L'Accademia americana delle scienze dell'Università di Austin, in Texas, il 9 settembre scorso ha pubblicato una ricerca dal titolo "Valutazione su scala globale delle anomalie delle precipitazioni urbane". Questa ricerca riporta un’analisi globale delle anomalie delle precipitazioni urbane che comprendono oltre mille città in tutto il mondo.
Mentre studi precedenti si sono concentrati sull'impatto dell'urbanizzazione sulle precipitazioni per città specifiche o casi isolati di temporali, la ricerca PNAS apre un terreno innovativo mappando gli hotspot delle precipitazioni urbane globali tra il 2001 e il 2020, mostrando evidenti anomalie delle precipitazioni urbane, specialmente nei climi caldi e umidi.
L’urbanizzazione ha accelerato notevolmente in tutto il mondo negli ultimi decenni. Sebbene ricerche precedenti abbiano indagato sulle influenze urbane sulle precipitazioni per città specifiche o casi di temporali selezionati, un esame completo delle anomalie delle precipitazioni urbane su scala globale rimane limitato. I risultati ci raccontano che in oltre il 60% delle città vi sono più precipitazioni rispetto alle aree rurali circostanti. Inoltre, la grandezza di queste isole umide urbane è quasi raddoppiata negli ultimi 20 anni.
L’urbanizzazione continua ad essere uno dei fattori dominanti di copertura del suolo e di cambiamento dell’uso del suolo. Nelle aree urbane, la popolazione in rapida crescita deve affrontare una crescita dell'esposizione e della vulnerabilità ai pericoli naturali, inclusi ma non limitati a temperature estreme e inondazioni. Questa suscettibilità è esacerbata dal rapido ritmo di urbanizzazione e attività antropiche concomitanti, come l'emissione di gas serra e inquinanti atmosferici. Le prove scientifiche sottolineano l'impatto di questi fattori legati all'urbanizzazione sui modelli climatici a lungo termine e il verificarsi di eventi meteorologici estremi.
Le isole di calore, una caratteristica climatica notevole dell'urbanizzazione, contribuiscono alla dinamica delle precipitazioni. In particolare nella stagione estiva, il feedback dinamico delle isole di calore urbane favorisce le precipitazioni convettive, in particolare sul lato sottovento delle città. Le piogge convettive hanno origine dall'ascesa di una massa d'aria che si è riscaldata al contatto con la superficie terrestre. Salendo in quota dove la temperatura diminuisce e l'umidità contenuta nell'aria condensa dando origine alla pioggia. Considerando la morfologia urbana, gli edifici alti densamente presenti nelle aree urbane aumentano la rugosità superficiale. Questa rugosità accresciuta può rallentare il flusso d'aria, prolungare la durata delle precipitazioni e alterare la struttura delle tempeste.
Al contrario, la sostituzione di una copertura vegetale e di superfici di terreno permeabili con strutture impermeabili diminuisce l'evapotraspirazione, riducendo l'umidità atmosferica regionale e impedendo lo sviluppo delle precipitazioni urbane. Gli aerosol antropogenici influenzano anche le precipitazioni urbane attraverso processi microfisici. Gli aerosol sono particelle solide o liquide sospese nell'aria e provengono da processi naturali (erosione del suolo, spruzzi marini, incendi boschivi, vulcani, ecc.) o antropici (combustione di petrolio, gas, legno, agricoltura, traffico, ecc.). Sebbene siano dannose per la salute, sono l'unico elemento dell'atmosfera in grado di raffreddare il clima. Questi aerosol fungono da nuclei di condensazione delle nubi e nuclei di ghiaccio, aiutando l'inizio delle precipitazioni, ma possono anche ostacolare le precipitazioni riducendo il contenuto di umidità e raffreddando l'atmosfera, il che aumenta la stabilità atmosferica e impedisce il processo di precipitazione.
RISULTATI:
- Il 63% delle 1.056 città indagate in tutto il mondo mostra isole umide urbane, il ché significa maggiori precipitazioni nelle città che nelle aree rurali periferiche.
Le più alte percentuali di anomalie positive delle precipitazioni urbane sono state notate per le città in Africa e Oceania. Complessivamente, l’85% e il 71% delle città dell’Africa e dell’Oceania hanno precipitazioni annuali medie più alte rispetto alle loro aree rurali, che potrebbero essere influenzate dallo sviluppo urbano e dalle condizioni climatiche e topografia locali come le alte temperature. La Fig.1 mostra una mappa spaziale delle anomalie delle precipitazioni annuali urbane globali. Come si può notare le anomalie delle precipitazioni urbane differiscono tra i continenti. (estrema magnitudo delle precipitazioni urbane (i) e la frequenza (ii) le anomalie per le città globali in base alle diverse zone climatiche. Secondo la classificazione climatica di Koppen, la terza lettera, “a”, “b” e “c”, indica un’estate calda, calda e fredda, e “h” e “k” indicano caldo e freddo.)- Le città sono più inclini a sostanziali anomalie delle precipitazioni urbane in climi caldi e umidi rispetto ai climi freddi e secchi.
- Le città con popolazioni più grandi, i pronunciati effetti dell'isola di calore urbano e i carichi di aerosol più elevati mostrano anche notevoli miglioramenti delle precipitazioni.
- Lo studio evidenzia che le anomalie delle precipitazioni urbane, proprio come le isole di calore urbane, possano essere collegate allo sviluppo urbano. Un indicatore chiave dello sviluppo urbano è la dimensione dell'impronta urbana. Troviamo che il 67% della metà più grande delle città esibisce isole umide urbane rispetto al 58% nella metà minore. Questo aumento delle anomalie positive delle precipitazioni urbane è attribuito sia allo sviluppo urbano che ai cambiamenti delle condizioni meteorologiche regionali negli ultimi due decenni. Inoltre, notiamo un aumento delle anomalie medie delle precipitazioni urbane con l'aumento della popolazione. Alla grandezza di anomalie delle precipitazioni urbane concorrono anche fattori montuosi o costieri.
- I dati indicano che il 56% (51%) delle città costiere globali e il 40% (32%) delle città interne globali stanno vivendo precipitazioni estreme più frequenti rispetto alle aree rurali vicine. Inoltre, le città costiere hanno maggiori probabilità di sperimentare anomalie di precipitazioni urbane estreme positive rispetto alle città interne.
- La variabilità dell’elevazione urbana (o rilievo topografico) è un fattore importante nelle anomalie delle precipitazioni negative. Cioè, le città della pianura o della valle ricevono precipitazioni meno annuali rispetto alle aree rurali circostanti, mentre le città in pianura o sugli altopiani hanno maggiori probabilità di sperimentare anomalie di precipitazioni annuali positive.
- La popolazione ha la più grande correlazione con l'anomalia delle precipitazioni annuali urbane rispetto ad altri fattori ambientali e di urbanizzazione. Oltre alla densità di popolazione, le aree urbane sono anche le principali fonti di aerosol e calore antropogenico.
In sintesi, lo studio - supportato anche dalla Nasa - mostra che nelle città piove di più che nelle campagne circostanti: colpa dell’effetto isola di calore, generato dalle emissioni di gas serra, e della presenza di edifici alti, che alterano lo spostamento delle masse d’aria. Al di là dell’influenza prevista del clima locale, i loro risultati rivelano che livelli più elevati di urbanizzazione aumentano le anomalie delle precipitazioni urbane. Dove si concentra un maggior numero di abitanti si creano aree urbane più dense, con maggiori emissioni di gas serra e dunque più calore. Palazzi e grattacieli, inoltre, possono rallentare o bloccare i venti, “determinando un più forte movimento dell’aria verso l’alto. Questo movimento promuove la condensazione del vapore acqueo e la formazione di nuvole, che sono condizioni critiche per la produzione di precipitazioni”. Il susseguirsi di eventi di maltempo combinato alla presenza di asfalto e cemento che impermeabilizzano il suolo, potrebbe così diventare l’innesco di inondazioni improvvise sempre più frequenti a causa del cambiamento climatico.
Questa ricerca non solo approfondisce la nostra comprensione di come le città modellano le precipitazioni, ma stabilisce anche le basi per incorporare le considerazioni di urbanizzazione nelle future proiezioni delle precipitazioni.
Il Sole 24 Ore, ad inizio agosto, utilizzando dati dell'Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA), ha pubblicato l’evoluzione dello scenario ambientale in Italia dal 1951 al 2022, prendendo in esame le precipitazioni totali, quelle riferite alle nevicate e la variazione della temperatura media. Tramite il modello BIGBANG, è stata analizzata, allo stato attuale, la situazione idrologica nazionale dal 1951 fornendo un quadro di dettaglio delle componenti del bilancio idrologico e della risorsa idrica rinnovabile.
Nei grafici a lato è rappresentata la triplice fotografia che mostra la variazione tra primo ed ultimo anno di analisi, declinandolo poi nelle corrispondenti tre mappe con granularità regionale (il cui gradiente vira dal rosso intenso per i valori meno incoraggianti al blu per quelli meno preoccupanti).
Nel confronto fra primo ed ultimo anno in analisi, a livello regionale le differenze più significative si sono registrate prevalentemente nell’Italia centro settentrionale, ed in particolar modo in Lombardia, Piemonte e Valle d’Aosta per quanto riguarda le preciptazioni complessive, mentre per la neve la contrazione più significativa è avvenuta in Emilia Romagna, Toscana e Sardegna (unici tre valori “oltre” il 90% di diminuzione); la Valle d’Aosta è invece la regione maggiormente impattata dall’innalzamento delle temperature medie, staccando nettamente il Trentino Alto Adige, a sua volta ben distante da tutti gli altri casi regionali.
* Foto di Inge Maria su Unsplash
Per la Redazione - Serena Moriondo