici globali.
Per essere chiari, gli scienziati possono e affermare che il cambiamento climatico antropogenico ha effetti globali ad ampio raggio, dallo scioglimento delle calotte polari e l'innalzamento del livello del mare all'aumento delle precipitazioni. "Molte prove dimostrano che le attività umane, in particolare le emissioni di gas a effetto serra, sono principalmente responsabili dei recenti cambiamenti climatici osservati", si legge in un rapporto federale sui cambiamenti climatici pubblicato in forma di bozza a gennaio e pubblicizzato dal New York Times la scorsa settimana.
Grazie ai progressi nel supercalcolo e nella messa in comune di centinaia di modelli climatici sviluppati da ricercatori di tutto il mondo, sono anche più statisticamente sicuri che mai nel dire che tempeste intense, siccità e ondate di calore da record si verificano con maggiore frequenza a causa degli umani. "Dieci anni fa non saremmo stati in grado di farlo", afferma Ken Kunkel, uno scienziato del clima presso la North Carolina State University che collabora anche con la National Oceanic and Atmospher Administration.
Ma prendere in giro i singoli eventi meteorologici è più difficile. La storia del pianeta è costellata da ondate di calore inaspettate e prolungate e improvvise tempeste dannose molto prima che gli umani iniziassero a pompare gas a effetto serra. "La grande sfida è che questo tipo di eventi estremi è sempre accaduto", afferma Kunkel, il cui lavoro si concentra su forti tempeste che causano danni considerevoli negli Stati Uniti, ma, dice, "Puoi dire:" Questo evento è stato causato dal riscaldamento globale ? No.'"
La difficoltà di isolare un colpevole dietro condizioni meteorologiche estreme è simile alla sfida diagnostica che i medici devono affrontare, afferma Noah Diffenbaugh, uno scienziato del sistema terrestre dell'Università di Stanford. Solo perché un paziente guarisce dal cancro dopo aver assunto un particolare farmaco, ad esempio, non è una prova sufficiente per i medici per prescrivere ampiamente quella sostanza come cura per il cancro. Invece, il farmaco deve passare attraverso centinaia di esperimenti replicati su più popolazioni prima che i medici siano abbastanza sicuri che funzioni.
Sia nella medicina che nella scienza del clima, "la posizione di default è l'ipotesi nulla: che ogni evento si è verificato per caso", afferma Diffenbaugh. "Abbiamo un onere di prove molto elevato per respingere quell'ipotesi nulla".
Ma a differenza della medicina, quando si tratta della Terra, non abbiamo la capacità di fare studi clinici su centinaia o migliaia di pianeti simili per ribaltare questa ipotesi nulla. Abbiamo solo un pianeta e una linea temporale. Quindi gli scienziati hanno dovuto essere creativi nel trovare modi per osservare altre possibili realtà.
Per condurre esperimenti planetari - l'equivalente di studi clinici in medicina - usano modelli computerizzati che imitano le variabili sulla Terra e ruotano le manopole. "Con le simulazioni di modelli, in pratica è possibile osservare grandi popolazioni", afferma Diffenbaugh. "Ecco dove arrivano i modelli, ci permettono di avere più terre da guardare."
Un modello climatico funziona dividendo l'atmosfera e la superficie della Terra in una griglia, come le linee di latitudine e longitudine su un globo. "Il modello deve dividere lo spazio in pezzi", afferma Adam Schlosser, ricercatore senior presso il Center for Global Change Science. Più piccoli sono i blocchi, più preciso sarà il modello.
Questi modelli climatici funzionano bene quando si tratta di catturare modelli su larga scala. "Sono abbastanza bravi a simulare la temperatura su scala globale", afferma Diffenbaugh. Ma gli eventi meteorologici estremi sono più impegnativi, perché sono rari, localizzati e provocati da un vorticoso mix di fattori ambientali. Attualmente, la maggior parte dei modelli climatici opera a una scala abbastanza grossolana a causa delle limitazioni della super potenza di calcolo, afferma Schlosser.
Questo è parte del motivo per cui modellare eventi estremi come le ondate di calore è più semplice della modellazione, diciamo, di singole tempeste o tornado. Le ondate di calore si verificano in vaste regioni geografiche che i modelli grossolani possono facilmente catturare. “Quando vedi notizie sui cacciatori di tornado, stanno guardando eventi meteorologici delle dimensioni di una piccola città. Un modello climatico non può arrivare a quella risoluzione ", afferma Schlosser.
Non ancora, almeno. I computer stanno diventando più veloci e gli scienziati del clima stanno cercando modi per sgretolare più dati per rafforzare le loro capacità predittive. "Analizziamo ogni variabile su cui potremmo mettere le mani", afferma Schlosser. Tuttavia, le sfide rimangono quando si tratta di costruire prove sufficienti per fare affermazioni di maggiore probabilità. Come dice Diffenbaugh: "La scienza è altamente conservatrice".
La frequenza crescente e talvolta allarmante di inondazioni, siccità, ondate di calore e forti tempeste può avere un rivestimento argenteo: forniscono dati che i ricercatori possono collegare ai loro modelli. In altre parole, stanno rendendo più chiare le connessioni tra il verificarsi di eventi estremi localizzati e il cambiamento climatico antropogenico.
Le cose che senti il meteorologo menzionare sulle ultime notizie - velocità del vento, fronti di pressione, temperatura, umidità, instabilità nell'atmosfera - sono tutti ingredienti nel ricettario di condizioni meteorologiche estreme.
"Possiamo usare quei segni rivelatori come ricetta: ogni volta che vedrai questi ingredienti riuniti, ti troverai in un ambiente per una tempesta", afferma Schlosser. "Questi sono i tipi di cose che abbiamo usato e hanno avuto successo nel fare un bel salto nella nostra fiducia nel consenso dei modelli su dove tutto ciò accadrà in futuro."
Diffenbaugh è d'accordo. Quando si tratta di prevedere eventi meteorologici specifici, "siamo passati molto rapidamente dal dire" non lo facciamo "come posizione pubblica, ad alcuni audaci pionieri che provano a farlo, a un certo numero di gruppi che lavorano duramente".
Come mostra il recente rapporto sul clima, i ricercatori hanno ora maggiore fiducia quando affermano il ruolo del cambiamento climatico antropogenico nell'aumentare gli eventi meteorologici estremi. "Il consenso sta diventando sempre più forte", afferma Schlosser. "Non importa in che direzione vada, vogliamo solo essere sicuri di ciò".
Tuttavia, le sfide di prendere in giro le cause di qualcosa di così complesso come il tempo illustrano anche i modi in cui il cambiamento climatico è diverso da qualsiasi altro campo della scienza. "Sarebbe bello avere 100 terre, in modo da poter girare le manopole e aumentare questo o diminuirlo e vedere cosa succede", dice Kunkel. “Non l'abbiamo. Stiamo vivendo il nostro esperimento. "
Fa una pausa e aggiunge: "purtroppo".
