Un nuovo studio guidato dal CMCC dimostra la possibilità di prevedere variazioni nella frequenza di temperature estreme – sia ondate di calore che ondate di freddo – fino a due anni in anticipo. Questa capacità di previsione a lungo termine senza precedenti aiuta a colmare il divario tra previsioni climatiche stagionali e decadali. La ricerca presenta progressi significativi nella previsione climatica multi-annuale che potrebbero trasformare il modo in cui le società si preparano agli eventi meteorologici estremi, fornendo informazioni essenziali per la pianificazione multi-annuale in una varietà di settori, come agricoltura, energia, infrastrutture e salute pubblica.

Gli estremi di temperatura rappresentano minacce crescenti per la salute umana, i sistemi energetici, l’agricoltura e le infrastrutture, con impatti che si estendono attraverso molteplici settori e che richiedono strategie di pianificazione e gestione del rischio a lungo termine. Mentre le previsioni climatiche stagionali e decadali sono disponibili da anni, la scala temporale multi-annuale – che copre previsioni da uno a più anni – è rimasta in gran parte inesplorata, nonostante la sua alta rilevanza per decisori e utenti finali in vari settori socioeconomici.

Un nuovo studio, guidato da un team di scienziati del CMCC e pubblicato sulla rivista Environmental Research Letters, affronta questo divario con una valutazione globale completa della prevedibilità degli estremi di temperatura su scale temporali multi-annuali utilizzando il sistema di previsione Community Earth System Model’s Seasonal-to-Multiyear Large Ensemble.

Lo studio valuta l’abilità predittiva sia per estremi caldi che freddi in tutte le stagioni e regioni del mondo, estendendo le previsioni fino a due anni in anticipo.

Capacità di previsione senza precedenti

Comprendere e migliorare la prevedibilità degli estremi di temperatura è di grande importanza, poiché i loro effetti si estendono a più settori – minacciando la salute umana, mettendo sotto pressione i sistemi energetici, danneggiando ecosistemi e agricoltura e mettendo alla prova infrastrutture ed economie. La ricerca dimostra che i cambiamenti nelle statistiche degli estremi di temperatura possono essere previsti oltre le scale temporali stagionali, con abilità che persiste fino a due anni, in particolare nei tropici.

“Questo studio contribuisce a colmare una lacuna nella letteratura esaminando la prevedibilità degli estremi di temperatura oltre le usuali scale temporali stagionali, considerando sia eventi caldi che freddi in tutte le stagioni e regioni a livello globale” spiega la ricercatrice CMCC e autrice principale Eirini Tsartsali. “Ciò è particolarmente importante perché le previsioni su queste scale temporali multi-annuali sono altamente rilevanti, fornendo informazioni tra previsioni stagionali e decadali che possono supportare processi decisionali e di pianificazione in vari settori socioeconomici”.

Lo studio rivela che l’abilità predittiva diminuisce con l’aumentare del tempo di previsione, ma persiste in modo significativo in alcune regioni anche fino a 20 mesi in anticipo. Ad esempio, l’America centrale e settentrionale, parti dell’Africa settentrionale e meridionale, la Penisola Arabica, il Sud-Est asiatico e l’Indonesia, così come alcune aree dell’Australia, sono le regioni con la maggiore abilità predittiva, estesa per tutto il periodo di due anni.

Molteplici fonti di abilità predittiva

La ricerca dimostra che, mentre i forzanti climatiche esterni dominano la prevedibilità degli estremi di temperatura, esiste un’abilità significativa anche dopo aver rimosso il segnale forzato esternamente, indicando che la variabilità climatica interna contribuisce alla prevedibilità a lungo termine degli estremi di temperatura.

Quando si rimuove l’external forcing, l’America centrale e settentrionale, il Sud-Est asiatico e alcune aree dell’Africa hanno mostrato abilità consistente fino alla quarta stagione di previsione, specialmente durante la primavera e l’inverno boreale, mentre nelle regioni extratropicali, il Nord America mantiene abilità in primavera boreale.

El Niño-Southern Oscillation (ENSO) gioca un ruolo principale in questa prevedibilità residua, sebbene la ricerca indichi che anche altri fattori contribuiscono. Questo risultato è particolarmente significativo in quanto suggerisce molteplici vie per ottenere previsioni multi-annuali accurate oltre la ben consolidata influenza di ENSO.

“Questa ricerca affronta l’importanza di fornire informazioni climatiche utili sugli estremi all’orizzonte di previsione multi-annuale, colmando così il divario tra previsioni stagionali e decadali” osserva il ricercatore CMCC e co-autore dello studio Panos Athanasiadis. “Si tratta di un bisogno emergente identificato dalla crescente comunità di utenti finali”.

Lo studio rappresenta un progresso significativo nelle capacità di previsione climatica, particolarmente prezioso per i settori che richiedono orizzonti di pianificazione multi-annuali. Previsioni più accurate a lungo termine degli estremi di temperatura consentono alle autorità e ai decisori di prepararsi meglio alle ondate di calore, proteggere le colture agricole, gestire la domanda di energia e rafforzare le infrastrutture critiche.

Implicazioni più ampie per l’adattamento climatico

Oltre a migliorare la comprensione scientifica della prevedibilità climatica, questa ricerca offre benefici pratici per l’adattamento climatico e la gestione del rischio. L’abilità dimostrata nel prevedere gli estremi di temperatura fino a due anni in anticipo fornisce un tempo di vantaggio essenziale per implementare misure di adattamento e strategie di preparazione alle emergenze.

La capacità di questo framework di distinguere tra diverse fonti di prevedibilità – forzante esterna contro variabilità interna – contribuisce inoltre a migliorare l’affidabilità e la comprensione delle previsioni climatiche a lungo termine.

Con i cambiamenti climatici che continuano a modificare i pattern di temperatura a livello globale, approcci innovativi alla previsione diventano sempre più cruciali per proteggere le comunità e gestire efficacemente i rischi climatici.

Il CMCC ha svolto un ruolo centrale nel coordinare il tema dello studio in collaborazione con il National Center for Atmospheric Research (NCAR), fornendo guida scientifica fondamentale durante l’intero processo di ricerca. La metodologia e il software analitico sono stati sviluppati da ricercatori del CMCC in collaborazione con Steve Yeager di NCAR.

Per ulteriori informazioni:

Eirini E. Tsartsali, Stephen G. Yeager, Panos J. Athanasiadis, Stefano Tibaldi, Silvio Gualdi, Predictability of temperature extremes in multi-annual forecasts, Environmental Research Letters, Volume 20, 2025, 104004, https://doi.org/10.1088/1748-9326/adfa3c