Nell’ambito del progetto europeo CAFE (Forecasting of sub-seasonal Extremes) si stanno studiando strategie innovative, basate sugli schemi di circolazione a scala sinottica, che promettono un miglioramento della previsione di eventi estremi a scadenza sub-stagionale (2-4 settimane).
Nel contesto dei cambiamenti climatici in corso, le ondate di caldo si stanno facendo più frequenti e intense. L’estate appena trascorsa ne è un esempio preoccupante, con la soglia dei 40 °C superata per la prima volta nel sud dell’Inghilterra.
Il ricercatore Emmanuel Rouges, in collaborazione con Laura Ferranti (ECMWF) e Holger Kantz (professore all’Istituto Max Planck per la fisica dei sistemi complessi), si è concentrato sull’identificazione delle condizioni generali alla base delle ondate di caldo. L’idea è basata sul fatto che i modelli numerici, a scadenza sub-stagionale, sono in grado di prevedere questi schemi di circolazione a grande scala in modo più affidabile rispetto ai valori di temperatura al suolo.
Il primo passo è quello di analizzare gli eventi del passato e di raggrupparli (“cluster”) in base alla circolazione atmosferica che li ha causati. In questo modo si riescono ad indentificare i principali tipi di ondata di caldo europei. Ogni tipo è caratterizzato da un modello di circolazione distintivo, con un grande anticiclone situato sopra la regione dell'ondata di caldo (Figura 1) che persiste per 5 o più giorni.
Il secondo passo è di stabilire se la previsione attuale è comparabile con uno degli schemi identificati, segnalando una possibile imminente situazione di caldo estremo.
La ricerca ha anche cercato di identificare altri parametri promettenti per la previsione a scala sub-stagionale, come l’umidità del suolo o la convezione tropicale. Soprattutto quest’ultima è risultata promettente per alcuni tipi di ondate di caldo sulla Russia, permettendo una previsione più affidabile.
Per quantificare i potenziali miglioramenti di questo metodo, sono stati analizzati 20 anni di previsioni, confrontando il metodo diretto (previsione della temperatura al suolo) con quello basato sugli schemi di circolazione. Il grafico in fig. 2 conferma che quest’ultimo è più affidabile a partire dal 10° giorno e permette di avere una previsione utilizzabile per un’ulteriore settimana circa.
Le disastrose alluvioni che nel 2021 hanno toccato soprattutto la Germania sono un esempio dell’importanza di avere previsioni affidabili a scadenze sub-stagionali. Seguendo un approccio simile a quello per le ondate di caldo, il ricercatore Nikolaos Mastrantonas e i suoi collaboratori hanno approfondito alcune metodologie per la previsione delle precipitazioni estreme nella regione del Mediterraneo.
Come per le ondate di caldo, questo metodo permette di aggiungere 3-4 giorni alla prevedibilità delle precipitazioni estreme. Alle scadenze più ravvicinate (fino a 10 giorni circa) restano in ogni caso più affidabili le previsioni “tradizionali” del parametro d’interesse (temperatura, precipitazione, …).
Sempre nell’ambito del progetto CAFE, altri ricercatori sono tuttora al lavoro su temi correlati, ad esempio sulle previsioni di El Niño Southern Oscillation (ENSO) o Madden-Julian Oscillation (MJO).
Maggiori dettagli si possono leggere in questo articolo (ECMWF) e sul sito del progetto CAFE.
Ai meteorologi in carne ed ossa non può che far piacere il veder applicato, in fondo, lo stesso metodo usato per le previsioni "alla vecchia maniera": quando i modelli numerici, a causa delle limitate capacità dei calcolatori, non erano ancora in grado di fornire dettagli a scala locale, ci si basava sulla meteorologia sinottica (a grande scala), sull'esperienza passata in situazioni simili e su regole empiriche.