Nuove frontiere per le previsioni climatiche

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Ghiacci marini, superficie terreste, stratosfera e aerosol. Sono tutti elementi che hanno ricevuto poca attenzione negli studi sulle previsioni climatiche e su come possano contribuire ad aprire nuove prospettive per migliorare le capacità di previsione degli attuali Earth System Models (ESM), i modelli del sistema Terra. In un articolo pubblicato da  Reviews of Geophysics, una prestigiosa rivista compresa tra le pubblicazioni dell’AGU – American Geophysical Union, un gruppo di scienziati approfondisce i recenti avanzamenti nella comprensione del ruolo di questi elementi e dei loro impatti sulle previsioni decennali.
Alessio Bellucci (corresponding author) e Stefano Materia, ricercatori CMCC della Divisione CSP – Climate Simulation and Prediction hanno contributo al paper dal titolo Advancements in decadal climate predictability: the role of non-oceanic drivers

“Gran parte degli studi recenti sulla predicibilità’ decadale si sono concentrati sul ruolo dell’’oceano – spiega Alessio Bellucci – Questa è’ una conseguenza della grande capacità’ termica degli oceani, considerati per questo i responsabili primari della variabilità a bassa frequenza del sistema climatico. Il possibile ruolo esercitato su variabilità’ e predicibilità decadale da parte di altre componenti (non-oceaniche) del sistema climatico non ha ricevuto lo stesso grado di attenzione, e questo a causa della conoscenza relativamente limitata dei processi rilevanti e della conseguente mancanza di modelli in grado di rappresentare accuratamente questi stessi processi. Su tutto, grava ovviamente la carenza di record osservazionali sufficientemente lunghi (multi-decennali). In questo lavoro si fa il punto sullo stato delle conoscenze in merito al ruolo svolto dal ghiaccio marino, stato del suolo e vegetazione, stratosfera e aerosol come potenziali sorgenti di predicibilità decadale del sistema climatico. Diversi meccanismi extra-oceanici, potenzialmente attivi sulla scala decadale, vengono analizzati e vengono discusse le prospettive per potenziare gli attuali sistemi di previsione climatiche”.

Abstract
We review recent progress in understanding the role of sea-ice, land surface, stratosphere and aerosols in decadal scale predictability and discuss the perspectives for improving the predictive capabilities of current Earth system models (ESM). These constituents have received relatively little attention because their contribution to the slow climatic manifold is controversial in comparison to that of the large heat capacity of the oceans. Furthermore their initialization as well as their representation in state-of-the-art climate models remains a challenge. Numerous extra-oceanic processes that could be active over the decadal range are proposed. Potential predictability associated with the afore-mentioned, poorly represented and scarcely observed constituents of the climate system, has been primarily inspected through numerical simulations performed under idealized experimental settings. The impact, however, on practical decadal predictions, conducted with realistically initialized full-fledged climate models, is still largely unexploited. Enhancing initial-value predictability through an improved model initialization appears to be a viable option for land surface, sea-ice and, marginally, the stratosphere. Similarly, capturing future aerosol emission storylines might lead to an improved representation of both global and regional short-term climatic changes. In addition to these factors, a key role on the overall predictive ability of ESMs is expected to be played by an accurate representation of processes associated with specific components of the climate system. These act as “signal carriers”, transferring across the climatic phase space the information associated with the initial state and boundary forcings, and dynamically bridging different (otherwise unconnected) sub-systems. Through this mechanism, Earth-system components trigger low-frequency variability modes, thus extending the predictability beyond the seasonal scale.

Il paper sul sito web di Reviews of Geophysics:
A. Bellucci, R. Haarsma, N. Bellouin, B. Booth, C. Cagnazzo, B. van den Hurk, N. Keenlyside, T. Koenigk, F. Massonnet, S. Materia, and M. Weiss – Advancements in decadal climate predictability: the role of non-oceanic drivers2015, Reviews of Geophysics, DOI: 10.1002/2014RG000473

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