Proiezioni robuste e previsioni efficaci della variabilità e dei cambiamenti climatici, soprattutto su scala regionale, dipendono da una rappresentazione accurata dei processi nelle simulazioni modellistiche. Un nuovo sforzo internazionale per sviluppare ulteriormente il Coupled Model Intercomparison Project (CMIP), che vede coinvolto il ricercatore del CMCC Enrico Scoccimarro, contribuisce a migliorare la simulazione e la comprensione degli eventi meteorologici estremi e del loro legame con il sistema climatico, rendendo i modelli climatici più accurati e utili per supportare le decisioni politiche e posizionando il CMCC all’avanguardia nella modellistica climatica mondiale.

Comprendere le connessioni tra i cambiamenti climatici su larga scala e gli impatti locali rimane una sfida importante, che la comunità scientifica cerca di affrontare attraverso lo sviluppo di modelli climatici con risoluzione orizzontale più elevata (cioè con una griglia più fine), in grado di rappresentare meglio le componenti fondamentali del sistema Terra.

Questi modelli sono in grado di fornire informazioni utili per lo studio degli impatti climatici, specialmente quando si parla di eventi estremi, poiché alcuni processi (come i cicloni tropicali o le precipitazioni estreme possono essere rappresentati solo con una risoluzione orizzontale sufficientemente alta da catturare le dinamiche alla base della formazione di tali eventi.

“Quando i modelli climatici utilizzano una risoluzione più elevata, riescono a rappresentare con maggiore chiarezza eventi meteorologici estremi come uragani e inondazioni”, afferma il ricercatore CMCC Enrico Scoccimarro, il cui recente contributo al High Resolution Model Intercomparison Project (HighResMIP) è culminato in una nuova pubblicazione intitolata: High-Resolution Model Intercomparison Project phase 2 (HighResMIP2) towards CMIP7.

CMIP7 rappresenta un importante passo avanti rispetto alle generazioni precedenti del progetto. La prima fase, HighResMIP1, ha prodotto con successo una valutazione multi-modello di riferimento delle simulazioni globali, con griglie di modello di 25–50 km nell’atmosfera e 10–25 km negli oceani, un notevole miglioramento rispetto ai modelli con risoluzioni standard dell’ordine di 1°, tipicamente utilizzati negli esperimenti del Coupled Model Intercomparison Project (CMIP).

Oltre 250 studi peer-reviewed sono stati pubblicati utilizzando i dataset di HighResMIP1, e i loro risultati sono stati ampiamente citati nei rapporti dell’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Questi hanno quindi anche formato la base per numerosi dataset derivati, tra cui quelli su cicloni tropicali ed extratropicali, portate fluviali, mareggiate e studi sugli impatti.

Alla luce dei recenti progressi nella modellizzazione e nelle risorse computazionali, il nuovo progetto mira a superare alcuni compromessi – come la progettazione sperimentale e la durata delle simulazioni, la complessità e la risoluzione – che HighResMIP1 aveva dovuto accettare.

Word cloud chart di CMIP6 HighResMIP che evidenzia le sue principali aree di ricerca e applicazioni. Roberts M.J. et al., 2025

HighResMIP2 rappresenta la fase successiva del progetto, che riunisce scienziati del clima da tutto il mondo in un vero sforzo collaborativo internazionale il cui obiettivo principale è quello di generare modelli climatici che utilizzino griglie molto più fini.

“HighResMIP2 migliora ed estende il lavoro precedente, portando avanti la nostra comprensione del ruolo della risoluzione orizzontale (e quindi della rappresentazione dei processi) nelle simulazioni climatiche più all’avanguardia”, afferma Scoccimarro.

Il CMCC vanta una lunga esperienza nello sviluppo di modelli climatici ad alta risoluzione. Dal 2007 ha prodotto alcune delle simulazioni climatiche più dettagliate al mondo, tra cui le simulazioni di forti tempeste tropicali e uragani di categoria 5. L’impegno del CMCC ha quindi contribuito a migliorare la nostra conoscenza della relazione tra clima ed eventi estremi, non solo in termini degli effetti dei cambiamenti climatici sugli eventi estremi, ma anche per quanto riguarda il ruolo che gli eventi estremi possono avere nel modulare il sistema climatico stesso.

“Eseguire simulazioni ad alta risoluzione con un modello climatico completamente accoppiato è uno dei modi migliori per studiare come gli eventi estremi e il sistema climatico interagiscono”, afferma Scoccimarro. “Questo ci permette di osservare l’intero quadro durante eventi come gli uragani e di studiare la relazione tra eventi e ambiente circostante. Ad esempio, utilizzando diversi scenari climatici possiamo vedere come un mondo più caldo potrebbe modificare gli eventi estremi. Inoltre, collocare questi sforzi in un contesto internazionale e coordinato come HighResMIP2 genera un valore aggiunto in termini di opportunità di collaborazione con colleghi che lavorano sullo stesso tema, migliorando in ultima analisi la nostra comprensione dei meccanismi alla base della dinamica climatica.”

Ulteriori informazioni:

Gualdi S., Scoccimarro E., Navarra A., Changes in Tropical Cyclone Activity due to Global Warming: Results from a High-Resolution Coupled General Circulation Model. Journal of Climate DOI:10.1175/2008JCLI1921.1 (2008)

Roberts, M. J., Reed, K. A., Bao, Q., Barsugli, J. J., Camargo, S. J., Caron, L.-P., Chang, P., Chen, C.-T., Christensen, H. M., Danabasoglu, G., Frenger, I., Fučkar, N. S., ul Hasson, S., Hewitt, H. T., Huang, H., Kim, D., Kodama, C., Lai, M., Leung, L.-Y. R., Mizuta, R., Nobre, P., Ortega, P., Paquin, D., Roberts, C. D., Scoccimarro, E., Seddon, J., Treguier, A. M., Tu, C.-Y., Ullrich, P. A., Vidale, P. L., Wehner, M. F., Zarzycki, C. M., Zhang, B., Zhang, W., and Zhao, M.: High-Resolution Model Intercomparison Project phase 2 (HighResMIP2) towards CMIP7, Geosci. Model Dev., 18, 1307–1332, https://doi.org/10.5194/gmd-18-1307-2025, 2025

Scoccimarro E., S. Gualdi, A. Bellucci, A. Sanna , P.G. Fogli,E. Manzini, M. Vichi, P. Oddo, A. Navarra (2011), Effects of Tropical Cyclones on Ocean Heat Transport in a High Resolution Coupled General Circulation Model. Journal of Climate, doi: 10.1175/2011JCLI4104.1 (2011)

Scoccimarro E., P.G. Fogli. K. Reed, S. Gualdi, S.Masina, A. Navarra: Tropical cyclone interaction with the ocean: the role of high frequency (sub-daily) coupled processes. Journal of Climate, doi: 10.1175/JCLI-D-16-0292.1. (2017)

Scoccimarro E., Gualdi S., Bellucci A., Peano D., Cherchi A., Vecchi G.A., Navarra A.: The typhoon-induced drying of the Maritime Continent. PNAS doi: 10.1073/pnas.1915364117. (2020).