Uno studio rivela come la siccità possa limitare le precipitazioni causate da tifoni e cicloni tropicali

L'aumento delle temperature permette all'atmosfera di trattenere più umidità, il che, combinato con tempeste più intense, dovrebbe teoricamente portare a precipitazioni più distruttive. Tuttavia, analizzando le proiezioni dei modelli climatici, i ricercatori si imbattono in un fenomeno enigmatico.

Le precipitazioni associate ai cicloni tropicali sono determinate dall'intensità della tempesta, dall'umidità atmosferica e dall'efficienza con cui tale umidità si trasforma in pioggia. Illustrazione a scopo puramente concettuale.

Nel contesto del riscaldamento globale, gli scienziati hanno previsto che i cicloni tropicali (inclusi tifoni e uragani) porteranno precipitazioni più intense e frequenti.

La fisica alla base di questo fenomeno sembra intuitiva: l'aumento delle temperature permette all'atmosfera di trattenere più umidità, il che, combinato con l'intensificarsi delle tempeste, dovrebbe, in teoria, innescare piogge torrenziali più distruttive.

Tuttavia, analizzando le proiezioni dei modelli climatici, i ricercatori si imbattono in un fenomeno enigmatico: alcuni modelli prevedono aumenti delle precipitazioni molto inferiori a quelli che la sola termodinamica permetterebbe di stimare.

Questa incertezza ha a lungo ostacolato la capacità della comunità scientifica di prevedere con precisione le future precipitazioni causate dai cicloni tropicali e di valutare i rischi di alluvione ad esse associati.

Recentemente, un nuovo studio condotto dall'Università di Hong Kong (HKU) e dall'Imperial College di Londra (ICL) ha svelato un tassello fondamentale mancante del puzzle: l'aumento dell'aridità atmosferica. Pubblicato su Nature Geoscience, lo studio rivela che, sebbene un'atmosfera più calda possa trattenere più umidità, diventa anche più secca, sopprimendo le precipitazioni e agendo da freno alle piogge generate dai cicloni tropicali.

L'aumento della desaturazione atmosferica ostacola la formazione delle nuvole e accelera l'evaporazione

Il team ha osservato che la chiave risiede in un meccanismo fisico noto come "deficit di saturazione della colonna d'aria". La differenza tra la quantità effettiva di vapore acqueo nell'atmosfera e il suo livello di saturazione completa (la soglia per le precipitazioni). La pioggia si verifica tipicamente quando il vapore acqueo si condensa in goccioline di nuvola, si aggrega in gocce di pioggia e cade al suolo.

Tuttavia, in un clima più caldo, la capacità dell'atmosfera di trattenere l'umidità aumenta esponenzialmente. Di conseguenza, anche se l'umidità relativa rimane costante, la differenza dalla "saturazione completa" aumenta significativamente, il che significa che l'aria diventa sostanzialmente più secca. Questa secchezza può innescare due effetti:

- Evaporazione prima dell'atterraggio: le gocce di pioggia che si condensano ad alta quota durante un tifone evaporano rapidamente nell'aria secca della troposfera inferiore e media mentre scendono, impedendo loro di raggiungere il suolo.

- Inibizione della condensazione: l'aria secca proveniente dall'ambiente circostante, aspirata dalla corrente ascensionale del tifone, diluisce l'umidità, sopprimendo la formazione di nubi e pioggia alla sua origine.

Questo effetto limitante della secchezza atmosferica è sufficientemente potente da contrastare l'aumento delle precipitazioni causato dall'intensificarsi delle tempeste. Ciò fornisce una solida spiegazione fisica del perché molti modelli climatici prevedano aumenti delle precipitazioni costantemente inferiori rispetto ai calcoli teorici tradizionali.

Pionieri in un “Quadro di valutazione unificato”

Lo studio propone anche un quadro unificato per la comprensione delle precipitazioni associate ai cicloni tropicali. Dimostra che le precipitazioni dipendono non solo dall'intensità della tempesta e dalla quantità di vapore acqueo nell'atmosfera, ma anche dall'efficienza delle precipitazioni: ovvero, da quanto efficacemente l'umidità viene convertita in pioggia.

Due effetti opposti in un clima in riscaldamento influenzano questa efficienza: l'aumento dell'intensità delle tempeste tende ad incrementarla, mentre l'aumento della secchezza atmosferica tende a ridurla.

Sebbene la secchezza atmosferica predomini in alcuni modelli climatici, questo quadro non esclude un aumento dell'efficienza delle precipitazioni qualora l'intensificazione futura delle tempeste superi l'effetto di riduzione della secchezza atmosferica.

I risultati potrebbero avere importanti implicazioni pratiche. Per le comunità costiere, i responsabili della gestione delle emergenze e i pianificatori delle infrastrutture, proiezioni più accurate delle precipitazioni derivanti da futuri uragani e tifoni sono fondamentali per la protezione dalle inondazioni, la pianificazione delle evacuazioni e la resilienza climatica.

Lo studio propone anche un quadro unificato per la comprensione delle precipitazioni associate ai cicloni tropicali.

Tenendo conto dell'effetto della secchezza atmosferica, il nuovo quadro potrebbe migliorare le valutazioni delle precipitazioni e del rischio di inondazioni e supportare una pianificazione dell'adattamento climatico più informata.

Lo studio rileva inoltre che i modelli climatici globali non riescono a cogliere appieno alcuni processi su piccola scala. Pertanto, saranno necessarie future simulazioni ad alta risoluzione per affinare le proiezioni.

Ciononostante, numerosi set di dati e modelli mostrano in modo coerente che l'aumento dell'aridità atmosferica riduce l'efficienza delle precipitazioni. Questa forte correlazione negativa sottolinea che l'aridità atmosferica è un vincolo termodinamico critico che deve essere incorporato nelle future proiezioni climatiche.

Fuente: Facultad de Ciencias, Universidad de Hong Kong

Riferimento della notizia

Chen, J., Toumi, R. & Xi. Future tropical cyclone rainfall constrained by increased atmospheric dryness. Nat. Geosci.