ApprofondimentiClimaClimaSalute del pianeta

Svelati i meccanismi che rendono il Mediterraneo una zona critica dei cambiamenti climatici

Un nuovo studio del MIT ha descritto i processi che legano il riscaldamento globale all’inaridimento anomalo ed amplificato della regione

Il Mediterraneo è considerato una regione hot spot del cambiamento climatico: una regione cioè particolarmente colpita da variazioni meteo-climatiche dovute al climate change. Le terre affacciate su questo mare sono infatti soggette a un progressivo inaridimento, previsto nelle proiezioni climatiche e già osservato negli ultimi decenni. Si tratta di un’anomalia: il riscaldamento globale causerà su buona parte del globo un aumento delle precipitazioni. Il Mediterraneo, invece, mostra un andamento opposto, addirittura più pronunciato rispetto ad altre (poche) regioni analoghe del mondo: localmente, fino al 40% della precipitazione invernale potrebbe andare persa, con conseguenze pesanti sulla popolazione.

Uno studio del MIT getta nuova luce sulle cause di questa anomalia, cause finora non completamente sviscerate dalla comunità scientifica.

Il clima del Mediterraneo

La regione mediterranea si trova al confine fra le zone aride subtropicali e le zone temperate delle medie latitudini; è caratterizzata da basse precipitazioni annuali, in particolare durante la stagione estiva, dominata dalle alte pressioni subtropicali. In inverno invece si ha buona parte delle precipitazioni, portate dai venti da ovest con le consuete perturbazioni cicloniche. La precipitazione invernale è quindi fondamentale per l’economia e l’agricoltura dell’intera regione.

Gran parte del declino delle precipitazioni previsto nei modelli climatici avverrà proprio in inverno, al di sotto dei 40° N di latitudine (interessando quindi anche parte del Sud Italia), in particolare nel nord-ovest dell’Africa e nella zona est del Mediterraneo. Un inaridimento significativo si manifesterà sulla sponda settentrionale anche d’estate. Le osservazioni hanno mostrato che il fenomeno è già in atto.

Le conseguenze sulle popolazioni, che già soffrono per la mancanza d’acqua, non tarderanno a farsi sentire e potrebbero andare ben oltre la riduzione della produttività agricola: un’eccezionale siccità sulle sponde ad est del Mediterraneo ha causato un ulteriore peggioramento della situazione già tesa della regione, situazione che ha portato alla guerra civile in Siria. Le connessioni fra stress idrico e stabilità sociale e geopolitica sono evidenti.

Quali sono, però, le cause dell’eccezionalità delle conseguenze del climate change sulla regione?

Cause dell’hot spot mediterraneo

La riduzione prevista delle precipitazioni invernali è fortemente correlata con la persistenza nei modelli di un’anomalia di alta pressione (in media, rispetto alla circolazione attuale) sul Mediterraneo da novembre ad aprile. Questa condizione atmosferica – detta anche anticiclone – è in genere associata a tempo stabile ed è in grado di impedire il passaggio di perturbazioni. Per anomala si intende presente nella differenza fra la circolazione prevista e la circolazione storica.

mediterraneo
Cambiamento previsto in media dai modelli CMIP5 per l’inverno (December, January, February) della pressione al livello del mare (a sinistra), della precipitazione (a destra) nello scenario RCP8.5 (business as usual) – differenza fra il periodo 2071-2100 e il periodo 1976-2005. I puntini a destra indicano che più dell’80% dei modelli CMIP5 sono in accordo sul segno della variazione. Fonte: Tuel e Eltahir 2020

Però, prima della pubblicazione del paper sulla rivista scientifica Journal of Climate, i meccanismi prevalenti – fra le varie ipotesi – nello sviluppo di tale anticiclone e il loro relativo contributo non erano ancora stati identificati. Allo stesso modo non erano ancora stati descritti i particolari dei meccanismi di connessione dell’anomalo anticiclone con la riduzione delle precipitazioni.

Come si sviluppa l’anomalia di alta pressione

Lo studio qui analizzato si basa sui risultati delle simulazioni climatiche dei modelli del progetto CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project 5) dell’IPCC (la massima autorità mondiale nel campo del Global Warming) e del Modello Climatico Regionale del MIT.

Il paper mostra che l’alta pressione invernale anomala sul Mediterraneo è da attribuire alla combinazione di due forzanti indipendenti, aventi pari contributo nello sviluppo dell’anomalia: le variazioni nella circolazione generale, agenti soprattutto sulla parte ovest della regione, e la riduzione locale del contrasto termico fra terra e mare, importante soprattutto nella parte est.

Variazioni nella circolazione generale

Il cambiamento climatico determinerà una variazione nella circolazione atmosferica dell’emisfero nord, in particolare un rafforzamento delle jet stream (veloci e localizzate correnti d’aria che soffiano verso est alle medie latitudini al top della troposfera) e uno spostamento verso est del pattern delle onde stazionarie (ondulazione fissa) delle stesse. Diretta conseguenza di queste variazioni è lo sviluppo dell’anomalia di alta pressione citata (vedi immagine sotto). Nell’area ovest del Mediterraneo, l’anomalia può essere interpretata come uno spostamento verso est dell’anticiclone delle Azzorre, consistente con quello delle onde stazionarie.

hot spot mediterraneo
Cambiamento previsto in media dai modelli CMIP5 per l’inverno (December, January, February) del vento a 200 hPa (circa 12 km di altitudine) (a) lungo i paralleli e (b) lungo i meridiani nello scenario RCP8.5 (business as usual) – differenza fra il periodo 2071-2100 e il periodo 1976-2005. I puntini indicano che più dell’80% dei modelli CMIP5 sono in accordo sul segno della variazione. Fonte: Tuel e Eltahir 2020. Le frecce verdi sovrapposte all’immagine esplicitano la direzione della variazione del vento. La figura a mostra l’intensificazione delle jet stream. La figura b mostra lo spostamento verso est del pattern delle onde stazionarie, in particolare si nota la creazione di una circolazione anomala in senso orario sopra il Mediterraneo: le alte pressioni nell’emisfero nord sono caratterizzate da circolazione in senso orario intorno ad esse.

Riduzione del contrasto termico fra terra e mare

La seconda forzante della circolazione atmosferica anomala sul nostro mare è invece il risultato del maggiore riscaldamento della terraferma rispetto al mare a seguito del cambiamento climatico. In inverno l’atmosfera (a 2 metri di altezza) sulla superficie del mar Mediterraneo è in media più calda rispetto ai territori circostanti di circa 5°C (grazie alla maggiore capacità termica dell’acqua). Il più veloce trend di riscaldamento della terraferma rispetto al mare porterà però a una riduzione media di tale differenza termica in inverno di circa 0.5°C (periodo 2071–2100 rispetto al periodo 1976–2005, in uno scenario business as usual), una variazione significativa rispetto alle oscillazioni tipiche. Il raffreddamento relativo del Mediterraneo altera la circolazione atmosferica regionale risultando proprio in una circolazione anticiclonica anomala nei bassi strati.

Cambiamento previsto in media dal MIT Regional Climate Model per l’inverno (December, January, February) della temperatura a due metri di altezza nello scenario RCP8.5 (business as usual) – differenza fra il periodo 2071-2100 e il periodo 1976-2005. Il riscaldamento medio della terra nell’area mediterranea (3.9°C) è stato sottratto per sottolineare il raffreddamento relativo del mare. Fonte: Tuel e Eltahir 2020

Tali risultati si distaccano dagli studi precedenti, evidenziando un ruolo maggiore degli effetti regionali (la diminuzione del contrasto termico terra-mare) rispetto a quanto mostrato fino ad oggi e mettendo in secondo piano le ipotesi che legavano l’anomalia anticiclonica all’espansione verso nord della cella di Hadley e allo spostamento corrispondente verso nord della storm-track nordatlantica.

Relazione con la precipitazione

Il nuovo paper ha anche messo in relazione l’anomalia anticiclonica invernale con le previsioni di riduzione della precipitazione. Innanzitutto, tale condizione atmosferica favorisce la divergenza media dell’umidità. Nel paper citato, tale divergenza dell’umidità viene legata a due meccanismi principali:

Ovest Mediterraneo

Nella parte ovest del Mediterraneo, i venti dall’Atlantico, sono la sorgente diretta delle precipitazioni. L’anomalia anticiclonica causa proprio la riduzione dell’apporto di umidità dall’Atlantico e, come se non bastasse, un aumento dell’avvezione (del trasporto) di aria secca dal Sahara.

Est Mediterraneo

Ad est, invece, l’anomalia di alta pressione genera un fenomeno di subsidenza anomala (moto medio verso il basso) su larga scala, che sopprime le precipitazioni. Affinché vi sia precipitazione infatti l’aria deve muoversi verso l’alto, così da raffreddarsi facendo sì che il vapore in essa contenuto condensi. La subsidenza identificata dal MIT nella regione è consistente con la riduzione già osservata nelle previsioni climatiche di frequenza e intensità delle perturbazioni cicloniche che attraversano l’est Mediterraneo, responsabili di buona parte della precipitazione invernale.

Oltre a ciò, il raffreddamento relativo del Mediterraneo rispetto alla terraferma potrebbe agire sulle precipitazioni non solo indirettamente (inducendo l’anomalia anticiclonica – vedi paragrafo precedente), ma anche direttamente limitando l’aumento dell’evaporazione e quindi i flussi di umidità verso la terraferma. Questo fenomeno sarebbe particolarmente rilevante proprio nella regione est del Mediterraneo, dove, come scritto prima, buona parte della precipitazione invernale è data dalle perturbazioni che raccolgono umidità sul Mare Nostrum.

Infine, la circolazione anticiclonica anomala porta con sé nella regione dell’est Mediterraneo venti secchi da nord.

L’importanza dell’adattamento

Sappiamo dunque che il Mediterraneo (e con esso il nostro paese) è destinato a soffrire in modo particolarmente accentuato a causa del cambiamento climatico. È essenziale allora, per noi e per i nostri vicini, l’impegno nell’adattamento, nel prepararci ad affrontare le conseguenze del climate change. Non facciamoci trovare impreparati: la scienza – e la conoscenza che ne deriva – ci dà la possibilità di guadagnare tempo. Sfruttiamola prima di ritrovarci più poveri, assetati e circondati da conflitti ancora più aspri di quanto già non siano.

Tags

Elisa Terenghi

Nata a Monza nel 1994, mi sono laureata in Fisica del Sistema Terra presso l’Università di Bologna nel marzo 2019, conseguendo anche l’Attestato di formazione di base di Meteorologo del WMO. Durante la tesi magistrale e un successivo periodo come ricercatrice, mi sono dedicata all’analisi dei meccanismi di fusione dei ghiacciai groenlandesi che interagiscono con l’oceano alla testa dei fiordi. Sono poi approdata a Meteo Expert, dove ho l’occasione di approfondire il rapporto fra il cambiamento climatico e la società, occupandomi di rischio climatico per le aziende.

Articoli correlati