Modellazione del clima
Il nostro sistema climatico è guidato da una serie di cosiddetti driver (o forzanti) climatici. Il più importante di questi elementi propulsori è il sole, principale fonte di energia per il sistema climatico della Terra. Ad esso si aggiungono altre unità di comando che comprendono ad esempio i gas serra, con l'effetto del riscaldamento climatico, oppure gli aerosol, sia di origine naturale che antropica, con la loro azione prevalentemente rinfrescante. L'andamento del clima, l'alternarsi di ere glaciali e periodi caldi, nasce dalla combinazione di diversi forzanti climatici.
Al momento stiamo assistendo a un aumento della temperatura media globale, pur con notevoli differenze a livello regionale. Studiosi ed esperti ritengono che una parte di questo incremento globale della temperatura sia da ricondurre all'attività dell'Uomo, in particolare all'emissione di gas ad effetto serra, anidride carbonica o metano, ma anche alle consistenti modifiche intervenute negli ultimi secoli nell'uso del suolo (IPCC AR5 2013). Rispetto al grado di incidenza di questo fattore, tuttavia, le opinioni restano divergenti. È ipotizzabile comunque che le temperature continueranno a crescere anche nel corso del XXI secolo. Per la nostra società è importante riuscire a stimare i cambiamenti che negli anni e decenni a venire potranno delinearsi nell'ambito del sistema climatico in generale e, in particolare, per effetto dell'intervento umano.
Lo strumento utilizzato per la simulazione dei possibili scenari climatici futuri è dato dai cosiddetti "modelli climatici globali" (Global Climate Models, GCM). Si tratta di modelli matematici che simulano in formato digitale i processi che interessano l'atmosfera. I primi GCM erano meri modelli atmosferici con i quali si cercava di simulare correttamente la circolazione generale dell'atmosfera (la sigla GCM venne per questo utilizzata anche per indicare il General Circulation Model). Nelle ultime generazioni di GCM la componente atmosferica è abbinata a modelli oceanici, modelli di scudo glaciale, della vegetazione e della superficie terrestre. Ci cerca in questo modo di ricostruire nella maniera più completa possibile i processi del sistema terrestre, non parlando dunque più di GCM in senso stretto, bensì dei cosiddetti "modelli del sistema terrestre".
Nei GCM conformi allo stato dell'arte la superficie terrestre viene suddivisa in un reticolo con maglie di 200-100 km, talvolta anche più strette. L'atmosfera, ma anche l'oceano, vengono inoltre suddivisi in 20-40 strati verticali. Nel reticolo tridimensionale che ne deriva, i processi di rilievo per l'atmosfera, come la circolazione dei venti, la formazione di nubi e di precipitazioni, i trasferimenti di energia e tutti i processi di scambio in atto fra superficie terrestre, oceanica e vegetazione, vengono calcolati con l'ausilio di equazioni matematiche al ritmo di alcuni minuti. Il risultato di questi calcoli dovrebbe essere un'approssimazione realistica dei processi che interessano il sistema terrestre.
Come osservato, i modelli climatici globali funzionano con maglie reticolari di passo 100-200 km. Soprattutto per le regioni montane come l'arco alpino, con la sua topografia complessa e microframmentata, questa risoluzione orizzontale non è sufficiente a simulare tutti i processi di rilievo nel sistema climatico. Già la sola rappresentazione fatta delle altimetrie topografiche delle Alpi, con altitudini massime di poco superiori ai 1000 m s.l.m. nei GCM a maglie grosse, evidenzia questa realtà delle cose. Per risolvere il problema si ricorre a modelli climatici regionali (RCM), che si basano solo su una determinata zona della superficie terrestre, ad esempio sull'arco alpino, e presentano una risoluzione spaziale, di alcuni chilometri, nettamente superiore. Ai margini della zona interessata dal modello, il modello RCM si arricchisce di dati sull'intensità e la direzione del vento, sull'umidità dell'aria e la temperatura provenienti da un GCM a minore risoluzione, simulando infine il clima dell'area di indagine con una risoluzione spaziale maggiore.
In questo progetto si utilizzano i risultati della simulazione del modello climatico regionale CCLM e lo scenario di emissioni A1B. Informazioni sulla modellazione climatica e sull'incertezza sono disponibili sui siti web dell'IPCC e APCC.
Bibliografia:
IPCC AR5 (2013) Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (Hrsg.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pages.