Uragani a prova di Matematica

On July 29, 2010

Scoperta una relazione tra il numero di uragani e l'energia sprigionata indipendente dall'anno e dall'area dove hanno avuto luogo. La ricerca suggerisce come sia possibile prevedere la traiettoria degli uragani ma non la loro intensità.

Alcuni ricercatori del Mathematics Research Centre (CRM) e dell' Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) hanno scoperto una relazione matematica tra il numero di uragani avvenuti in alcune parti del pianeta e l'energia rilasciata.

Tale formula è valida per i diversi uragani studiati, indipendentemente da quando e dove si sono verificati.

La ricerca, pubblicata sull'edizione online di Nature Physics, indica come sia però difficile predire l'evoluzione della loro intensità.

Gli studiosi hanno osservato che la probabilità che si sviluppi un uragano devastante sia inferiore rispetto a quella di uno modesto. I ricercatori del CRM e del dipartimento di Fisica dell'UAB hanno analizzato i dati corrispondenti ai cicloni tropicali (generico nome usato per gli uragani) avvenuti in diverse parti del pianeta tra il 1945 e il 2007. Gli scienziati hanno individuato che tale relazione segue una legge di potenza, formula matematica che i cicloni soddisfano indipendentemente da dove e quando essi avvengono.

Questa fondamentale scoperta ha portato i ricercatori a osservazioni più generali sulle caratteristiche degli uragani.

La prima conclusione afferma che la dinamica degli uragani si basa su alcuni meccanismi critici che rendono impossibile predire la loro intensità. Uno degli aspetti tradizionalmente studiati dagli enti che monitorano il pericolo degli uragani, è la previsione della loro intensità, poiché questo determina il grado di allerta e prevenzione che devono essere usate nelle aree abitate. Nonostante gli sforzi degli scienziati e le risorse investite i risultati ottenuti finora non sono stati soddisfacenti, sebbene le previsioni della traiettoria degli uragani siano state migliorate considerevolmente. Il fatto che gli uragani seguano questa legge di potenza come fanno altri fenomeni naturali che rilasciano una grande quantità di energia, come ad esempio i terremoti, solleva dei dubbi sulla possibilità di predire l'evoluzione della loro intensità.

Le dinamiche che regolano gli uragani più intensi sono le stesse che regolano le tempeste tropicali minori.

Il modo in cui una piccola tempesta evolve e si trasforma in un uragano catastrofico è legato al comportamento delle fluttuazioni, ovvero se le fluttuazioni che amplificano la tempesta sono più forti di quelle che tendono a dissiparla. Non è possibile individuare uno specifico elemento che determini in anticipo l'andamento delle fluttuazioni, perciò l'evoluzione dell'intensità dell'uragano non può essere prevista.

Il secondo risultato dello studio è legato agli effetti del riscaldamento globale sul comportamento dei cicloni tropicali. E' stato osservato che il recente aumento dell'attività nel Nord Atlantico segue una struttura analoga a quella di passati periodi di intensa attività. Sebbene ci sia stato un drammatico aumento nel numero di uragani avvenuti nel Nord Atlantico dalla metà degli anni 90, rispetto agli anni 70, la distribuzione odierna risulta simile a quella anni 50.

Questo incremento quindi non può essere spiegato solamente sulla base del cambiamento climatico. In ogni caso, la ricerca evidenzia l'esistenza di una relazione tra il riscaldamento globale e la distribuzione dei cicloni tropicali.

La relazione individuata dai ricercatori mostra come il numero di uragani sia inversamente proporzionale all'energia rilasciata, con l'eccezione degli uragani di grande intensità per i quali la relazione non viene soddisfatta.

La soglia di validità della formula è legata a fattori come la temperatura media della superficie del mare e il fenomeno del El Niño, ad esempio a temperature più elevate tale valore si trova a livelli di energia più alti.