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Abstract: I modelli climatici d’avanguardia soffrono di limitazioni sostanziali, poiché le nubi rimangono la principale fonte di incertezza. Tale incertezza si propaga in modo non lineare nelle previsioni della temperatura globale, della sensibilità climatica e degli eventi estremi, minando la fiducia nelle proiezioni a lungo termine. Anche in scenari di emissioni ottimistici, i modelli attuali mostrano incertezze sulla temperatura a lungo termine che raggiungono gli 1,8°C, un valore allarmante se confrontato con la soglia dei 2°C considerata critica per gli ecosistemi e le società umane.
SYNONIM affronta questo ostacolo fondamentale introducendo una descrizione della microfisica delle nubi di ghiaccio fisicamente fondata e predittiva, con l’obiettivo di innalzare l’affidabilità delle proiezioni climatiche a un livello senza precedenti.
I bias legati alle nubi derivano in gran parte da assunzioni globali semplificate sulla microfisica, in particolare sulla dimensione e sulla forma (habit) delle particelle di ghiaccio. Per superare questo limite, SYNONIM introduce un quadro teorico pionieristico, ispirato alle teorie di gauge della fisica fondamentale, per prevedere l’evoluzione della forma dei cristalli di ghiaccio. Per la prima volta, l’evoluzione dell’habit viene modellata come un processo stocastico guidato da temperatura e umidità, estendendo la dinamica di crescita classica e collegando esplicitamente la variabilità della forma dei cristalli alle condizioni atmosferiche misurabili.
Questo schema permette di derivare distribuzioni robuste delle forme dei cristalli, che verranno utilizzate come input per algoritmi avanzati di recupero dati (retrieval) applicati a osservazioni in situ e da telerilevamento multi-piattaforma, raccolte negli ultimi 30 anni in regioni climatologiche strategicamente rilevanti. Le statistiche globali risultanti sulla dimensione e sulla forma delle particelle forniranno vincoli osservativi senza precedenti sulle proprietà radiative delle nubi di ghiaccio.
Integrando questi vincoli direttamente negli schemi radiativi di modelli climatici selezionati, SYNONIM ridurrà drasticamente le incertezze negli effetti radiativi delle nubi, consentendo un salto di qualità nella capacità predittiva dei modelli climatici e sostenendo strategie robuste per la mitigazione del clima.