Le ondate di calore in Francia stanno diventando più frequenti e intense, ma il dato più interessante non riguarda soltanto l’aumento della temperatura media. Negli ultimi decenni gli estremi termici sull’Europa occidentale sono cresciuti a un ritmo superiore a quello riprodotto dalla maggior parte delle simulazioni climatiche. La differenza non significa che il riscaldamento globale sia stato sovrastimato: al contrario, indica che alcuni meccanismi atmosferici regionali possono amplificare il segnale di fondo prodotto dall’aumento dei gas serra.
Approfondimento collegato all’articolo “Francia, il caldo estremo cresce più in fretta: il ruolo dei blocchi atmosferici”.
nature.comOver the last 70 years, extreme heat has been increasing at a disproportionate rate in Western Europe, compared to climate model simulations. This mismatch is not well understood. Here, we show that a substantial fraction (0.8 °C [0.2°−1.4 °C] of 3.4 °C per global warming degree) of the heat extremes trend is induced by atmospheric circulation changes, through more frequent southerly flows over Western Europe. In the 170 available simulations from 32 different models that we analyzed, including 3 large model ensembles, none have a circulation-induced heat trend as large as observed. This can be due to underestimated circulation response to external forcing, or to a systematic underestimation of low-frequency variability, or both. The former implies that future projections are too conservative, the latter that we are left with deep uncertainty regarding the pace of future summer heat in Europe. This calls for caution when interpreting climate projections of heat extremes over Western Europe, in view of adaptation to heat waves. Heat extremes in Western Europe have increased by an outstanding amount in the last 70 years. Climate models simulate weaker trends. This is largely due to atmospheric circulation trends, favouring heat, missed by climate models.
Uno studio pubblicato su Nature Communications ha confrontato le osservazioni degli ultimi settant’anni con 170 simulazioni climatiche. Il risultato è netto: quasi tutti i modelli considerati sottostimano la rapidità con cui sono aumentati i massimi termici nell’Europa occidentale. Una parte rilevante dello scarto è collegata ai cambiamenti della circolazione atmosferica, in particolare alla maggiore frequenza di correnti meridionali capaci di trasportare aria calda verso Francia, Penisola Iberica e aree vicine. In questa analisi, circa 0,8 gradi del trend degli estremi per ogni grado di riscaldamento globale sono associati alla componente dinamica della circolazione.
pubmed.ncbi.nlm.nih.govIl meccanismo meteorologico più importante è il blocco atmosferico. In presenza di una configurazione anticiclonica persistente, le perturbazioni atlantiche vengono deviate o rallentate e l’aria calda resta confinata sulla stessa regione per più giorni. La corrente a getto, che scorre nella parte alta della troposfera, può assumere una traiettoria molto ondulata: una grande ondulazione favorisce la risalita di aria subtropicale e, quando rimane quasi stazionaria, consolida una cupola di calore. Le temperature aumentano così non solo perché l’aria in ingresso è già calda, ma anche perché il cielo sereno e la subsidenza mantengono elevato il riscaldamento al suolo.
journals.ametsoc.orgIl ruolo dell’Artico è oggetto di discussione scientifica e non può essere presentato come una spiegazione unica. Il rapido riscaldamento delle alte latitudini modifica i contrasti termici tra nord e sud, mentre la corrente a getto risponde anche a oceani, ghiaccio marino, configurazioni di pressione e variabilità interna. In determinate condizioni, una corrente più ondulata può favorire strutture bloccate alle medie latitudini. Tuttavia, il rapporto causale tra riscaldamento artico e maggiore persistenza dei blocchi non è ancora quantificato in modo univoco, e proprio questa incertezza contribuisce alle differenze tra modelli e osservazioni.
Un secondo elemento riguarda il terreno. Quando i suoli sono umidi, una parte dell’energia solare viene impiegata per far evaporare l’acqua e contribuisce a limitare il riscaldamento dell’aria vicino alla superficie. Durante una siccità, invece, l’evaporazione diminuisce e una quota maggiore dell’energia disponibile si trasforma direttamente in calore sensibile. Il terreno secco non crea da solo un’ondata di calore, ma può intensificarla una volta instaurata la configurazione atmosferica favorevole. Gli studi sulle ondate del 2019 hanno mostrato proprio l’interazione tra deficit di umidità del suolo, forte radiazione solare e afflussi caldi.
nature.comTwo separate heatwaves affected western Europe in June and July 2019, in particular France, Belgium, the Netherlands, western Germany and northeastern Spain. Here we compare the European 2019 summer temperatures to multi-proxy reconstructions of temperatures since 1500, and analyze the relative influence of synoptic conditions and soil-atmosphere feedbacks on both heatwave events. We find that a subtropical ridge was a common synoptic set-up to both heatwaves. However, whereas the June heatwave was mostly associated with warm advection of a Saharan air mass intrusion, land surface processes were relevant for the magnitude of the July heatwave. Enhanced radiative fluxes and precipitation reduction during early July added to the soil moisture deficit that had been initiated by the June heatwave. We show this deficit was larger than it would have been in the past decades, pointing to climate change imprint. We conclude that land-atmosphere feedbacks as well as remote influences through northward propagation of dryness contributed to the exceptional intensity of the July heatwave. Two exceptional heatwaves affected Europe in June and July 2019. Although both were driven by the large-scale circulation, the July event was also amplified by soil moisture feedback, according to an analysis of past temperatures, weather analogues and soil-atmosphere interactions.
Anche gli oceani partecipano al quadro, perché influenzano la posizione delle aree di alta e bassa pressione, la disponibilità di umidità e la traiettoria delle perturbazioni. Il loro contributo varia da un episodio all’altro e deve essere distinto dal ruolo più stabile del riscaldamento globale. Una temperatura media più elevata rende infatti più probabile che una configurazione meteorologica ordinaria produca valori estremi: la stessa massa d’aria e lo stesso blocco anticiclonico agiscono oggi su una base termica più calda rispetto al passato. L’evento finale nasce quindi dalla sovrapposizione tra forzante climatica e variabilità atmosferica.
worldweatherattribution.orgLa discrepanza tra simulazioni e realtà non implica che i modelli siano inutili. I modelli globali devono rappresentare su griglie relativamente ampie fenomeni regionali complessi, come la posizione esatta del getto, la persistenza di un anticiclone, l’umidità del terreno e gli scambi tra superficie e atmosfera. Gli eventi estremi sono inoltre rari e difficili da descrivere con statistiche robuste. Il problema emerge soprattutto quando si analizzano i massimi termici su scale regionali: una piccola differenza nella traiettoria del flusso può modificare molto la temperatura simulata in Francia.
nature.comGlobal impact models represent process-level understanding of how natural and human systems may be affected by climate change. Their projections are used in integrated assessments of climate change. Here we test, for the first time, systematically across many important systems, how well such impact models capture the impacts of extreme climate conditions. Using the 2003 European heat wave and drought as a historical analogue for comparable events in the future, we find that a majority of models underestimate the extremeness of impacts in important sectors such as agriculture, terrestrial ecosystems, and heat-related human mortality, while impacts on water resources and hydropower are overestimated in some river basins; and the spread across models is often large. This has important implications for economic assessments of climate change impacts that rely on these models. It also means that societal risks from future extreme events may be greater than previously thought. Impact models projections are used in integrated assessments of climate change. Here the authors test systematically across many important systems, how well such impact models capture the impacts of extreme climate conditions.
Le analisi più recenti sulle sequenze di caldo in Francia mostrano che ogni singola ondata può essere resa molto più probabile dal cambiamento climatico, ma la frequenza ravvicinata di più episodi pone una domanda ulteriore. Non basta chiedersi quanto il riscaldamento globale abbia intensificato un evento: occorre capire se stia modificando anche la probabilità di configurazioni atmosferiche persistenti o ricorrenti. Gli scienziati stanno quindi confrontando dati osservati, rianalisi atmosferiche e grandi insiemi di simulazioni per separare il contributo termodinamico da quello dinamico.
lemonde.frLe conseguenze non dipendono soltanto dal picco raggiunto dai termometri. La durata, le notti molto calde, la siccità preesistente e la ripetizione degli episodi determinano la pressione su salute, agricoltura, risorse idriche ed ecosistemi. Un’estate con più ondate separate da pause brevi può lasciare meno tempo ai terreni, alle colture e alle persone per recuperare. Per questo le strategie di adattamento devono considerare non soltanto la temperatura massima prevista, ma anche la persistenza del blocco, l’umidità del suolo e la possibilità che il caldo torni dopo una fase apparentemente più fresca.
worldweatherattribution.orgIl punto centrale è che il riscaldamento globale prepara il terreno, mentre la circolazione atmosferica decide spesso dove e quando concentrare l’energia in eccesso. L’Europa occidentale sembra quindi esposta a una combinazione particolarmente efficace: una base climatica più calda, correnti meridionali più frequenti in alcune configurazioni, blocchi persistenti e feedback con suoli impoveriti d’acqua. L’interpretazione più prudente è che i modelli abbiano difficoltà a riprodurre l’interazione tra questi fattori, non che esista una sola anomalia capace di spiegare tutto.
doi.orgOver the period 1979-2022, European surface air temperatures warmed around three times as fast as the global mean temperatures in both winter and summer. Here we define “excess” European warming as the difference between the rate of European regional warming and the rate of global warming and investigate the causes. Using a simple observation-based method, we estimate that around 40% ± 39% (in winter) and 29% ± 10% (in summer) of excess European warming is “dynamical” - attributable to changes in atmospheric circulation. We show that the rate of European warming simulated in CMIP6 models compares well with the observations, but only because these models warm too fast in the global mean; excess European warming is underestimated, particularly in winter. The CMIP6 models simulate well the magnitude of the thermodynamic component of excess European warming since 1979 in both winter and summer, they suggest only a weak dynamical contribution in the multi-model mean. The models suggest greenhouse gas-induced warming made the largest contribution to excess thermodynamic warming in winter, whereas changes in anthropogenic aerosols made the largest contribution in summer. They also imply a substantially reduced future rate of excess European warming in summer. However, the failure of current models to simulate observed circulation trends (either as a forced response or as a combination of forced response and internal variability) also implies large uncertainty in future rates of European warming.
Nei prossimi anni sarà decisivo osservare se la maggiore frequenza dei blocchi atmosferici sull’Europa occidentale emergerà in modo robusto dalle serie storiche e dalle nuove generazioni di modelli. Dovranno essere valutati anche il comportamento della corrente a getto, i contrasti termici tra Artico e medie latitudini, le temperature oceaniche e l’umidità del terreno all’inizio dell’estate. Se questi segnali continueranno a presentarsi insieme, le proiezioni regionali potrebbero richiedere correzioni verso estremi più intensi e persistenti. Al momento, però, la scienza consente di descrivere un rischio crescente e una discrepanza da approfondire, non di fissare una regola deterministica per ogni futura estate.
link.springer.comClimate Dynamics - The increasing frequency of summer extreme temperatures in Europe has been attributed to atmospheric and thermodynamic changes, alongside their interaction. However, the role of...
La difficoltà di simulare perfettamente la dinamica non riduce l’utilità delle previsioni, ma impone di usarle con una lettura probabilistica. Per la protezione della popolazione contano sistemi capaci di integrare previsioni meteorologiche, indicatori di siccità, temperature notturne e vulnerabilità sanitaria. Anche la pianificazione agricola e idrica dovrebbe basarsi su scenari multipli, perché la stessa stagione può alternare piogge intense e fasi di caldo persistente. Il margine d’incertezza resta significativo, ma non giustifica l’attesa: le osservazioni già disponibili indicano che gli estremi occidentali stanno cambiando più rapidamente di quanto molti modelli abbiano rappresentato.
La risposta alla domanda iniziale è dunque composita. Le ondate di calore aumentano perché il pianeta si riscalda, ma in Francia e nell’Europa occidentale il segnale viene amplificato da configurazioni atmosferiche persistenti e da condizioni superficiali sempre più secche. La ricerca sta cercando di capire quanto questi meccanismi siano legati al cambiamento climatico e quanto dipendano dalla variabilità naturale. Nel frattempo, il dato osservativo più solido è già sufficiente per aggiornare la valutazione del rischio: gli estremi di calore non stanno semplicemente diventando più caldi, ma anche più difficili da prevedere con gli strumenti del passato.
La discrepanza tra modelli e osservazioni va interpretata come un avvertimento metodologico. Il riscaldamento medio è relativamente semplice da riconoscere, mentre gli estremi dipendono dalla combinazione di processi che agiscono su scale diverse: circolazione atmosferica, umidità del suolo, oceani e persistenza delle alte pressioni. Quando questi fattori si sommano, il risultato può superare quello atteso dalla sola variazione della temperatura media. L’elemento più importante non è quindi cercare un unico responsabile, ma migliorare la rappresentazione delle interazioni regionali che trasformano un’estate calda in una sequenza eccezionale.
Lo scenario futuro dipenderà sia dall’evoluzione delle emissioni sia dalla risposta della circolazione atmosferica. Non è ancora possibile stabilire se la ricorrenza dei blocchi osservata negli ultimi anni rappresenti una nuova tendenza stabile o una fase di variabilità particolarmente favorevole al caldo. Saranno determinanti le prossime ricostruzioni climatiche, gli ensemble ad alta risoluzione e il monitoraggio coordinato di getto, Artico, oceani e suoli. In ogni caso, la pianificazione dovrà considerare eventi più persistenti e ravvicinati, mantenendo distinta la previsione meteorologica di breve periodo dall’analisi climatica di lungo termine.
