Le precipitazioni estreme di breve durata, ovvero quelle molto intense che sviluppano enormi quantità di pioggia nell'arco di pochi minuti o al massimo un’ora, stanno diventando sempre più intense in tutto il mondo a causa dei cambiamenti climatici. In futuro questo tipo di eventi saranno verosimilmente più frequenti ma è molto difficile stimare la probabilità degli eventi più estremi, come le tempeste definite “centenarie” perché hanno un intervallo medio di ricorrenza di un secolo. Hanno cioè solo l’1% di probabilità di verificarsi in un dato anno.

I metodi tradizionali utilizzati per stimare la frequenza degli eventi estremi di precipitazione non sono sufficientemente efficaci in uno scenario mutevole e in rapido cambiamento. Un altro limite deriva dal fatto che in molte aree del mondo i dati storici sulle precipitazioni presentano numerose lacune. Tutto questo può comportare dei rischi per le nostre società perché significa che la costruzione di infrastrutture, come dighe o argini, e più in generale, la pianificazione del territorio si basano su statistiche non adeguate.

Nella scienza delle precipitazioni di breve durata un punto di riferimento è stato il riconoscimento di “relazioni di scala” tra le precipitazioni intense e la temperatura vicino alla superficie. Secondo la nota equazione di Clausius-Clapeyron, per ogni aumento di temperatura di 1°C, l’atmosfera aumenta del 7% circa la propria capacità di trattenere acqua. Tuttavia, quando l'atmosfera si riscalda le piogge che ne derivano possono essere maggiori - a volte anche di molto - rispetto a quanto possa essere spiegato dal solo aumento del vapore acqueo. Questo super-CC scaling si mantiene fino a quando non si raggiungono temperature dell'aria molto elevate, superiori a 20-25 °C, oltre alle quali le precipitazioni estreme sembrano diminuire.

Riconoscendo il valore di queste relazioni di scala per l'analisi della frequenza delle precipitazioni, uno studio guidato da Francesco Marra, ricercatore del Dipartimento di Geoscienze dell’Università di Padova e condotto in collaborazione con il Dipartimento di Scienze Statistiche dello stesso Ateneo e con l’Università di Losanna, ha introdotto un modello dipendente dalla temperatura per l'analisi della frequenza delle precipitazioni di breve durata future. Il modello, chiamato TENAX, (TEmperature-dependent Non-Asymptotic statistical model for eXtreme return levels), ha utilizzato i dati di diverse stazioni meteorologiche in Svizzera: i risultati, contenuti in un articolo pubblicato sulla rivista Hydrology and Earth System Sciences, mostrano che il modello può potenzialmente essere utilizzato per valutare i cambiamenti nelle precipitazioni estreme sub-orarie in modo più semplice, accurato e credibile di quanto sia attualmente possibile.

“Con il modello TENAX è possibile proiettare gli estremi pluviometrici sub-orari a diversi livelli di probabilità, basandosi sulle osservazioni passate e sulle proiezioni su scala giornaliera dei modelli climatici”, ha concluso al riguardo Francesco Marra aggiungendo che il modello sarà adesso applicato anche a nuovi studi che riguardano l’interno arco alpino.

Lo studio “Predicting extreme sub-hourly precipitation intensification based on temperature shifts” è stato condotto nell’ambito del progetto di eccellenza “Le Geoscienze per lo sviluppo sostenibile” 2023-2027.

PRESS INFORMATION:

TITOLO: Predicting extreme sub-hourly precipitation intensification based on temperature shifts

LINK ALLA RICERCA: https://hess.copernicus.org/articles/28/375/2024/#section6

DOI: 10.5194/hess-28-375-2024

AUTORI: Francesco Marra, Marika Koukoula, Antonio Canale, Nadav Peleg (2024)