Il modello EC-Earth

Il modello globale del sistema Terra EC-Earth

Contatto: Paolo Davini

EC-Earth è un modello climatico globale (Hazeleger et al., 2010, 2012, Doescher et al. 2020) sviluppato da un consorzio composto da 27 istituti di ricerca Europei e nel cui sviluppo il CNR-ISAC riveste un ruolo di primo piano da molti anni.

Il consorzio EC-Earth ha partecipato già nel 2012 al progetto CMIP5, producendo, con il contributo del CNR-ISAC, un ensemble di simulazioni con EC-Earth v2 molto utilizzate dalla comunità scientifica negli anni passati. Numerosi lavori basati su EC-Earth sono comparsi nella letteratura peer-reviewed e hanno così contribuito al quinto Assessment report (AR5) del IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) (IPCC, 2013). EC-Earth v2 è stato infatti utilizzato in molteplici tipologie di studi, dalla ricerca paleoclimatica alle proiezioni climatiche (e.g. Palazzi et al. 2013) fino a previsioni su scala stagionale (e.g. Prodhomme et al., 2016; Haarsma et al., 2019) e decennale  (e.g. Guemas et al., 2013; Hazeleger et al. 2103a; 2013b; Corti et al. 2015).

Per partecipare al nuovo sforzo congiunto per CMIP6, il consorzio ha sviluppato una nuova versione di EC-Earth, indentificata come EC-Earth3 (Doescher et al. 2020). Numerose simulazioni climatiche sono state realizzate e studiate negli ultimi cinque anni con questa versione del modello da ricercatori del CNR-ISAC (e.g. Davini et al. 2015a,b; Davini et al. 2017a,b; Palazzi et al, 2019; Yang et al. 2019; Meccia et al. 2020).

Le più recenti proiezioni climatiche per CMIP6 prodotte dal CNR-ISAC sono ad oggi disponibili per moltissime variabili ad una risoluzione orizzontale di circa 80 km per l’atmosfera e circa 1 grado per l’oceano, con una risoluzione  temporale a partire da 3 ore. Due versioni del modello sono disponibili, una “standard” (EC-Earth3) ed una che include un modulo di vegetazione dinamica (EC-Earth3-Veg). Le simulazioni realizzate coprono sia il periodo storico che quello futuro. Per quest’ultimo sono stati esplorati un ampio spettro di possibili scenari di emissioni a partire da situazioni dove ci si aspetta una significativa riduzione delle stesse (SSP1-1.9, SSP1-2.6), passando per scenari intermedi (SSP2-4.5) fino a situazioni “bussiness-as-usual” (SSP3-7.0 and SSP5-8.5, 4xCO2). I dati sono distribuiti attraverso un data node ESGF (Earth System Grid Federation) presso CINECA e diverse diagnostiche delle simulazioni sono disponibili online.

Nel video sopra, le simulazioni eseguite con il modello climatico EC-Earth3 del CNR-ISAC mostrano due possibili evoluzioni della temperatura superficiale in funzione di diversi livelli di emissioni di gas serra. Queste simulazioni vengono eseguite a partire dal 1850, quando l’impatto dell’uomo sul clima era trascurabile, fino all’anno 2100. A sinistra, c’è uno scenario ottimistico (noto come SSP1-2.6) in cui le emissioni globali vengono ridotte a partire dal 2020, portando a un aumento moderato della temperatura media globale. A destra, c’è uno scenario senza mitigazione (chiamato SSP5-8.5) in cui le emissioni crescono massicciamente nel 21° secolo, portando a un aumento di oltre 6 gradi della temperatura globale. Si prega di notare che, a causa della dinamica del sistema terrestre, il riscaldamento nella regione europea sarà maggiore rispetto al segnale globale.

È disponibile anche un archivio supplementare di simulazioni ad alta risoluzione (fino a 16km) girate con EC-Earth3, consistenti con il protocollo HighResMIP (Haarsma et al. 2016, 2020) (Climate SPHINX), utile per studiare l’impatto della risoluzione sulla variabilità climatica del modello nel presente e nel futuro.

Il consorzio di EC-Earth si sta adesso concentrando nello sviluppo della nuova generazione del modello, EC-Earth4, che sarà fondata sull’utilizzo di OpenIFS, permettendo così una più ampia diffusione del modello stesso (anche a scopi didattici), un più rapido aggiornamento ed una più stretta cooperazione con ECMWF.

References

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