I temporali estivi sono generalmente più frequenti, intensi e concentrati sulle città che sulle aree rurali circostanti. Nuove osservazioni dettagliate di otto città e dei loro dintorni potrebbero cambiare il modo in cui gli urbanisti si preparano ad affrontare le alluvioni nelle loro città, soprattutto con l'espansione delle aree urbane e con i cambiamenti climatici che alterano i fenomeni meteorologici in tutto il mondo.

E’ quanto emerge da un nuovo studio internazionale appena pubblicato su Earth's Future, una rivista dell’American Geophysical Union ad accesso libero che pubblica ricerche interdisciplinari sul passato, il presente e il futuro del nostro pianeta e dei suoi abitanti. La ricerca rileva che si formano più tempeste nelle aree urbane e nei loro confini rispetto alle aree circostanti e che le città più grandi intensificano le precipitazioni più marcatamente rispetto alle città caratterizzate da estensioni minori.

I ricercatori hanno utilizzato sette anni di dati meteorologici ad alta risoluzione di otto città in Europa e negli Stati Uniti (Milano, Italia; Berlino, Germania; Londra e Birmingham, Regno Unito; Phoenix, Arizona; Charlotte, North Carolina; Atlanta, Georgia; e Indianapolis, Indiana) per monitorare la formazione e tracciare l'intensità dei temporali estivi nelle città e nei loro dintorni. Le città selezionate variano per dimensioni, clima e forma urbana, ma si trovavano tutte in regioni relativamente pianeggianti e lontane da grandi corpi idrici, fattori che possono influenzare i fenomeni di precipitazione locali.

I ricercatori hanno seguito la formazione e l'evoluzione dei temporali al di fuori e al di sopra delle città e dei loro confini, identificando la direzione, l'intensità media e massima e l'estensione di ciascun temporale.

Lo studio ha consentito di scoprire che in generale si sono formati più temporali sopra le città e i loro confini rispetto alle aree rurali vicine. Le tempeste sono state più intense nei centri urbani o ai margini delle città, come a Berlino e Birmingham. Anche le dimensioni dei centri urbani si sono dimostrate un fattore rilevante, con le città più grandi che hanno registrato una maggiore intensificazione delle precipitazioni rispetto a quelle più piccole: nelle città più piccole le precipitazioni si sono intensificate dallo 0,9% al 3,4% rispetto alle aree rurali circostanti, mentre sono aumentate dal 5,2% all'11% nelle città più grandi.

Alcune città hanno registrato un'intensificazione delle precipitazioni molto più elevata in determinate ore del giorno.

Inoltre, le precipitazioni sono diventate più concentrate nelle aree urbane, fino al 15%. Le precipitazioni concentrate possono gravare sui sistemi di gestione delle acque urbane più delle precipitazioni distribuite in modo uniforme.

“Si prevede che nei prossimi decenni le città diventeranno sempre più popolate e aumenteranno di dimensioni”, ha dichiarato Herminia Torelló-Sentelles, scienziata atmosferica dell'Università di Losanna e autrice principale dello studio. “Essere in grado di quantificare il rischio di inondazioni urbane è importante per la pianificazione urbana e per la progettazione dei sistemi di drenaggio urbano”. Queste precipitazioni concentrate possono infatti aggravare il rischio di alluvioni se le infrastrutture cittadine non sono in grado di gestire i quantitativi di acqua associati ai singoli eventi.

Allo studio ha partecipato anche Francesco Marra, ricercatore del Dipartimento di Geoscienze dell’Università di Padova, esperto di fenomeni estremi in un contesto di cambiamento climatico. “Le precipitazioni intense e brevi sono in aumento in buona parte del mondo a causa del cambiamento climatico” dichiara Marra, che nello studio ha supportato la tracciatura dei sistemi temporaleschi e l’interpretazione fisica dei risultati. “Studi di questo tipo sono fondamentali per poter utilizzare al meglio le simulazioni prodotte dai modelli climatici, che spesso non risolvono i processi fisici e microfisici legati al tessuto urbano”.

I forti temporali aumentano il rischio di inondazioni urbane

Secondo Torelló-Sentelles, diversi fattori potrebbero favorire la creazione e l'intensificazione delle tempeste urbane. Le città sono generalmente più calde dei loro dintorni freschi, umidi e ricchi di vegetazione, un fenomeno noto come isola di calore urbana. Questa potrebbe far sì che l'aria venga attirata verso le città e sollevata. L'aria calda e umida, una volta sollevata si condensa in nubi di pioggia che possono trasformarsi in forti temporali.

Le tempeste si formano spesso anche quando l'aria si solleva sulle catene montuose, producendo nubi di pioggia sulle cime delle montagne. Come le mini-catene montuose, gli skyline delle città possono creare ambienti favorevoli alla risalita di masse d'aria e alla creazione di temporali.

“Si può pensare a una città come a un ostacolo”, ha detto Torelló-Sentelles. “E quando una tempesta si muove verso di essa, l'aria può essere sollevata sopra e intorno ad essa”.

Anche l'inquinamento da aerosol sospeso nell'atmosfera sopra le città può aumentare o diminuire le precipitazioni.

L'impatto combinato della crescita urbana e dei cambiamenti climatici potrebbe mettere a dura prova i sistemi urbani di raccolta delle acque meteoriche e portare a inondazioni più frequenti e gravi.

Sebbene i ricercatori abbiano riscontrato alcune tendenze coerenti tra tutte le città, ogni città ha modificato i fenomeni di precipitazione in modi diversi. Per esempio, mentre nella maggior parte delle città si sono verificati temporali con raffiche di pioggia più forti rispetto alle aree circostanti, a Berlino e Charlotte le precipitazioni sono state più disperse. Ad Atlanta i temporali si sono intensificati maggiormente nelle ore diurne, mentre a Birmingham si sono intensificati solo durante la notte. Inoltre, a differenza delle altre sei città studiate, a Berlino e Phoenix non si sono verificati più temporali sopra la città che nelle aree circostanti.

Questi risultati evidenziano la necessità di strategie di pianificazione urbana individuali e di studi che includano un maggior numero di città, ha dichiarato Torelló-Sentelles. Con i cambiamenti climatici e l'urbanizzazione del mondo, le singole città dovranno sviluppare le proprie strategie di adattamento e mitigazione.

“Dobbiamo studiare una più ampia varietà di città per poter generalizzare i risultati e determinare quali caratteristiche della città hanno i maggiori effetti sul potenziale di modifica delle precipitazioni”, ha affermato l'autrice.

I meccanismi che guidano le precipitazioni urbane sono piuttosto complessi e i ricercatori sottolineano la necessità di approfondire ancora questi processi.

NOTE PER LA STAMPA

TITOLO: “Intensification and changing spatial extent of heavy rainfall in urban areas”, Earth’s Future

LINK ALLA RICERCA: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024EF004505

DOI: https://doi.org/10.1029/2024EF004505

AUTORI:

Herminia Torelló-Sentelles, Università di Losanna

Francesco Marra, Università di Padova

Marika Koukoula, Università di Losanna

Gabriele Villarini, Princeton University

Nadav Peleg, Università di Losanna