Cosa accadrà nella prossima stagione? (SPOILER!)

14 Febbraio 2018

Per molti di noi è ormai un rito quotidiano controllare le previsioni meteo, attraverso il nostro smartphone o, per i più nostalgici, sfogliando le pagine di un buon vecchio giornale. In questo modo possiamo sapere in anticipo, seppur con un certo margine di errore, se uscire di casa con l’ombrello, o se programmare una grigliata per il fine settimana. Le classiche previsioni meteorologiche infatti si occupano di predire le condizioni dell’atmosfera nell’arco temporale di qualche giorno, e sappiamo per esperienza che – in barba alle nostre vacanze – non è molto utile guardarle con settimane e settimane di anticipo. Com’è possibile allora che esistano delle previsioni stagionali?

 

Fonte: xkcd.com

Prima di gridare alla truffa, è necessario specificare cosa si intende con questo termine: una previsione stagionale cerca di fornire una stima generale di quello che sarà il carattere medio dell’atmosfera nell’arco dei mesi successivi, solitamente in termini di alcune grandezze di particolare impatto come temperatura e precipitazioni. L’intento cioè non è quello di affermare che «il 15 agosto a Trieste ci sarà brutto tempo e pioverà fino alle 22», ma di poter descrivere “a grandi linee” se, ad esempio,  l’estate che ci aspetta sarà più secca o più calda, in una certa area, rispetto a quelle che sono le sue caratteristiche medie; o meglio, rispetto alla sua climatologia, cioè ai valori di temperatura, precipitazione, etc. in quella stagione, mediati su un periodo di almeno 30 anni. Più in generale, si tratta di cercare di capire come cambia la probabilità di una certa condizione o di un certo evento (come un inverno senza neve) rispetto alle condizioni “normali”.
È quindi chiaro che si tratta di qualcosa di molto diverso dalle previsioni meteorologiche; come avevamo già accennato in un precedente articolo, per sapere cosa accadrà la prossima estate, o tra qualche anno, non è sufficiente inserire i dati di oggi in un modello atmosferico, e lasciare che il computer faccia i conti per noi: il carattere intrinsecamente caotico dell’atmosfera farà sì che una previsione ottenuta in questo modo non sia molto diversa dal tirare a indovinare!

Per questo, per le previsioni stagionali è necessario un approccio differente. In questo caso, ci vengono in aiuto quelle componenti lente del sistema Terra che sono in grado di influenzare l’atmosfera su scale temporali lunghe. Se l’atmosfera tende a sviluppare dei cambiamenti molto rapidi, che fanno sì che si “dimentichi” il suo stato precedente nel giro di pochi giorni, altri elementi hanno un’evoluzione lenta che permette loro di avere una memoria molto più lunga, di mesi o anche anni: interagendo con l’atmosfera possono in un certo modo “trasmetterle” questa memoria.

Un esempio di applicazione pratica delle previsioni stagionali è sicuramente l’ambito agricolo, con la possibilità di prendere eventuali contromisure, come una oculata gestione idrica nel caso della siccità, ma anche di avere una stima di produzione e costi a medio termine. (foto: Bob Nichols)

L’esempio più importante è costituito dai mari e dagli oceani, ed in particolare dalle loro temperature superficiali. L’atmosfera infatti scambia continuamente calore, energia e materia – pensiamo all’anidride carbonica e al vapore acqueo! –  con la superficie degli oceani, e i due sistemi si influenzano a vicenda (vi ricordate l’articolo sul Niño e la Niña?). L’oceano però è sostanzialmente un’enorme massa d’acqua, che ha capacità termica molto maggiore di quello dell’aria, il che significa che è molto più “difficile” raffreddarla o riscaldarla; per questo è una componente che, come abbiamo anticipato, ha un’evoluzione più lenta di quella dell’aria: il suo impatto sull’atmosfera può quindi essere apprezzato a medio-lungo termine.
Allora, se siamo abbastanza bravi, possiamo prevedere il comportamento delle temperature superficiali marine su una scala temporale molto più lunga dei pochi giorni che ci concede l’atmosfera; e se riusciamo a capire come queste influenzano esattamente l’atmosfera…. Bingo! Abbiamo tutti gli ingredienti che ci servono!

La storia naturalmente è molto più complicata di così: in primo luogo, ci sono altre componenti “lente” che possono esercitare un’influenza, come il ghiaccio marino ai poli, o la presenza di neve sulla superficie terrestre; ci sono poi altri fattori esterni, più o meno prevedibili, che possono avere un impatto sul clima per periodi medi e lunghi, come le eruzioni vulcaniche o le variazioni nell’attività solare. Inoltre, non solo prevedere l’andamento delle acque superficiali marine non è affatto semplice di per sé, ma le cose si complicano ulteriormente quando è l’ora di mettere davvero insieme oceano e atmosfera. Alcune delle attuali previsioni vengono infatti realizzate con cosiddetti modelli “accoppiati”, che cercano di simulare contemporaneamente il comportamento di questi due sistemi, con continui scambi di informazione reciproci; se poi aggiungiamo anche i ghiacci marini, la presenza di neve al suolo, etc, potete immaginare quanto velocemente possa crescere il numero di incertezze ed errori!

Altri metodi consistono nel basarsi su modelli esclusivamente atmosferici o, ancora, nell’uso di analisi statistiche e relazioni empiriche: ad esempio, osservazioni che mostrano come l’aumento di temperatura in un determinato luogo sia accompagnato dall’aumento delle precipitazioni in un altro, anche molto lontano.  Le attuali previsioni che, è importante sottolinearlo, sono in fase sperimentale e sono sostanzialmente a uso e consumo dei ricercatori (sebbene alcune siano pubblicamente accessibili), si basano generalmente su una combinazione di questi diversi approcci.

Delle previsioni così vaghe, rispetto a quelle meteorologiche, possono sembrare di scarsa rilevanza – specie nella vita di tutti i giorni – ma pensate alla loro utilità nell’ambito di agricoltura, industria, salute e gestione delle risorse, anche da parte dei governi. Purtroppo, l’approccio stagionale è ancora una branca relativamente giovane, e l’affidabilità di questo tipo di pronostici è attualmente piuttosto bassa. Ma nonostante esistano dei limiti fisici e teorici che ci impediranno sempre di ottenere delle previsioni perfette, lo sviluppo di modelli computazionali sempre più avanzati, e la comprensione crescente delle dinamiche in gioco a queste scale, lascia spazio ad ampi margini di miglioramento e rende questa linea di ricerca di estremo interesse e attualità.

Link interessanti:
Come viene fatta una previsione meteorologica?
Previsioni a lungo termine dell’Arpa Emilia-Romagna – Un esempio del tipo di informazioni, piuttosto generico, che possono fornire al momento le previsioni stagionali. Vi invitiamo a leggere anche le “note sulle previsioni”.
What is a seasonal prediction?
ECMWF  SEAS5 User guide, Capitolo 1: Introduction to seasonal forecasting.

 

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