Lettura: Le sfide di oggi e domani della scienza atmosferica

Un paio di giorni fa mi sono imbattuto in un articolo molto interessante pubblicato su Frontiers. Si parla di 12 aree tematiche, tutte inerenti le scienze atmosferiche, descrivendone lo stato dell’arte e le necessità di approfondimento. Il fine è naturalmente quello di migliorare il livello di conoscenza del comportamento dell’atmosfera e delle sue interazioni con le altre componenti del sistema. Qui sotto, il tweet di Roger Pielke Sr con i link necessari.

Valuable summary of fundamental problems with regional climate projections http://t.co/kwzxBdQuvL

— Roger A. Pielke Sr (@RogerAPielkeSr) 21 Luglio 2014

Oltre ad essere un efficace strumento di divulgazione, l’articolo mette in risalto il problema delle proiezioni climatiche a scala regionale, delle quali si continua a sentir parlare malgrado sia noto a tutti quelli che se ne occupano che sono attualmente del tutto inaffidabili, più di quanto non lo siano quelle a più ampia scala spaziale.

Per esempio, soltanto ieri abbiamo parlato del poster messo a punto dallo UK Met Office che incrocia dati climatici e dati socio-economici con un focus particolare proprio sulla scala regionale, partendo dall’ipotesi del futuro aumento della temperatura media superficiale del pianeta a scala globale.

Dodici grandi sfide quindi, che vi riporto sommariamente qui di seguito raccomandandovi però di andarle a leggere nel dettaglio perché ne vale la pena:

1. Data assimilation – Il tema della conoscenza dello stato iniziale del sistema è di primaria importanza. L’incredibile progresso tecnologico degli ultimi decenni ha dato un impulso sostanziale all’analisi dei processi, ma molto deve ancora essere fatto, per esempio con riferimento all’integrazione delle osservazioni satellitari nelle analisi.
2. I processi atmosferici alla scala locale – Pensate alle aree urbane in continua espansione, ai microclimi da esse generati ed all’innesco di processi che si attivano a scala locale ma di fatto hanno impatto su aree densamente popolate. Ad oggi, le previsioni numeriche non sono in grado di rappresentarli e non è pensabile non tenerne conto.
3. La chimica dell’inquinamento atmosferico – Ancora alla scala locale ma non solo. Dalle aree urbane, fonte di particolato di ogni genere, allo sviluppo su scala sempre più vasta del ricorso alla combustione di biomassa. Tutti fattori che influiscono direttamente sui processi atmosferici.
4. L’interazione tra le nubi e gli aerosol – E’ forse il punto più debole dei sistemi che tentano di rappresentare i processi atmosferici. I nuclei di condensazione, organici e inorganici, naturali o antropogenici, hanno un ruolo sostanziale nella fisica delle nubi, il fattore più evidente della complessa natura dei processi atmosferici ma anche quello più oscuro.
5. Le previsioni del tempo – L’esigenza della conoscenza nel breve periodo, gli enormi progressi fatti negli ultimi anni ma anche molti problemi ancora irrisolti, anche con riferimento ad aree previsionali di specifico interesse per alcuni settori, come ad esempio l’aviazione, che finiscono però per essere ovviamente determinanti per tutti.
6. Osservazioni da remoto per la meteorologia e per il clima – L’uso delle immagini satellitari, le serie storiche di osservazioni provenienti dai sensori a bordo dei satelliti ancora troppo corte e lo sviluppo di nuovi sensori per l’osservazione di fenomeni, per esempio quelli elettrici, dei quali la ricerca recente ha sottolineato l’importanza.
7. La parte atmosferica del Ciclo Idrologico – Il trasporto di vapore in atmosfera, gli eventi intensi ad esso eventualmente collegati, le zone di origine e di assorbimento del vapore, in pratica tutti i processi relativi all’elemento che di fatto svolge il ruolo primario di vettore di energia nel sistema atmosferico.
8. Interazioni di scala nelle simulazioni climatiche – Lo scambio multidirezionale di processi tra le diverse scale spaziali e temporali delle simulazioni, gli eventi a mesoscala che, specie nei tropici, interagiscono con i flussi a larga scala, elementi difficili da simulare che però risultano essere di primaria importanza.
9. Gli eventi estremi – I fenomeni atmosferici di maggiore impatto, di cui c’è stata abbondante cronaca negli ultimi tempi, sono spesso legati a pattern di larga scala, come la NAO o come le ondulazioni del getto polare. Le serie storiche sono brevi ed incomplete, e la ricerca deve proseguire al fine di migliorarne la qualità, anche e soprattutto nel contesto dei cambiamenti climatici.
10. L’influenza del Sole sul clima – Gli effetti delle dinamiche solari in alta atmosfera, l’interazione dell’attività solare con i flussi di particelle esterne al sistema e gli effetti sulla nucleazione e sulle precipitazioni, ambiti in cui il livello di conoscenza, pur in presenza di sforzi significativi, è ancora piuttosto basso. Tutto questo, eventualmente, assumerebbe maggiore importanza se il Sole passasse da quello che è stato definito Grand Maximum ad una modalità ascrivibile a quella del Minimo di Maunder.
11. Il clima e il tempo urbani – L’effetto isola di calore, la micrometeorologia urbana, la rappresentazione dei processi a scala meno che locale, aspetti di cui solo da pochi anni si è iniziato a tener conto nelle simulazioni numeriche. La tipicità delle aree urbane, gli aspetti legati al comportamento degli abitanti, fattori la cui analisi e simulazione è ancora pionieristica, pur nel contesto di un’influenza delle aree urbane sul microclima ormai nota da tempo e spesso sostanziale.
12. L’impoverimento dello strato di ozono e il suo recupero – I primi segnali di ripresa dello strato di ozono, la chimica dell’alta atmosfera. Come un clima in cambiamento possa influire sullo strato di ozono e come il recupero possa influire sul clima.

Tutto qua, si fa per dire. Ho volutamente tenuto al minimo le informazioni su ognuna di queste sfide di oggi e di domani. Il resto è qui, buona lettura.