Clima, come capire se un evento estremo è di origine umana

Come la scienza collega le ondate di calore al cambiamento climatico I modelli climatici permettono di prevedere l’evoluzione del clima nei prossimi decenni, ma come fanno gli scienziati a collegare eventi specifici come l’ondata di calore di questi giorni al riscaldamento globale? La risposta arriva da una disciplina relativamente nuova, la scienza dell’attribuzione, che analizza in tempo reale se e quanto gli eventi meteorologici estremi siano influenzati dai cambiamenti climatici.

Il clima «è un sistema caotico e la caratteristica dei sistemi caotici, come sappiamo anche grazie alle ricerche del premio Nobel Giorgio Parisi, è che oscillano tra stati non stabili e possono dare vita a situazioni diverse» ha spiegato Erika Coppola. Ma questo non significa che siano imprevedibili, anzi: i modelli climatici permettono di capire come evolverà il clima, ovvero come sarà l’andamento di quella linea oscillante nei prossimi decenni.

La scienza dell’attribuzione

La scienza dell’attribuzione funziona confrontando gli eventi meteorologici attuali con la statistica del clima passato. «Il modo migliore per definire il clima di una regione è attraverso la statistica degli eventi meteorologici che normalmente accadono in quella regione» ha spiegato Coppola. Gli scienziati raccolgono tutti i dati meteorologici disponibili, dall’inizio del Novecento a oggi, e costruiscono una statistica degli eventi: temperature medie delle ondate di calore, durata, intensità. Quando si verifica un evento che esce dalla normalità statistica – per esempio un’ondata di calore con temperature 5 gradi più alte del passato – «quest’evento non appartiene alla statistica naturale di quella regione» ed è possibile analizzarlo con tecniche matematiche e statistiche per verificare quanto sia stato influenzato dal riscaldamento globale.

«È già stato fatto uno studio sui primi giorni dell’ondata di calore di fine giugno» ha spiegato Coppola. «Questo studio ha concluso che questo evento è stato influenzato dal cambiamento climatico di origine umana, mentre la variabilità climatica naturale ha probabilmente giocato un ruolo minore». Le naturali oscillazioni della temperatura possono portare ad avere un’ondata di calore, ma non così intensa.

I modelli climatici

I modelli climatici sono analoghi a quelli usati per le previsioni meteorologiche. «La differenza è che i modelli climatici simulano l’evoluzione degli eventi meteorologici non per una o due settimane, ma per scale temporali di centinaia di anni». Per farlo devono tenere conto di aspetti che non servono nella meteorologia a breve termine: come cambierà la concentrazione dei cosiddetti gas climalteranti, quelle sostanze come la CO₂, il metano e il protossido di azoto che intrappolano il calore nell’atmosfera.

«Teniamo conto dei fattori naturali, come la variazione dell’attività solare o le possibili eruzioni vulcaniche, e di quelli di origine umana, a seconda dei vari scenari» ha spiegato Coppola. Gli scenari vanno dalle emissioni uguali o superiori a quelle attuali a riduzioni più o meno marcate, permettendo di valutare diversi futuri possibili.

L’affidabilità di questi modelli è spesso contestata nell’ambito di campagne di disinformazione, ma è lecito chiedersi come sia possibile verificare l’affidabilità di previsioni che guardano a centinaia di anni. La risposta è semplice: guardando al passato. I modelli «prima di essere usati per una proiezione futura vengono validati con un esercizio di evoluzione del passato».

In pratica si prende il modello e lo si carica con i dati delle emissioni dal 1900 ai nostri giorni, confrontando le temperature previste con quelle effettivamente misurate. I modelli devono inoltre essere in grado di valutare gli effetti di eventi come l’enorme eruzione del vulcano Pinatubo, avvenuta nel 1991, che causò un temporaneo raffreddamento globale. Solo i modelli che si sono dimostrati «capaci di rappresentare l’evoluzione naturale del clima e il riscaldamento osservato fino a oggi» sono considerati affidabili.

Il principio fondamentale che garantisce l’affidabilità delle proiezioni climatiche è la costanza delle leggi fisiche. «Quando tutti questi modelli vengono validati, si assume che, siccome la fisica non cambia, il futuro secondo lo scenario utilizzato provocherà dei meccanismi di feedback attendibili quanto lo sono stati nel passato».