Perché le precipitazioni saranno più intense nella regione Euro-Mediterranea
Nel precedente post abbiamo visto come nella zona Euro-Mediterranea i modelli utilizzati da numerosi centri di ricerca prevedono in uno scenario ad alte emissioni l’aumento della frequenza e entità degli eventi di precipitazioni molto intense, rappresentate dallo “stiramento” della coda della distribuzione della precipitazione.
Questa proiezioni sono consistenti con l’aumento della capacità dell’atmosfera di trattenere acqua, definito dall’equazione di Clausius–Clapeyron. Questa relazione permette di stabilire la quantità di acqua che può essere presente in un volume d’aria in funzione dal valore di temperatura, ed è particolarmente rilevante per gli eventi intensi di precipitazione (Tebaldi et al. 2006, Giorgi et al. 2011), quelli che più di tutti tendono a svuotare la colonna d’acqua disponibile in atmosfera (Allen and Ingram 2002, Allan and Soden 2008). Secondo l’equazione di Clausius-Clapeyron, per ogni aumento di temperatura di 1oC, l’atmosfera aumenta la propria capacità di trattenere acqua del 7%.
Nel lavoro presentato nel precedente post, la differenza tra il 99mo percentile ed il 90mo percentile (99p-90p) della precipitazione giornaliera ottenuta dalle simulazioni CMIP5 viene utilizzata per quantificare le potenziali variazioni nella larghezza della parte destra della distribuzione di precipitazione (ovvero del range di valori che possono essere attribuiti ad un evento di precipitazione intensa) in uno scenario di clima futuro per la fine del ventunesimo secolo.
É noto infatti che l’aumento del vapore d’acqua disponibile in atmosfera é associato ad un aumento degli eventi intensi di precipitazione in un clima più caldo (O’Gorman and Schneider 2009, Pall et al. 2007). La maggior disponibilità di acqua alla fine del ventunesimo secolo é confermata nei risultati CMIP5 calcolando l’integrale verticale della quantità di acqua disponibile (WCONT, vedi figura).
Contenuto di acqua disponibile (WCONT), integrato verticalmente lungo la colonna d’aria durante il periodo 1966-2005 (pannelli di sinistra) e aumento nel periodo 2061-2100 rispetto al periodo 1966-2005, come ottenuto mediante I modelli CMIP5. I pannelli superiori si riferiscono all’inverno, quelli inferiori all’estate. L’unità di misura é kg/m2.
In prima approssimazione, assumendo costante l’efficienza di precipitazione (frazione di precipitazione rispetto alla acqua disponibile WCONT), gli autori associano l’aumento futuro nella larghezza della coda destra della distribuzione di precipitazione all’aumento di acqua disponibile nella colonna d’aria sovrastante. Ovviamente variazioni nella circolazione generale (Kunkel et al. 1999) possono alterare le statistica degli eventi intensi di precipitazione, ma questa componente non é qui considerata.
L’immagine di una regione Euro-Mediterranea soggetta all’intensificazione degli eventi intensi di pioggia sembra delinearsi per la fine del ventunesimo secolo, quantomeno seguendo lo scenario RCP8.5 in cui si considera un incremento incessante dei gas serra in atmosfera. Quanto sopra descritto è in linea con le proiezioni per gli eventi estremi, su scala globale, commentate nel Quinto Rapporto sul clima dell’IPCC recentemente pubblicato: viene infatti evidenziata l’alta fiducia (“high confidence”) nell’affermare che gli eventi estremi di precipitazione aumenteranno con il riscaldamento, con un tasso di crescita ben superiore a quello che si registrerà per la precipitazione media. Di conseguenza, in corrispondenza della maggior parte delle terre emerse alle medie latitudini e sulle regioni umide tropicali, gli eventi estremi di precipitazione saranno molto probabilmente (“very likely”) più intensi e frequenti in un mondo più caldo (si veda la tabella SPM.1).
Riferimenti bibliografici
-Allan R.P., Soden B.J, 2008: Atmospheric Warming and the Amplification of Precipitation Extremes. Science. (321): 1481-1484.
-Allen M. R., Ingram W. J. , 2002: Constraints on the future changes in climate and the hydrological cycle. Nature, 419, 224–232.
-Giorgi F., Im E.-S., Coppola E. ,Diffenbaugh N. S., Gao X. J. ,Mariotti L., Shi Y. , 2011: Higher Hydroclimatic Intensity with Global Warming. J. Climate, 24, 5309–5324.
-Kunkel K. E., Pielke R. Jr. and Changnon S. A., 1999: Temporal fluctuations in weather and climate extremes that cause economic and human health impacts: A review. Bull. Am. Met. Soc. 80,1077–1098.
-O’Gorman P.A. , Schneider T. , 2009: The physical basis for increases in precipitation extremes in simulations of 21st-century climate change. Proceedings of theNationalAcademyof Sciences 106, 14773-14777.
– Pall P., Allen M.R., Stone D.A., 2007: Testing the Clausius-Clapeyron constraint on changes in extreme precipitation under CO2 warming. Clim Dyn 28:351–363.
-Tebaldi C., Hayhoe K. , Arblaster M.J., Meehl G. A., 2006: Going to the Extremes. An Intercomparison of Model-Simulated Historical and Future Changes in Extreme Events. Climatic Change 79: 185–211 DOI: 10.1007/s10584-006-9051-4.
Testo di Enrico Scoccimarro, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), Bologna e Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici (CMCC), Lecce, Italy
Tratto dall’articolo: Scoccimarro E., S. Gualdi, A. Bellucci, M. Zampieri, A. Navarra:
Heavy precipitation events in a warmer climate: results from CMIP5 models.
Journal of Climate, DOI: 10.1175/JCLI-D-12-00850.1 (Ottobre 2013)
Per informazioni: enricopuntoscoccimarrochiocciolinabopuntoingvpuntoit
10 responses so far
Salve a tutti , c’è anche da considerare l’acqua prodotta dalla reazione chimica di combustione del metano ed idrocarburi (contenenti carbonio ed idrogeno)
il metano ad esempio(classico idrocarburo fossile) produce molta acqua nella combustione : CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
dai pesi molecolari si nota che da 16 kg di CH4 si producono ,oltre alla CO2(44 kg) , anche 36 kg di acqua (uno dei maggiori gas serra) .
Quel metano in natura dovrebbe stare al suo posto come riserva carboniosa ..mentre oggi è spacciato per combustibile pulito dalle lobby petrolifere 🙁 (si sta’ parlando pure di estrarlo dai fondali oceanici , ” metano idrato” senza tra l’altro conoscere gli eventuali impatti ambientali dati dalla stessa estrazione )
cordialita’
Francy
No MrHyde l’acqua prodotta dalle combustioni non interessa perchè quella che conta è solo quella che rimane in atmosfera come vapore e quella aumenta solo con la temperatura; la differenza fra l’acqua e le altre molecole climatiche è il fatto che possa cambiare fase; quindi i ragionamenti di accumulo che si fanno sulle altre non si possono fare sull’acqua; se pure ne immetti una quantità strabbocchevole in atmosfera ne rimarrà solo quanta ne puo’ rimanere a quella temperatura, il resto condensa e questo pero’ non vuol dire che quell’acqua “piove”, tipicamente l’acqua delle combustioni condensa subito all’uscita dei camini o degli scarichi dei motori in bellissime scie o “fumi” di camino-a-metano bianchi e vaporosi.
Salve sig. Claudio Della Volpe, il mio concetto lo vorrei esprimere meglio .
Prendiamo in considerazione una bella giornata con temperatura dell’aria di 26 °C ed umidita’ relativa del 50%.
Al punto di saturo 1 m3 di aria a 26 °C contiene 24,4 g di acqua (che tradotto in volume di vapore usando il volume di avogadro (22,414 x 24,4)/18 = 30,38 litri )
Quindi al 50 % di umidita’ realativa a 26 °C 1m3 di aria contiene 12,2 g di acqua (15,2 litri).
Come si puo’ vedere da questi calcoli l’aria in esame richiede ancora 12,2 g di acqua in fase vapore per arrivare al punto di rugiada e passare di stato .
Non le risultano i miei calcoli? sto’ sbagliando qualcosa? 🙁
La ringrazio per le risposte
cordialita’
Francy
Chiaramente il volume di avogadro andrebbe corretto con l’equazione di stato di Van Der Waals, dei gas reali
@mr hyde
d’accordo ma in nessun caso, in troposfera, questa aggiunta di acqua prodotta dalla combustione può essere considerata un fattore forzante. Il tempo medio di residenza dell’acqua in atmosfera si conta sulle dita due due mani e un dito è un giorno…
Anche supponendo di rimuovere tutto il vapore dall’atmosfera, dopo soli 14 giorni l’evaporazione dagli oceani farebbe in modo di raggiungere già circa il 90% del contenuto iniziale di acqua in atmosfera.
Come dice claudio, il fattore determinante è proprio il variare delle temperature della troposfera.
Altro discorso, invece, per quel che concerne la stratosfera. Qui, effettivamente (a causa delle proprietà fisiche di questo strato atmosferico), il vapore, presente in traccia, può essere considerato un forcing aggiuntivo. E l’ossidazione del metano antropogenico, unitamente alle infiltrazioni dirette dalla tropopausa tropicale, ne sono le principali sorgenti.
Ringrazio cordialmente per la spiegazione ,probabilmente avevate gia’ affrontato l’argomento , abbiate pazienza 🙁 ,è da poco che vi seguo ,e non sono ancora riuscito a leggere molto ,spero che le mie domande non vengano prese male e soprattutto che non diano fastidio a nessuno
grazie ancora
Francy 🙂
Mr.Hyde
questo blog esiste per cercare di dare una corretta informazione scientifica sul clima. Rispondere alle domande è di certo un buon modo per farlo. Nessun fastidio, quindi; al contrario, è un buon modo per scambiarsi informazioni e imparare tutti qualcosa.
Esiste a livello logico la possibilità di confrontare questa previsione [incremento di eventi estremi e precipitazioni accentrate al crescere di T] con quanto accadeva nell’intervallo climatico che chiamiamo “boreale”? E in generale con la prima parte dell’Olocene? Posso testimoniare che molte grandi frane appenniniche datate con C14 rivelano di avere avviato la propria attività attorno a quell’intervallo di tempo, leggermente più caldo e molto più umido di oggi. La cosa potrebbe avere implicazioni operative abbastanza ovvie nella gestione del nostro territorio.
fausto
osservazione interessante la tua. Non credo che ci siano analisi modellistiche o dati proxy relativi a quel periodo anche se magari l’analogia con le proiezioni di questo post possa fornire un collegamento logico. Sarebbe certamente utile verificare se l’attività franosa che citi possa essere usata come dato proxy di eventi estremi.
[…] Scoccimarro, ricercatore dell’INGV e del CMCC, spiega da Climateranti i modelli e le loro proiezioni per quanto e dove pioverà di più sull’area […]