Meteocastelli

Meteo, prima ondata di caldo africano in arrivo sull’Italia

Meteo in evoluzione su tutta l'Italia: dopo settimane di instabilità primaverile, il quadro atmosferico si appresta a cambiare in modo deciso con l'avvento della prima vera ondata di caldo africano. I prossimi giorni vedranno infatti una rapida escalation delle temperature, che in molte aree supereranno ampiamente i 30°C.   Lunedì 28 e martedì 29 aprile, il meteo manterrà ancora tratti di instabilità, eredità di una circolazione ciclonica che insiste soprattutto sui rilievi del Nord e su alcune zone del Centro-Sud. Tuttavia, sulle pianure settentrionali e lungo la fascia adriatica centrale, si registrerà un primo timido rialzo delle temperature, favorito da un maggiore soleggiamento.  

Da mercoledì 30 aprile il meteo cambia volto

Sarà a partire da mercoledì 30 aprile che il meteo subirà una svolta significativa. L'anticiclone delle Azzorre, in sinergia con l'alta pressione sub-sahariana, imporrà condizioni di stabilità atmosferica e darà il via a un progressivo riscaldamento dell’aria.   Il periodo compreso tra giovedì 1 maggio e il successivo fine settimana rappresenterà il primo vero assaggio d’estate: le temperature schizzeranno su valori decisamente anomali, toccando e superando i 30°C su gran parte della Penisola.   Zone come la Valle Padana, le aree interne del Centro Italia e le isole maggiori, come la Sicilia e la Sardegna, vedranno picchi fino a 32-33°C, regalando giornate dal sapore pienamente estivo.  

Caldo e pure afa

L’arrivo della massa d’aria africana non porterà solo temperature elevate. L’atmosfera sarà carica di umidità, residuo delle ultime piogge, e questo accentuerà la sensazione di afa, rendendo il caldo ancora più opprimente.   Tra le città che si preparano a vivere giornate particolarmente roventi troviamo Bolzano, Trento, Milano, Bologna, Ferrara, Firenze e Roma. Qui, le massime si porteranno fino a 6-8 gradi oltre la media stagionale, consegnando un anticipo d'estate in piena regola.  

Meteo instabile in agguato, attenzione a fine settimana

Nonostante il dominio dell’alta pressione, il meteo potrebbe nuovamente cambiare già verso la fine di domenica e l’inizio della prossima settimana. I modelli previsionali intravedono la possibilità di un nuovo impulso instabile, ma al momento si tratta di una tendenza ancora incerta, che richiederà ulteriori conferme nei prossimi aggiornamenti.

La propagazione delle onde atmosferiche è uno dei settori più complessi della fisica atmosferica moderna. I modelli matematici impiegati per studiare e prevedere il comportamento di queste onde si basano sull'integrazione delle equazioni di Navier-Stokes per fluidi compressibili, abbinate alle equazioni di Maxwell per la componente elettromagnetica.  

• Vibrazione atmosferica indotta: una possibile causa del blackout in Spagna, Francia e Portogallo
• Le vulnerabilità della produzione su larga scala di energia solare ed eolica
• Vibrazione atmosferica naturale: un enigma dietro i blackout su vasta scala

  Le onde atmosferiche di gravità, responsabili di una parte significativa delle vibrazioni naturali, vengono descritte attraverso sistemi di equazioni differenziali non lineari. Queste equazioni includono:

• L'equazione di continuità, che assicura la conservazione della massa atmosferica.
• L'equazione del moto, che descrive come la forza risultante agisce sulle particelle d'aria.
• L'equazione di stato dei gas ideali, adattata per la composizione atmosferica terrestre.
• Le equazioni di energia termica, che tengono conto dei flussi di calore e della radiazione solare.

Alcuni dei modelli più sofisticati utilizzano approcci numerici come il metodo degli elementi finiti o il metodo delle differenze finite per simulare la propagazione delle onde e delle vibrazioni su scala globale. Gli Earth System Models (ESMs), come quelli sviluppati dal Centro Europeo ECMWF o dalla NASA Goddard Institute for Space Studies, integrano anche l'interazione tra atmosfera, oceano e superficie terrestre, fornendo previsioni estremamente dettagliate. Un ulteriore perfezionamento viene dall'uso di modelli accoppiati atmosfera-ionosfera, in grado di prevedere come le fluttuazioni atmosferiche influenzano direttamente l'elettrodinamica del nostro pianeta, un aspetto cruciale quando si analizzano i potenziali effetti sui sistemi elettrici terrestri.  

Simulazione delle correnti geomagneticamente indotte (GIC)

Le correnti geomagneticamente indotte, responsabili principali dei blackout associati a eventi atmosferici estremi, sono simulate utilizzando modelli di conduzione geoelettrica del suolo. Questi modelli prendono in considerazione:

• La resistività del suolo in differenti strati geologici.
• La variazione temporale e spaziale del campo magnetico terrestre.
• I circuiti elettrici complessi delle reti di trasporto ad alta tensione.

I modelli più avanzati, come il Geospace Environmental Modeling (GEM) sviluppato negli Stati Uniti o il European GIC Modelling Network, permettono di prevedere non solo la localizzazione delle correnti anomale, ma anche l'intensità del carico elettrico sulle infrastrutture specifiche.  

Strategie e tecnologie di protezione contro le GIC

Per contrastare gli effetti delle correnti geomagneticamente indotte, molte infrastrutture critiche stanno adottando strategie di mitigazione basate su avanzamenti tecnologici recenti. Tra le tecnologie più promettenti spiccano: Dispositivi di blocco GIC: questi apparati, installati direttamente sui trasformatori ad alta tensione, impediscono alle correnti anomale di penetrare nei circuiti elettrici. Sono progettati per attivarsi automaticamente quando vengono rilevate fluttuazioni anomale del campo geomagnetico. Sistemi di monitoraggio in tempo reale: utilizzano sensori magnetometrici distribuiti lungo la rete elettrica, capaci di rilevare variazioni di campo con una precisione millesimale. I dati raccolti vengono analizzati tramite algoritmi di intelligenza artificiale per anticipare condizioni di rischio elevato. Trasformatori rinforzati: le nuove generazioni di trasformatori ad alta tensione sono progettate con materiali speciali e sistemi di raffreddamento avanzato, in grado di resistere a carichi indotti anche di dieci volte superiori rispetto ai limiti operativi normali. Reti intelligenti (Smart Grids): questi sistemi dinamici permettono di isolare in tempo reale le sezioni danneggiate della rete, evitando che il guasto si propaghi e causi blackout su larga scala. Le smart grids sono in grado di autoadattarsi e riorganizzare i flussi di energia sulla base delle condizioni di stabilità della rete.  

Case studio: la resilienza europea alle tempeste geomagnetiche

In Europa, il progetto EURISGIC (European Risk from Geomagnetically Induced Currents) ha mappato la vulnerabilità delle reti elettriche europee rispetto agli eventi geomagnetici. I risultati hanno evidenziato che le regioni più a rischio sono le aree con suolo altamente resistivo, come le regioni scandinave e il nord della Gran Bretagna. La Norvegia, ad esempio, ha investito in sistemi di protezione avanzata che comprendono il dispiegamento di sensori lungo tutta la rete elettrica nazionale e l'implementazione di trasformatori GIC-proof. Analogamente, il Regno Unito ha sviluppato piani di emergenza che prevedono la messa in stand-by di gruppi elettrogeni di riserva e la riduzione proattiva dei carichi di rete durante le allerte geomagnetiche. Anche il sistema europeo Galileo, l’alternativa europea al GPS statunitense, è stato progettato per resistere a disturbi ionosferici e fluttuazioni geomagnetiche, garantendo un'operatività costante anche durante eventi di tempesta solare.  

Un futuro che necessiterà una ristrutturazione

Il crescente approfondimento nella modellistica matematica e lo sviluppo di tecnologie di difesa avanzata stanno progressivamente migliorando la resilienza delle nostre infrastrutture contro le minacce invisibili delle vibrazioni atmosferiche naturali e delle tempeste solari. Tuttavia, la natura complessa e imprevedibile di questi fenomeni richiede una continua innovazione e cooperazione internazionale per affrontare le sfide future.

Negli ultimi decenni, l'energia solare ed eolica sono state celebrate come le chiavi per una transizione energetica sostenibile. Tuttavia, con l'espansione su vasta scala di questi sistemi, sono emersi rischi e vulnerabilità che non erano stati pienamente previsti durante la loro promozione iniziale. L'Agenzia Internazionale dell'Energia (IEA) e l'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) hanno recentemente messo in evidenza queste problematiche, richiamando l'attenzione su una realtà più complessa di quanto prospettato.  

• Vibrazione atmosferica indotta: una possibile causa del blackout in Spagna, Francia e Portogallo
• Modelli matematici a difesa contro le vibrazioni atmosferiche naturali
• Vibrazione atmosferica naturale: un enigma dietro i blackout su vasta scala

 

Fragilità strutturali e dipendenza dalle condizioni climatiche

L’energia solare e l'energia eolica dipendono in modo diretto e ineludibile da fenomeni meteorologici variabili e imprevedibili. Un sistema basato su queste fonti deve confrontarsi con l'intermittenza: il sole non splende sempre, il vento non soffia con regolarità. Le grandi installazioni fotovoltaiche nei deserti, come quelle in California o nel Sahara, possono trovarsi improvvisamente inefficienti durante eventi di tempeste di sabbia o prolungate giornate nuvolose. Analogamente, parchi eolici offshore come quelli nel Mar del Nord sono soggetti a cicli stagionali e a periodi di calma piatta, che riducono drasticamente la produzione. Il climate change stesso, paradossalmente, accentua queste vulnerabilità: l'aumento di fenomeni estremi come siccità, cicloni e anomalie delle correnti d’aria rende più difficile prevedere la disponibilità di queste risorse. L'IPCC ha sottolineato come la crescente volatilità climatica rischi di compromettere l'affidabilità delle energie rinnovabili.  

Problemi infrastrutturali e di gestione della rete elettrica

La produzione intermittente su vasta scala crea sfide immense anche per la gestione della rete elettrica. Una rete tradizionale, progettata per fonti continue come gas, carbone o nucleare, fatica a integrare l'energia rinnovabile senza adeguati sistemi di accumulo. Quando una grande quantità di energia solare o eolica entra o esce rapidamente dal sistema, si generano fluttuazioni pericolose di tensione e frequenza. Secondo il World Economic Forum, l'infrastruttura di molte reti nazionali non è ancora preparata per gestire una penetrazione superiore al 30% di energia da fonti rinnovabili senza investimenti massicci in tecnologie come batterie su scala industriale, sistemi di demand-response e reti intelligenti (smart grids). Nei casi estremi, come avvenuto in California durante l'estate del 2020, si è arrivati a blackout programmati, perché il sistema non riusciva a bilanciare picchi di domanda con cali di produzione dovuti all'assenza di sole al tramonto.

L'impatto ambientale delle mega-installazioni

Sebbene l'energia eolica e solare siano definite "pulite", la loro implementazione su larga scala genera nuove problematiche ambientali. Le centrali solari a concentrazione nelle aree desertiche, ad esempio, alterano gli ecosistemi locali, aumentando la temperatura del suolo e danneggiando la fauna autoctona, come evidenziato da studi dell’U.S. Fish and Wildlife Service. I parchi eolici offshore influenzano negativamente la fauna marina, disturbando specie sensibili come i cetacei. Le turbine terrestri, oltre a richiedere vaste superfici, generano inquinamento acustico e rappresentano una minaccia per gli uccelli migratori. La costruzione e la manutenzione di questi impianti comportano un impatto significativo in termini di estrazione mineraria. Per esempio, terre rare come il neodimio e il disprosio, fondamentali per la realizzazione di magneti permanenti nelle turbine eoliche, sono estratti tramite processi altamente inquinanti, spesso in paesi come la Cina dove le regolamentazioni ambientali sono meno restrittive.  

Vulnerabilità geopolitiche e dipendenza da catene di fornitura globali

Una questione spesso trascurata riguarda la dipendenza geopolitica legata ai materiali critici. L'espansione dell'energia solare ed eolica ha reso necessaria una quantità enorme di materiali come litio, cobalto, rame e le già citate terre rare. Queste risorse sono concentrate in poche aree del mondo, principalmente in Cile, Repubblica Democratica del Congo e Cina. L’International Energy Agency ha avvertito che eventuali tensioni geopolitiche o strozzature nelle catene di approvvigionamento potrebbero mettere seriamente a rischio l'intero comparto delle rinnovabili. La corsa ai materiali critici sta inoltre alimentando nuove forme di neocolonialismo minerario, con implicazioni etiche ed economiche non trascurabili.  

Rischi di sicurezza e resilienza agli attacchi

L'infrastruttura su larga scala di energia solare ed eolica presenta anche nuovi rischi di sicurezza. Essendo fortemente dipendente da reti digitali per la gestione e il monitoraggio, il sistema è vulnerabile a cyberattacchi. Esperti di sicurezza come quelli del MIT (Massachusetts Institute of Technology) avvertono che reti distribuite, senza protezioni adeguate, possono essere bersagliate da hacker che puntano a destabilizzare la fornitura energetica nazionale. L'attacco a una rete di centrali solari o a un cluster di turbine eoliche potrebbe avere impatti devastanti, molto più rapidi e meno prevedibili di quelli su impianti fossili tradizionali.  

Costi nascosti e problemi di sostenibilità economica

L'illusione di energia rinnovabile "a costo zero" è stata progressivamente smentita da analisi più dettagliate. Le spese per la manutenzione, il ripristino ambientale, la gestione dei rifiuti a fine ciclo (specialmente per i pannelli solari, che contengono materiali tossici come il piombo e il cadmio) non sono trascurabili. Secondo un rapporto di BloombergNEF, i costi di smaltimento dei pannelli solari potrebbero superare i benefici economici generati dalla loro produzione entro il 2040, a meno di innovazioni significative nei processi di riciclaggio. Anche le turbine eoliche, una volta dismesse, presentano gravi problemi di gestione, poiché molte parti, in particolare le pale in materiale composito, sono difficilmente riciclabili e spesso finiscono in discariche specializzate.  

Attuali strategie politiche

I governi, nel loro entusiasmo di raggiungere gli obiettivi di neutralità carbonica, hanno spesso trascurato queste criticità. Gli incentivi massicci e le sovvenzioni, come quelle approvate dal Green Deal europeo o dal Inflation Reduction Act negli Stati Uniti, hanno spinto una corsa alla costruzione di impianti senza una parallela strategia di lungo termine per la gestione dei rischi. Come evidenziato da un’analisi pubblicata da Nature Energy, senza una pianificazione accurata, la dipendenza esclusiva da solare ed eolico potrebbe generare una nuova forma di vulnerabilità energetica, sostituendo l'instabilità climatica alla storica dipendenza dai combustibili fossili.