From 2016 to 2019, meteorologists saw record-breaking heat waves around the globe, rampant wildfires in California and Australia, and the longest run of category 5 tropical cyclones on record. The number of extreme weather events has been increasing for the last 40 years, and current predictions suggest that trend will continue. But are these natural disasters simply bad weather? Or are they due to our changing climate? To answer this question we need to understand the differences between weather and climate— what they are, how we predict them, and what those predictions can tell us.
Dal 2016 al 2019, i meteorologi hanno assistito a ondate di caldo record in tutto il mondo, crescenti incendi boschivi in California e Australia e la più lunga serie di cicloni tropicali di categoria 5 mai registrata. Il numero degli eventi climatici estremi è aumentato negli ultimi 40 anni e, secondo le attuali previsioni, questo andamento continuerà a crescere. Ma questi disastri naturali potrebbero essere semplice maltempo? O sono il risultato del cambiamento climatico? Per rispondere a questa domanda dobbiamo capire la differenza tra il tempo e il clima, cosa sono, come li prevediamo e cosa ci dicono queste previsioni.
Meteorologists define weather as the conditions of the atmosphere at a particular time and place. Currently, researchers can predict a region’s weather for the next week with roughly 80% accuracy. Climate describes a region’s average atmospheric conditions over periods of a month or more. Climate predictions can forecast average temperatures for decades to come, but they can’t tell us what specific weather events to expect.
I meteorologi definiscono il tempo come le condizioni dell'atmosfera in un dato momento e luogo. Ad oggi, si può prevedere il meteo per la settimana successiva con un'accuratezza dell'80%. Il clima è la media delle condizioni atmosferiche di un'area per periodi di un mese o più. Le previsioni del clima possono anticipare le temperature medie dei prossimi decenni, ma non sono in grado di individuare gli eventi climatici specifici.
These two types of predictions give us such different information because they’re based on different data.
Questi due tipi di previsioni ci danno informazioni così diverse perché si basano su dati diversi.
To forecast weather, meteorologists need to measure the atmosphere’s initial conditions. These are the current levels of precipitation, air pressure, humidity, wind speed and wind direction that determine a region’s weather. Twice every day, meteorologists from over 800 stations around the globe release balloons into the atmosphere. These balloons carry instruments called radiosondes, which measure initial conditions and transmit their findings to international weather centers. Meteorologists then run the data through predictive physics models that generate the final weather forecast.
Per prevedere il tempo, i meteorologi devono misurare le condizioni iniziali dell'atmosfera, ovvero i livelli delle precipitazioni, la pressione atmosferica, l'umidità, la direzione e la velocità del vento che determineranno il tempo di una regione. Due volte al giorno, i meteorologi da più di 800 stazioni in tutto il mondo mandano dei palloni sonda nell'atmosfera. Questi palloni hanno a bordo degli strumenti chiamati radiosonde che misurano le condizioni iniziali e trasmettono i dati alle stazioni meteo internazionali. I meteorologi elaborano i dati grazie a modelli fisico-matematici che generano le previsioni del tempo finali.
Unfortunately, there’s something stopping this global web of data from producing a perfect prediction: weather is a fundamentally chaotic system. This means it’s incredibly sensitive and impossible to perfectly forecast without absolute knowledge of all the system’s elements. In a period of just ten days, even incredibly small disturbances can massively impact atmospheric conditions— making it impossible to reliably predict weather beyond two weeks.
Purtroppo, c'è qualcosa che impedisce a questa rete globale di dati di generare previsioni perfette. Il tempo è, infatti, un sistema caotico. Questo significa che è molto sensibile e impossibile da prevedere perfettamente senza la conoscenza assoluta di tutti gli elementi del sistema. In un periodo di soli 10 giorni, anche le più piccole perturbazioni possono avere un grande impatto sulle condizioni atmosferiche, rendendo impossibile prevedere con certezza il tempo oltre due settimane.
Climate prediction, on the other hand, is far less turbulent. This is partly because a region’s climate is, by definition, the average of all its weather data. But also because climate forecasts ignore what’s currently happening in the atmosphere, and focus on the range of what could happen. These parameters are known as boundary conditions, and as their name suggests, they act as constraints on climate and weather.
Le previsioni del clima, d'altro canto, sono molto meno incerte. In parte perché per definizione il clima di un'area è la media di tutti i suoi dati meteo. Ma anche perché le previsioni del clima ignorano cosa sta succedendo attualmente nell'atmosfera e si concentrano su quello che potrebbe succedere. Questi parametri sono conosciuti come "condizioni al contorno" e sono dei vincoli climatici e meteorologici.
One example of a boundary condition is solar radiation. By analyzing the precise distance and angle between a location and the sun, we can determine the amount of heat that area will receive. And since we know how the sun behaves throughout the year, we can accurately predict its effects on temperature. Averaged across years of data, this reveals periodic patterns, including seasons.
Un esempio di una condizione al contorno è la radiazione solare. Analizzando la distanza precisa e l'angolo tra quel luogo e il sole, possiamo determinare la quantità di calore che quell'area riceverà. E poichè conosciamo il comportamento del sole nel corso dell'anno, possiamo prevedere accuratamente le sue ripercussioni sulla temperatura. La media dei dati negli anni rivela modelli periodici, tra cui le stagioni.
Most boundary conditions have well-defined values that change slowly, if at all. This allows researchers to reliably predict climate years into the future. But here’s where it gets tricky. Even the slightest change in these boundary conditions represents a much larger shift for the chaotic weather system. For example, Earth’s surface temperature has warmed by almost 1 degree Celsius over the last 150 years. This might seem like a minor shift, but this 1-degree change has added the energy equivalent of roughly one million nuclear warheads into the atmosphere. This massive surge of energy has already led to a dramatic increase in the number of heatwaves, droughts, and storm surges.
Molte delle condizioni al contorno hanno valori definiti che cambiano lentamente o per niente. Questo ci permette di prevedere il clima in modo attendibile per gli anni a venire. Ma è qui che le cose si fanno complicate. Anche il più piccolo cambiamento in queste condizioni rappresenta cambiamenti molto più grandi per il caotico sistema metereologico. Ad esempio, la temperatura della superficie terrestre si è alzata di quasi 1°C negli ultimi 150 anni. Potrebbe sembrare un piccolo cambiamento, ma questa variazione di 1°C ha immesso energia pari a un milione di testate nucleari nell'atmosfera. Quest'enorme ondata di energia ha già portato a un drammatico aumento di ondate di calore, siccità e uragani.
So, is the increase in extreme weather due to random chance, or changing climate? The answer is that— while weather will always be a chaotic system— shifts in our climate do increase the likelihood of extreme weather events.
Quindi, l'aumento di condizioni meteorologiche estreme è dovuto al caso o al cambiamento climatico? La risposta è che, se il tempo rimarrà sempre un sistema caotico, i cambiamenti del clima aumentano le probabilità
Scientists are in near universal agreement that our climate is changing and that human activity is accelerating those changes. But fortunately, we can identify what human behaviors are impacting the climate most by tracking which boundary conditions are shifting. So even though next month’s weather might always be a mystery, we can work together to protect the climate for centuries to come.
di eventi meteorologici estremi. Gli scienziati sono quasi tutti d'accordo sul fatto che il clima stia cambiando e che l'attività umana stia accelerando questo processo. Fortunatamente, possiamo identificare i comportamenti che hanno un maggior impatto sul clima, individuando le variazioni delle condizioni al contorno. Quindi, anche se il meteo per il prossimo mese rimarrà sempre un mistero, possiamo agire per proteggere il clima per gli anni a venire.