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Aumento della frequenza di eventi di temperature estreme

Gli eventi di temperature estreme stanno aumentando in tutto il mondo a causa dei cambiamenti climatici.

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Eventi di temperature estreme, cioè giorni con temperature molto alte o molto basse, stanno diventando sempre più comuni. I metodi tradizionali per studiare questi eventi partivano dal presupposto che i dati sulla temperatura seguissero un unico modello. Tuttavia, ricerche recenti dimostrano che i dati sulla temperatura sono meglio descritti da una combinazione di diversi modelli, permettendo una comprensione più precisa dei cambiamenti che stiamo vivendo a causa dei cambiamenti climatici.

Che cosa sono gli eventi di temperatura estrema?

Gli eventi di temperatura estrema si riferiscono a condizioni meteorologiche insolite che producono temperature eccezionalmente alte o basse rispetto alla media. Questi eventi possono avere effetti significativi sull'ambiente, sull'agricoltura e sulla salute umana. Tradizionalmente, gli scienziati rilevavano le temperature estreme osservando con quale frequenza si verificavano certi livelli di temperatura, assumendo che i dati seguissero un unico modello. Questo significa che analizzavano tutti i dati sulla temperatura nel loro insieme senza riconoscere che potessero esserci più picchi o tendenze in quei dati.

Nuovi metodi per l'identificazione

Studi recenti hanno introdotto un nuovo metodo per analizzare i dati sulla temperatura usando modelli statistici noti come Gaussian Mixture Models (GMM). Invece di assumere una singola distribuzione, i GMM permettono la presenza di più distribuzioni nei dati. Questo nuovo approccio aiuta a identificare con che frequenza si verificano eventi di temperatura estrema analizzando dati provenienti da varie regioni e tempi.

Usando questo metodo, i ricercatori hanno scoperto che negli ultimi decenni, gli eventi di temperatura estrema sono diventati più frequenti in tutte le parti del mondo e si prevede che aumenteranno ancora di più in futuro. Ad esempio, è emerso che un evento di temperatura estrema che potrebbe essersi verificato una volta ogni dieci anni dal 1985 al 2014 è previsto che si verifichi circa tredici volte più spesso in uno scenario di riscaldamento di tre gradi Celsius.

Cambiamenti di temperatura nel mondo

Lo studio ha trovato che i giorni freddi si stanno scaldando più rapidamente rispetto ai giorni caldi nelle regioni polari, mentre nelle aree tropicali i giorni caldi stanno aumentando più rapidamente. Questo significa che le diverse parti del mondo vivranno cambiamenti a ritmi diversi. Nelle regioni tropicali, è possibile che eventi di calore estremo possano verificarsi quasi due volte a settimana.

I dati storici mostrano come gli eventi di temperatura estrema si siano spostati. Ad esempio, eventi che un tempo erano rari ora si verificano più frequentemente, creando preoccupazione per le società che non sono attrezzate per affrontare questi cambiamenti.

Il ruolo della diossido di carbonio

L'aumento dei livelli di Anidride carbonica nell'atmosfera è un fattore significativo del cambiamento climatico. Maggiore concentrazione di CO2 porta a un clima globale più caldo intrappolando il calore. Questi cambiamenti hanno provocato eventi di temperatura estrema che un tempo erano poco comuni, come le note ondate di calore in Russia e Nord America negli ultimi anni.

Rapporti hanno mostrato che le attività umane, come la combustione di combustibili fossili, sono principalmente responsabili di questi cambiamenti nel clima. Con l'aumento delle temperature, vedremo un incremento più significativo di eventi climatici caldi, mentre temperature fredde diventeranno meno frequenti.

Differenze regionali nei cambiamenti di temperatura

Diverse regioni stanno vivendo gli impatti dei cambiamenti climatici in modi unici. Ad esempio, alcune aree stanno vedendo un aumento dei giorni di calore estremo, mentre altre stanno sperimentando temperature fredde che diventano più calde più rapidamente. La ricerca suggerisce che alcune regioni, come il Medio Oriente e il Nord Africa, affronteranno cambiamenti particolarmente severi, inclusi ondate di calore più frequenti che colpiranno grandi popolazioni.

In Africa, per esempio, si prevede che le temperature aumenteranno in modo significativamente superiore alla media globale, portando a giorni di calore estremo più frequenti. Alcune aree potrebbero vedere un aumento sostanziale negli eventi estremi di temperatura in 10 anni.

Analisi delle distribuzioni di temperatura

Capire come i cambiamenti di temperatura influenzano gli estremi è cruciale. I metodi di analisi tradizionali spesso trascuravano la complessità dei dati sulla temperatura. Tuttavia, l'approccio GMM fornisce un modo per esaminare come le temperature cambiano nel tempo, non solo concentrandosi sulla temperatura media ma anche sulla forma della Distribuzione della temperatura.

Questo metodo ha permesso ai ricercatori di esaminare i cambiamenti di temperatura sia nei periodi storici che in quelli futuri. Notoriamente, hanno trovato che, man mano che le temperature aumentano, anche la distribuzione complessiva si sposterà, il che significa che sia la frequenza sia l'intensità delle temperature estreme aumenteranno.

L'importanza di una modellizzazione accurata

Una modellizzazione efficace degli eventi di temperatura estrema è essenziale per prepararsi ai cambiamenti futuri. Descrivendo accuratamente i modelli di temperatura, possiamo capire con quale frequenza si verificheranno eventi estremi, permettendo una migliore pianificazione e risposta da parte delle comunità e dei governi.

I metodi tradizionali sottovalutavano spesso la frequenza di questi eventi. Utilizzando i GMM, i ricercatori hanno scoperto che molte regioni probabilmente sperimenteranno estremi a tassi superiori rispetto a quanto previsto in precedenza, evidenziando l'urgenza di affrontare il cambiamento climatico.

Sintesi dei risultati

La ricerca indica che gli eventi di temperatura estrema non stanno solo aumentando; lo stanno facendo a un ritmo allarmante. Sotto diversi scenari di riscaldamento globale, il numero di volte in cui ci si aspetta che si verifichino eventi estremi aumenterà notevolmente. Ad esempio:

  • Un evento decennale dal 1985 al 2014 si verificherà circa:
    • 3,4 volte più frequentemente con un aumento di 1,5°C.
    • 13,6 volte più frequentemente con un aumento di 3,0°C.
    • 29,5 volte più frequentemente con un aumento di 4,0°C.

Questi risultati evidenziano l'urgenza di agire per mitigare gli impatti del cambiamento climatico. Le società devono prepararsi all'aumento della frequenza di calore e freddo estremi, che potrebbero influenzare l'agricoltura, la salute e le infrastrutture.

La strada da seguire

Adattarsi ai cambiamenti climatici richiede sia di comprendere i cambiamenti che stanno avvenendo ora sia di pianificare per il futuro. Governi, comunità e individui devono lavorare insieme per sviluppare strategie in grado di ridurre gli impatti del clima estremo. Questo include investire in infrastrutture che possano resistere a temperature estreme, promuovere l'efficienza energetica e sostenere la ricerca scientifica per comprendere meglio la dinamica climatica.

Inoltre, una comunicazione migliore sui rischi associati agli eventi di temperatura estrema è essenziale. Educare il pubblico su come prepararsi e rispondere a questi eventi può salvare vite e ridurre perdite economiche.

Conclusione

Gli eventi di temperatura estrema stanno diventando più comuni a causa dei cambiamenti in corso nel nostro clima, guidati principalmente da attività umane. Comprendere questi cambiamenti richiede nuovi metodi che riflettano accuratamente la complessità dei dati sulla temperatura. Applicando questi nuovi modelli, i ricercatori possono fornire indicazioni più chiare su quanto spesso possiamo aspettarci eventi di temperatura estrema, permettendo alla società di pianificare un mondo in cambiamento. È ora di agire, poiché le conseguenze del cambiamento climatico diventano sempre più evidenti nella vita quotidiana. Affrontando queste sfide di petto, possiamo lavorare verso un futuro sostenibile per tutti.

Fonte originale

Titolo: Detecting Extreme Temperature Events Using Gaussian Mixture Models

Estratto: Extreme temperature events have traditionally been detected assuming a unimodal distribution of temperature data. We found that surface temperature data can be described more accurately with a multimodal rather than a unimodal distribution. Here, we applied Gaussian Mixture Models (GMM) to daily near-surface maximum air temperature data from the historical and future Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) simulations for 46 land regions defined by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Using the multimodal distribution, we found that temperature extremes, defined based on daily data in the warmest mode of the GMM distributions, are getting more frequent in all regions. Globally, a 10-year extreme temperature event relative to 1985-2014 conditions will occur 13.6 times more frequently in the future under 3.0{\deg}C of Global Warming Levels (GWL). The frequency increase can be even higher in tropical regions, such that 10-year extreme temperature events will occur almost twice a week. Additionally, we analysed the change in future temperature distributions under different GWL and found that the hot temperatures are increasing faster than cold temperatures in low latitudes, while the cold temperatures are increasing faster than the hot temperatures in high latitudes. The smallest changes in temperature distribution can be found in tropical regions, where the annual temperature range is small. Our method captures the differences in geographical regions and shows that the frequency of extreme events will be even higher than reported in previous studies.

Autori: Aytaç Paçal, Birgit Hassler, Katja Weigel, M. Levent Kurnaz, Michael F. Wehner, Veronika Eyring

Ultimo aggiornamento: 2023-09-13 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2309.06937

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.06937

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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