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La CO2 influenza le precipitazioni del clima mediterraneo

Condotto dall’Istituto di scienze dell’atmosfera e del clima del CNR di Bologna, un nuovo studio evidenzia la rapidità con la quale le alte concentrazioni di CO2 presenti nell’atmosfera possono influenzare le precipitazioni nelle regioni a clima mediterraneo.

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Credits: Felix Wolf da Pixabay

Le regioni con clima mediterraneo pagano gli elevati livelli di CO2 con un brusco e rapido calo delle precipitazioni

 

(Rinnovabili.it) – Il cambiamento climatico, e specificamente l’alta concentrazione di CO2 presente nell’aria, stanno influenzando pesantemente le precipitazioni nelle regioni caratterizzate da un clima mediterraneo. Ad indagare questi meccanismi è un nuovo studio condotto da Giuseppe Zappa dell’Istituto di Scienze dell’Atmosfera e del Clima del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr-Isac) di Bologna, insieme all’Università di Reading e all’Imperial College di Londra (Leggi anche: Così il riscaldamento globale sta influenzando le precipitazioni)

 

La vulnerabilità del clima mediterraneo, caratterizzato da estati calde e secche, era già stata indagata da precedenti ricerche. In quelle occasioni, si era osservato che le aree interessate da queste condizioni climatiche (zone non a caso indicate come “hot spot” del cambiamento climatico), tendono a divenire sempre meno piovose durante i periodi invernali proprio a causa del riscaldamento globale. Pubblicato sulla rivista Pnas, il nuovo lavoro ha però evidenziato il ruolo delle emissioni climalteranti e la modalità con cui queste stiano partecipando a questo meccanismo.

 

Ogni volta che della CO2 viene immessa in atmosfera”, ha spiegato Zappa,questa inizia immediatamente ad influenzare il clima, ma la risposta climatica che ne consegue evolve su diverse scale temporali. Questo significa che ci sono aspetti del cambiamento climatico che si manifestano in modo lento e continueranno a svilupparsi per secoli, come per esempio l’innalzamento dei mari. Altri, invece, sono rapidi e possono essere controllati rapidamente stabilizzando le concentrazioni di CO2 in atmosfera.

 

Condotta attraverso l’analisi di simulazioni di modelli sul clima, la ricerca evidenzia proprio la rapidità con cui le precipitazioni si sono ridotte a causa della CO2, specialmente nella regione cilena. “Al contrario di quanto si pensava”, ha continuato Zappa, “la quantità di precipitazione nelle regioni con clima mediterraneo non evolverà semplicemente di pari passo con il grado di riscaldamento globale nel corso dei prossimi secoli, ma è controllata da distinte scale temporali”.

 

La causa di queste scale temporali è stata  identificata nell’evoluzione del riscaldamento oceanico che dipende dall’aumento delle emissioni: in base ai  modelli climatici presi in considerazione dagli scienziati, il riscaldamento superficiale dell’oceano non è omogeneo, ma mostra piuttosto un andamento a macchia di leopardo, in cui solo alcune aree sono maggiormente soggette ad un rapido riscaldamento. A sua volta, questo fenomeno sembrerebbe favorire una variazione nella circolazione atmosferica invernale responsabile del calo delle precipitazioni nei climi mediterranei.

 

Gli alti livelli di CO2 nell’aria, dunque, possono avere un rapido impatto sul riscaldamento di alcune zone dell’oceano che, a sua volta, crea delle variazioni atmosferiche che riducono le precipitazioni. Questo, però, significa che stabilizzare i livelli di CO2 potrebbe consentire un’inversione di rotta e il beneficio per le risorse idriche e per l’intero ecosistema sarebbe tutt’altro che irrilevante.

 

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Turbine eoliche ad asse verticale, efficienza migliorata del 200%

Dall'EPFL svizzero il primo studio che applica un algoritmo di apprendimento automatico alla progettazione della pale delle turbine VAWT

Turbine eoliche ad asse verticale
via depositphotos

Nuovi progressi per le turbine eoliche ad asse verticale

Un aumento dell’efficienza del 200% e una riduzione delle vibrazioni del 70%. Questi due dei grandi risultati raggiunti nel campo delle turbine eoliche ad asse verticale,  presso l’UNFoLD, il laboratorio di diagnostica del flusso instabile della Scuola Politecnica Federale di Losanna (EPFL). Il merito va a Sébastien Le Fouest e Karen Mulleners che, in un’anteprima mondiale hanno migliorato questa specifica tecnologia impiegando un algoritmo di apprendimento automatico.

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Turbine eoliche VAWT, vantaggi e svantaggi

Si tratta di un progresso a lungo atteso dal comparto. Le turbine eoliche ad asse verticale o VAWT per usare l’acronimo inglese di “Vertical-axis wind turbines” offrono sulla carta diversi vantaggi rispetto ai classici aerogeneratori ad asse orizzontale. Ruotando attorno ad un asse ortogonale al flusso in entrata, il loro lavoro risulta indipendente dalla direzione del vento, permettendogli di funzionare bene anche nei flussi d’aria urbani. Inoltre offrono un design più compatto e operano a frequenze di rotazione più basse, il che riduce significativamente il rumore e il rischio di collisione con uccelli e altri animali volanti. E ancora: le parti meccaniche della trasmissione possono essere posizionate vicino al suolo, facilitando la manutenzione e riducendo i carichi strutturali.

Perché allora non sono la scelta dominante sul mercato eolico? Come spiega lo stesso Le Fouest, si tratta di un problema ingegneristico: le VAWT funzionano bene solo con un flusso d’aria moderato e continuo. “Una forte raffica aumenta l’angolo tra il flusso d’aria e la pala, formando un vortice in un fenomeno chiamato stallo dinamico. Questi vortici creano carichi strutturali transitori che le pale non possono sopportare“, scrive Celia Luterbacher sul sito dell’EPFL.

Energia eolica e algoritmi genetici

Per aumentare la resistenza, i ricercatori hanno cercato di individuare profili di inclinazione ottimali.  Il lavoro è iniziato montando dei sensori, direttamente su una turbina in scala ridotta, a sua volta accoppiata ad un ottimizzatore funzionante con algoritmi genetici di apprendimento. Di cosa si tratta? Di una particolare tipologia di algoritmi euristici basati sul principio della selezione naturale.

Quindi muovendo la pala avanti e indietro con angoli, velocità e ampiezze diverse, hanno generato una serie di profili di inclinazione. “Come in un processo evolutivo, l’algoritmo ha selezionato i profili più efficienti e robusti e ha ricombinato i loro tratti per generare una ‘progenie’ nuova e migliorata”. Questo approccio ha permesso a Le Fouest e Mulleners non solo di identificare due serie di profili di passo che contribuiscono a migliorare significativamente l’efficienza e la robustezza della macchina, ma anche di trasformare la più grande debolezza delle turbine eoliche ad asse verticale in un punto di forza. I risultati sono riportati su un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Nature Communications.

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Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.