Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici - Lloyd's of London
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Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici
Contatti principali Trevor Maynard Responsabile gestione esposizioni e riassicurazione Telefono: +44 (0)20 7327 6141 trevor.maynard@lloyds.com Nick Beecroft Direttore, rischi emergenti e ricerca Telefono: +44 (0)20 7327 5605 nick.beecroft@lloyds.com Sandra Gonzalez Quadro, rischi emergenti e ricerca Telefono: +44 (0)20 7327 6921 sandra.gonzalez@lloyds.com Lauren Restell Quadro gestione esposizioni Telefono: +44 (0)20 7327 6496 lauren.restell@lloyds.com Coautori Il prof. Ralf Toumi è docente di fisica atmosferica presso il dipartimento di fisica dell'Imperial College di Londra. È anche direttore di OASIS LMF Ltd, azienda che promuove il libero accesso per la modellazione delle catastrofi. Lauren Restell lavora nel campo della modellazione delle catastrofi nel mercato londinese dal 2006. Prima di entrare a far parte della gestione delle esposizioni di Lloyd's, ha rivestito incarichi in Aon Benfield e Travelers in seguito al conseguimento di un MSc sui cambiamenti climatici presso l'università dell'East Anglia. Casistiche Le casistiche sono state case fornite da: prof. James Elsner (Climatek), Madeleine-Sophie Déroche (Climate – Knowledge Innovation Centre), dott.ssa Ioana Dima e Shane Latchman (AIR), prof. Rob Lamb, Richard Wylde e Jessica Skeggs (JBA), Iain Willis (EQECAT) e dott. Paul Wilson (RMS). Riconoscimenti Lloyd's desidera ringraziare anche Matthew Foote (Mitsui Sumitomo), Steven Luck (W. R. Berkley Syndicate) e Luke Knowles (Catlin) per il loro contributo al rapporto. Clausola di esclusione di responsabilità Il presente rapporto è stato realizzato da Lloyd's solo a scopo di informazione generale. Sebbene sia stata prestata la massima cura nella raccolta dei dati e nella preparazione del rapporto, Lloyd's non fornisce alcuna dichiarazione o garanzia in merito alla relativa accuratezza o completezza, ed esclude esplicitamente, nella misura massima consentita dalla legge, tutte quelle che potrebbero altrimenti essere implicate. Lloyd's declina qualsiasi responsabilità per eventuali perdite o danni di qualsiasi natura causati a qualsiasi persona come conseguenza di azioni compiute o non compiute in virtù di, o facendo affidamento su, dichiarazioni, fatti, cifre o espressioni di opinioni o convinzioni contenuti in questo rapporto. Questo rapporto non costituisce alcun tipo di raccomandazione. © Lloyd's 2014 Tutti i diritti riservati
Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici
Sommario
1 SINTESI 4
2 INTRODUZIONE 5
3 LA SCIENZA DEI CAMBIAMENTI CLIMATICI 6
4 MODELLAZIONE DELLE CATASTROFI 9
5 SCENARI CATASTROFALI E CAMBIAMENTI CLIMATICI 12
6 CONCLUSIONI E RACCOMANDAZIONI 36
7 APPENDICI 37
8 BIBLIOGRAFIA 40
3
1 Sintesi La ricerca scientifica imputa chiaramente i cambiamenti climatici all'attività dell'uomo. Ciononostante, permane una notevole incertezza circa la natura e l'entità dei cambiamenti del nostro clima e dell'impatto specifico che questo produrrà. Molti degli effetti risulteranno evidenti nei prossimi decenni e per prevederli sono necessarie analisi previsionali, non solo dati storici. I cambiamenti del clima e dei modelli meteorologici sono potenzialmente in grado di incidere sugli eventi meteorologici estremi. Gli assicuratori hanno tutto l'interesse di comprendere l'impatto del cambiamento climatico sulla frequenza di eventi meteorologici estremi. La frequenza di ondate di calore è salita in Europa, Asia e Australia e in un numero maggiore di aree si registra un aumento della percentuale di forti precipitazioni piuttosto che una riduzione. È praticamente certo che dagli anni settanta del secolo scorso si è rilevato un incremento della frequenza e intensità dei cicloni tropicali più forti nel bacino Nord Atlantico. La tecnologia di modellazione delle catastrofi viene oggi utilizzata ampiamente da assicuratori, riassicuratori, governi, mercati dei capitali e altre entità finanziarie. È parte integrante di qualsiasi organizzazione che si occupa di rischio di catastrofi naturali ed è utilizzata più comunemente per eseguire attività quali selezione dei rischi e sottoscrizione, riserva e tariffazione, sviluppo di strategie di mitigazione, progettazione di meccanismi di trasferimento del rischio, gestione di esposizioni e aggregati, ottimizzazione del portafoglio, pricing, prassi decisionale della riassicurazione e creazione di capitali. I modelli consentono di quantificare la nostra comprensione del mondo naturale. Le tendenze dei cambiamenti climatici possono essere implicitamente integrate per gli scenari catastrofali, considerato il massiccio utilizzo di dati storici per la loro realizzazione; tuttavia, queste TENDENZE non sono necessariamente esplicitamente integrate nel risultato della modellazione. Le incertezze associate alla stima della portata e frequenza degli eventi più estremi indicano che l'impatto dei cambiamenti climatici può essere difficile da tenere in considerazione nei modelli di rischio. L'incidenza delle perdite derivanti dagli uragani è influenzata da numerosi fattori collegati ai cambiamenti climatici, quali l'aumento del livello del mare e la temperatura della superficie del mare. Esiste una relazione tra le temperature della superficie del mare e la forza degli uragani che suggerisce una graduale tendenza all'aumento. È pertanto estremamente importante che questi cambiamenti siano modellati accuratamente. I 20 centimetri approssimativi di innalzamento del livello del mare nella punta più a sud dell'isola di Manhattan hanno aumentato del 30% nella sola New York i danni materiali dovuti alle ondate di tempesta dell'uragano Sandy. Ulteriori innalzamenti del livello del mare in quest'area potrebbero aumentare in modo non lineare potenziali perdite dovute a tempeste di simile violenza. I modelli per gli scenari catastrofali che plasmano in modo dinamico le ondate di tempesta sulla base dell'attuale livello del mare medio tengono già in considerazione questo maggiore rischio nelle loro previsioni. Nei prossimi decenni, i modelli per gli scenari climatici continueranno a prevedere gli impatti delle condizioni meteorologiche estreme. EQECAT mostra come i futuri scenari climatici potrebbero registrare aumenti della frequenza di tempeste intense in Europa, con un possibile spostamento delle traiettorie delle tempeste verso le latitudini settentrionali. JBA evidenzia che i cambiamenti climatici hanno già aumentato la probabilità di alluvioni nel Regno Unito, come quella del 2000, e che una precipitazione su cinque potrebbe risultare il 40% più ampia in futuro.
Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici
2 Introduzione
Negli ultimi anni, il settore assicurativo ha subito notevoli perdite a causa di eventi atmosferici estremi. Il
2011 è considerato un anno record per le catastrofi naturali, con sinistri assicurati che sono costati al settore
i
più di 127 miliardi di dollari . Una serie di catastrofi alla fine degli anni ottanta e all'inizio degli anni novanta
del secolo scorso ha posto il settore assicurativo davanti a una grande sfida. L'adozione di modelli per gli
scenari catastrofali naturali negli anni novanta ha permesso al settore di analizzare e misurare il rischio in
modo più preciso. Oggi, l'impiego di questi strumenti è diventato la norma. Vista la prevalenza di modelli per
gli scenari catastrofali nel settore assicurativo e l'aumento di costi degli eventi meteorologici estremi, la
precisione dei risultati dell’attività di modellazione è un interesse primario per gli assicuratori. La possibilità
che i cambiamenti climatici possano favorire modificazioni nella gravità e probabilità degli eventi
meteorologici estremi potrebbe avere ripercussioni sulla precisione dei modelli per gli scenari catastrofali
naturali. Questa relazione valuta se e come questi modelli prendono in considerazione i cambiamenti
climatici attraverso una serie di casistiche fornite da vari provider di modelli sia accademici che commerciali.
Il sistema climatico globale della Terra si sta riscaldando. Questa conclusione è supportata da un grande
insieme di prove presentate nella letteratura scientifica e nel modo più completo nei cinque rapporti di
valutazione pubblicati dal Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico (Intergovernmental
1
Panel on Climate Change, IPCC) . L'innalzamento delle concentrazioni di gas serra nell'atmosfera, dovuto
prevalentemente all'attività dell'uomo, come ad esempio la combustione di combustibili fossili e i
cambiamenti di uso del suolo, provocano un aumento dell'effetto serra naturale del pianeta e un maggiore
riscaldamento della superficie terrestre. L'energia in più catturata viene immagazzinata in gran parte negli
oceani. Questo effetto, combinato con il riscaldamento delle temperature atmosferiche sulla superficie del
pianeta, modifica il sistema climatico fisico. Un esempio è l'impatto sul ciclo idrologico sotto forma di modifica
delle precipitazioni, cambiamenti della circolazione atmosferica e dei modelli meteorologici, riduzione dei
ghiacci globali e della copertura nevosa e dilatazione termica degli oceani, con conseguente innalzamento
del livello del mare. Queste tendenze rappresentano una sfida per gli assicuratori, i quali si trovano ad
analizzare sia l'impatto economico del cambiamento climatico sia l'adeguatezza degli strumenti utilizzati per
misurare e applicare i tassi.
Uno dei problemi principali per gli assicuratori sono le eventuali conseguenze di questi cambiamenti climatici
e modelli meteorologici sugli eventi meteorologici estremi. Il quarto rapporto di valutazione dell'IPCC (IPCC,
2007) ha evidenziato l'importanza della nostra conoscenza degli eventi estremi, per via del loro impatto
sproporzionato sulla società e gli ecosistemi, rispetto ai cambiamenti graduali del clima medio. Nel 2012,
l'IPCC ha pubblicato un rapporto speciale specificamente incentrato sulla gestione dei rischi degli eventi
meteorologici estremi (IPCC, 2012, di seguito "SREX"), mentre la recente bozza del quinto rapporto di
valutazione dell'IPCC (IPCC, 2013) comprende un aggiornamento della comprensione e delle prove
osservazionali dei cambiamenti negli eventi climatici estremi.
Questo rapporto è composto da tre parti principali. La prima sezione analizza le ultime scoperte della
scienza che studia i cambiamenti climatici e le conseguenze di tali cambiamenti sugli eventi meteorologici
estremi. La seconda sezione descrive la modellazione delle catastrofi e come si è giunti allo sviluppo di
questa tecnologia. La terza valuta se e come i modelli per gli scenari catastrofali prendono in considerazione
i cambiamenti climatici attraverso una serie di casistiche fornite da vari provider di modelli, tra cui AIR, RMS
ed EQECAT. Le appendici contengono i dettagli sulla terminologia utilizzata per descrivere i livelli di fiducia e
probabilità (Appendice 1) e i limiti dei modelli climatici (Appendice 2).
1
Per ulteriori informazioni, vedere l'Appendice 1.
5
Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici
3 La scienza dei cambiamenti climatici
La sintesi per i capi di governo del quinto rapporto di valutazione dell'IPCC (2013) riferisce un inequivocabile
riscaldamento del sistema climatico. Si registrano cambiamenti delle temperature atmosferiche e oceaniche,
dell'estensione della copertura dei ghiacci e nevosa, e della concentrazione dei gas serra nell'atmosfera.
Molti di questi cambiamenti non hanno precedenti su scale temporali che spaziano da decine a migliaia di
anni. Le temperature atmosferiche medie globali negli ultimi tre decenni sono state le più elevate dal 1850 e,
nell'emisfero settentrionale, gli ultimi 30 anni sono stati probabilmente i più caldi da almeno 1.400 anni.
Questi cambiamenti a lungo termine stanno generando impatti generalizzati, in particolare:
•
2
un crescente accumulo di energia degli oceani di tutto il mondo: è praticamente certo che i primi
700 m di profondità degli oceani si sono scaldati negli ultimi quattro decenni.
• Dal 1901 al 2010 il livello medio del mare globale si è innalzato di circa 19 cm. La percentuale di
cambiamenti del livello del mare dalla metà del XIX secolo è maggiore della percentuale media di
cambiamenti degli ultimi due millenni.
• Si sono registrate modifiche nella perdita di massa degli strati di ghiaccio di Groenlandia e
dell'Antartico, una riduzione delle dimensioni dei ghiacciai di tutto il mondo e un ridimensionamento
del ghiaccio del mare Artico nell'emisfero settentrionale.
• I livelli atmosferici di anidride carbonica (CO2), metano e ossido d'azoto dei gas serra sono i più
elevati degli ultimi 800.000 anni. Le cause principali di questa situazione sono la combustione dei
combustibili fossili e i cambiamenti di uso del suolo. Dall'epoca preindustriale, le concentrazioni di
CO2 nell'atmosfera sono aumentate del 40% e gli oceani del mondo hanno assorbito circa il 30% del
carbonio emesso. Questo iperaccumulo da parte degli oceani determina un aumento dei livelli di
acidificazione.
L'incremento delle concentrazioni dei gas serra, le tendenze al riscaldamento osservate e la comprensione
scientifica del sistema climatico puntano chiaramente il dito sull'influenza dell'uomo sul sistema climatico. Le
emissioni continue di gas serra comporteranno un ulteriore riscaldamento e saranno la probabile causa di
numerosi cambiamenti dei componenti del sistema climatico.
3.1 Temperature estreme
Le attuali conoscenze, basate su un grande insieme di prove, indicano che la maggior parte dei terreni
agricoli globali analizzati ha subito un notevole riscaldamento delle temperature sia minime che massime
ii
dall'inizio del XX secolo . Una ricerca condotta su vari insiemi di dati ha dimostrato con un alto livello di
attendibilità un maggiore aumento delle temperature minime rispetto alle massime su scala globale, ed è
molto probabile una riduzione globale del numero di notti e giorni freddi con un contemporaneo aumento di
notti e giorni caldi. Vi è tuttavia solo un livello medio di attendibilità nella riduzione dell'escursione termica
iii
giornaliera, e l'impatto complessivo sulle distribuzioni di probabilità rimane una questione aperta .
Contrariamente al riscaldamento su larga scala osservato, alcune aree evidenziano cambiamenti che
indicano episodi di raffreddamento locale. Queste zone comprendono l'area centrale del Nord America, gli
Stati Uniti orientali e alcune zone del Sud America. La differenza nelle tendenze in queste aree sembra
essere legata alle temperature massime collegate ai cambiamenti del ciclo idrico e alle interazioni tra terra e
atmosfera e alla variabilità a lungo termine (ultradecennale) degli oceani Atlantico e Pacifico. Vi è solo un
livello medio di attendibilità riguardo al fatto che la lunghezza e la frequenza di periodi di caldo o ondate di
calore sono aumentate globalmente dagli anni cinquanta del secolo scorso, in parte a causa di dati
insufficienti a livello regionale e alcune incongruenze nella definizione di temperature estreme.
Ciononostante, si ritiene che nel corso di questo periodo di tempo la frequenza di ondate di calore possa
iv
essere aumentata in Europa, Asia e Australia .
2
Vedere l'Appendice 1 per le frasi comuni utilizzate nei rapporti dell'IPCC.
6
Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici
3.2 Precipitazioni e siccità
Un clima generalmente più umido si traduce costantemente in cambiamenti dei livelli estremi delle
precipitazioni. Recenti scoperte continuano a sostenere le precedenti valutazioni, secondo cui un maggior
numero di zone registra, piuttosto che un calo, un aumento statisticamente significativo del numero di forti
precipitazioni. Tuttavia, il livello di rilevanza statistica è inferiore per le precipitazioni estreme rispetto alle
temperature estreme. Questa situazione è data dai modelli spaziali di cambiamento che sono meno coerenti
rispetto alle tendenze delle temperature, ma anche da vaste aree che mostrano segnali opposti nella loro
rispettiva tendenza. Dagli anni cinquanta del secolo scorso si è registrata una forte variazione regionale e
subregionale nelle precipitazioni estreme. Inoltre, è sempre difficile fornire una definizione universalmente
valida di questo tipo di precipitazioni. Solo Nord America, America centrale ed Europa mostrano un probabile
aumento (o un livello di attendibilità più elevato) della frequenza o dell'intensità delle forti precipitazioni. In
Europa e nel Mediterraneo permane una notevole variabilità stagionale e regionale, e la gran parte
dell'aumento riguarda l'inverno (vedere ad es. la tabella 2.13 nell'IPCC, 2013). In Asia e Oceania, il numero
di aree dove si registra un aumento delle precipitazioni estreme supera quelle che fanno segnare una
riduzione, mentre per quanto riguarda l'Africa, non è possibile stabilire una tendenza significativa delle
precipitazioni estreme. Inoltre, le tendenze riguardanti i fenomeni atmosferici locali gravi su piccola scala
(quali grandinate o temporali) sono incerte, a causa di dati storici disomogenei e di un'insufficiente densità di
v
stazioni di monitoraggio .
La valutazione dei cambiamenti nell'entità o frequenza delle inondazioni rimane difficile. Il gruppo di lavoro II
del quarto rapporto di valutazione dell'IPCC ha affermato che non esisteva alcuna tendenza generale
nell'incidenza delle inondazioni. La gestione dei fiumi è un fattore importate che influisce sulle tendenze delle
inondazioni. La maggiore indicazione delle tendenze delle inondazioni è stata finora rilevata nelle alte
latitudini dell'emisfero settentrionale, sebbene la variabilità regionale sia tale per cui non si hanno
attualmente prove certe. Il SREX segnala un inizio precoce del disgelo primaverile in regioni dominate dalla
neve; tuttavia, sia il SREX che l'IPCC (2013) non hanno rilevato tendenze globali per i casi di inondazione,
asserendo una mancanza di prove.
La frequenza di siccità, d'altra parte, era stata valutata in modo esaustivo nel rapporto SREX. SREX ha
concluso che la distinzione tra vari tipi di siccità e le questioni complesse relative alla definizione del termine
siccità ha un notevole impatto sulle conclusioni sulle tendenze su scala globale, e denuncia con un livello
medio di attendibilità che dalla metà del XX secolo alcune aree del mondo sono state interessate da siccità
intense e più lunghe (IPCC, 2012). A causa della scarsità di misurazioni dirette dell'umidità del suolo e di
altre variabili relative alla siccità, spesso per la valutazione della siccità si utilizzano altri dati idrologici
surrogati correlati alle variabili. La gravità di un evento di siccità valutato dipende fortemente dalla scelta
della variabile e dalla durata della scala temporale considerata. Per alcune zone, comunque, è stato
raggiunto un accordo. Vi è un elevato livello di attendibilità riguardo all'aumento della siccità nel
Mediterraneo e nell'Africa occidentale, e un elevato livello di attendibilità si registra anche per una riduzione
della siccità nell'area centrale del Nord America e nell'Australia nordoccidentale.
3.3 Tempeste tropicali ed extratropicali
Le tempeste tropicali ed extratropicali sono le principali responsabili degli eventi estremi di maggiore impatto.
Vi sono prove limitate per stabilire una tendenza a lungo termine del numero di tempeste tropicali a livello
globale. Oltre alla frequenza o al numero di tempeste, è necessario considerare i cambiamenti associati
relativi all'intensità e alla durata dei cicloni tropicali. La qualità delle osservazioni è cambiata notevolmente
nel corso dell'ultimo secolo, ad esempio dopo che è stato possibile utilizzare i dati satellitari. Le misurazioni
dell'intensità delle tempeste sono molto sensibili alla tecnologia di osservazione e pertanto le tendenze
storiche a lungo termine sono influenzate dai relativi cambiamenti. A livello regionale, è praticamente certo
che dagli anni settanta del secolo scorso si è rilevato un aumento della frequenza e intensità dei cicloni
vi
tropicali più forti nel bacino del Nord Atlantico. Tuttavia, negli ultimi 100 anni, ci sono stati altri periodi di
intensa attività. La variabilità delle tendenze rende difficile attribuire con certezza colpe ai cambiamenti
climatici, sebbene vi siano buone ragioni fisiche per supporre che gli uragani saranno in media più forti.
Vi sono prove limitate per stabilire un cambiamento delle tempeste extratropicali o dei venti estremi a livello
globale. Le misurazioni dei venti a lungo termine durano per periodi troppo brevi (soprattutto nell'emisfero
meridionale) oppure non sono coerenti, a causa delle modifiche della tecnologia di osservazione, e non sono
quindi in grado di generare dati a lungo termine. Pertanto, si utilizzano spesso dati surrogati, quali le
osservazioni della pressione della superficie in loco oppure dati relativi alla pressione derivanti da rianalisi
per ricavare i cambiamenti nel campo dei venti geostrofici. In quest'ultimo caso, i risultati sono sensibili al
prodotto della rianalisi, e i prodotti di nuovissima generazione danno generalmente risultati migliori delle
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Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici
rianalisi precedenti. Alcuni studi che utilizzano i dati di rianalisi suggeriscono uno spostamento verso nord e
verso est dell'attività dei cicloni dell'Atlantico, con l'intensificazione di questi ultimi durante l'inverno e ad alte
vii
latitudini .
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Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici
4 Modellazione delle catastrofi
4.1 Evoluzione e ruolo della modellazione delle catastrofi nel settore assicurativo
La modellazione delle catastrofi è una disciplina relativamente recente, le cui origini sono radicate
nell'assicurazione di beni e nella scienza dei pericoli naturali. Il suo obiettivo è aiutare le società a prevedere
la probabilità e la gravità delle potenziali catastrofi future prima che si verifichino, al fine di potersi preparare
viii
adeguatamente per affrontare il loro impatto finanziario .
I modelli per gli scenari catastrofali disponibili in commercio esistono solo da 25 anni. Prima della nascita
degli scenari catastrofali alla fine degli anni ottanta del secolo scorso, per valutare le perdite dovute alle
catastrofi venivano adottati metodi rudimentali. Le tecniche attuariali standard non erano adeguate per
valutare le perdite future dovute alle catastrofi. I dati sulle perdite storiche erano e sono tutt'ora scarsi, in
particolare per gli eventi di gravità elevata poco frequenti con il potenziale di minacciare la capacità di
rimborso dell'assicuratore. Per accettare il rischio, gli assicuratori utilizzavano la mappatura del rischio
spaziale e la misurazione dei pericoli, ma in genere queste due procedure venivano effettuate in modo
pressoché distinto. Per quanto riguarda la determinazione dei prezzi, facevano affidamento sia sul massimo
danno probabile (Probable Maximum Loss, PML) generato internamente utilizzando regole empiriche, sia su
stime realistiche di perdite potenziali utilizzando scenari deterministici dedotti soggettivamente. L'attenzione
era rivolta nettamente alla gravità dei potenziali eventi, ma non si faceva alcun accenno alla frequenza. A
questo punto, il desiderio non soddisfatto di tenere in considerazione questi elementi contemporaneamente
venne riconosciuto da coloro che sono i responsabili della fondazione dei tre fornitori di software di
modellazione delle catastrofi riconosciuti a livello mondiale: AIR (1987), RMS (1988) e EQECAT (1994).
Malgrado la disponibilità commerciale dei primi scenari catastrofali probabilistici alla fine degli anni ottanta, il
loro uso non ebbe un'ampia diffusione. La copertura riassicurativa era prontamente disponibile e il mercato
si mostrava alquanto favorevole. Nel frattempo i fornitori di software stavano generando ampie stime di
perdita probabilistiche per l'industria statunitense dovute agli uragani per 20-30 miliardi di USD che
ix
presentavano una significativa probabilità di verificarsi . Nel 1989, l'entità delle perdite dovute all'uragano
x xi
Hugo (4 miliardi di USD ) e al terremoto di Loma Prieta (6 miliardi di USD ) suscitò l'interesse iniziale per
l'uso degli scenari catastrofali tra assicuratori e riassicuratori. Tuttavia, fu la straordinaria e imprevista
dimensione delle perdite dovute all'uragano Andrew nel 1992 che mise in luce le reali carenze dell'approccio
puramente attuariale nei confronti della quantificazione delle perdite da rischio di catastrofi. AIR inviò in
tempo reale ai propri clienti un fax con la stima delle perdite superiori a 13 miliardi di USD basata sullo
scenario dell'uragano AIR. Mesi dopo, il Property Claims Service (PCS) comunicò una perdita per l'industria
xii
pari a 15,5 miliardi di USD . Perdite di questa entità infierirono fortemente sul mercato, generando
xiii
l'insolvenza di 11 assicuratori . Di conseguenza, l'adozione di scenari catastrofali crebbe
esponenzialmente, poiché venivano considerati un approccio più sofisticato e affidabile rispetto alla
valutazione del rischio catastrofale.
L'aumento delle densità demografiche e dei valori dei beni immobili in aree a rischio ha portato a una
diversificazione nell'uso e nella copertura degli scenari catastrofali. La tecnologia di modellazione delle
catastrofi viene oggi utilizzata ampiamente da assicuratori, riassicuratori, governi, mercati dei capitali e altre
entità finanziarie. Gli scenari catastrofali sono parte integrante di qualsiasi organizzazione che si occupa di
xiv
rischio di catastrofi naturali e sono utilizzati più comunemente per eseguire attività quali selezione dei rischi
e sottoscrizione, riserva e tariffazione, sviluppo di strategie di mitigazione, progettazione di meccanismi di
trasferimento del rischio, gestione di esposizioni e aggregati, ottimizzazione del portafoglio, pricing, prassi
decisionale della riassicurazione e creazione di capitali.
Tali scenari sono sviluppati sfruttando le osservazioni di perdite e pericoli, basandosi su dati esistenti,
testando scenari esistenti e integrando queste nozioni in previsioni per la modellazione delle catastrofi
futura. Recenti sviluppi comprendono la modellazione esplicita del raggruppamento delle tempeste una
migliore comprensione delle relazioni internazionali relative all'aumento dei costi per le riparazioni
successive a un evento catastrofico, il potenziale della frequenza e dell'impatto delle ondate di tempesta, la
reazione alle perdite per interruzione delle attività, lo sviluppo e i danni causati dagli uragani oltre le zone
costiere e il riconoscimento delle componenti non modellate degli scenari catastrofali. Gli eventi dell'11
settembre, inoltre, hanno portato allo sviluppo dei primi scenari per catastrofi provocate dall'uomo, nella
forma di scenari di terrorismo.
9
Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici
Per loro natura, gli scenari rappresentano un'approssimazione dei risultati previsti e sono solo uno dei tanti
strumenti utilizzati per migliorare la comprensione e la gestione del rischio. I dati sulle perdite recentemente
disponibili che migliorano la comprensione della scienza dei pericoli naturali e i progressi nella capacità di
calcolo e della tecnologia contribuiscono insieme all'evoluzione degli scenari catastrofali e alla disciplina
dinamica della modellazione delle catastrofi.
4.2 Come funziona uno scenario catastrofale?
Il software di modellazione delle catastrofi contiene una vista specifica degli operatori per i pericoli, i rischi e
la vulnerabilità dei beni assicurati. Questa vista è stata ideata utilizzando i dati osservati come base. Il
software facilita quindi l'applicazione di questa vista di rischio ai registri contabili di un cliente specifico, al
fine di quantificare la probabilità e l'entità della potenziale perdita.
Questo risultato si ottiene riducendo la complessità inerente l'interazione fisica tra pericolo e vulnerabilità,
parametrizzando le caratteristiche a una serie limitata di unità misurabili. Queste unità di misura sono
applicate sistematicamente, coerentemente e ripetutamente in una serie personalizzata di dati di
esposizione. Le caratteristiche finanziarie relative al campo assicurativo possono essere quindi sovrapposte
per calcolare una perdita netta su misura per il cliente utilizzando lo strumento.
La maggior parte degli scenari catastrofali realizzano questo obiettivo adottando un approccio modulare
(figura 1).
Figura 1: adattata da Dlugolecki et al., 2009
L'uso del software è tuttavia solo una piccola parte di ciò che serve per ottimizzare l'impiego della
modellazione delle catastrofi all'interno di un'attività. È estremamente importante che chi ha la responsabilità
di utilizzare lo scenario sia anche in grado di capire, interpretare e trasmettere i risultati tenendo in
considerazione le limitazioni degli scenari.
Gli scenari catastrofali possono fornire diversi risultati finanziari, i più comuni dei quali sono la curva della
perdita media annua (Annual Average Loss, AAL) e la curva della probabilità di eccedenza (Exceedance
Probability, EP). L'AAL viene talvolta denominata "premio puro" o "rapporto sinistri/premi" e può essere
incorporata nel pricing insieme a un'indennità per spese e la redditività del capitale consigliata. La curva EP
viene comunemente descritta come una rappresentazione grafica della probabilità che una perdita prodotta
dai possibili eventi ecceda un determinato ammontare. I punti di lettura sulla curva offrono diverse
interpretazioni della frequenza e della gravità delle perdite per i libri contabili oggetto della modellazione.
Queste curve sono molto utili agli assicuratori e riassicuratori per determinare le dimensioni e la distribuzione
xv
delle potenziali perdite dei propri portafogli .
10Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici
Sebbene gli scenari catastrofali siano sofisticati, non riescono a catturare l'intero spettro di rischi esistente
nel mondo reale. Ogni società coinvolta nella modellazione delle catastrofi avrà una gamma di scenari che
coprono le aree/i pericoli che interessano i propri clienti. Attualmente non vi sono scenari in grado di coprire
ogni singolo pericolo di ogni singola area, generando pertanto delle carenze nella disponibilità degli scenari
che possono essere definite "scenario evasivo" ("model miss").
Il processo di quantificazione delle perdite per un'area/un pericolo da parte di uno scenario catastrofale è
complesso e dipende da varie ipotesi che derivano per natura da un determinato grado di incertezza attorno
a tale perdita. Tale incertezza cresce nel caso degli eventi più estremi, per i quali esiste una carente
esperienza pratica, e gli esempi in cui i dati sull'esposizione importati nello scenario catastrofale dal cliente
sono di scarsa qualità. È fondamentale che le limitazioni dello scenario e l'incertezza inerente nei suoi
risultati siano trasmessi in modo efficace durante il processo decisionale.
Affinché gli scenari catastrofali siano d'aiuto nella previsione dell'esposizione al rischio, devono integrare le
tendenze osservate. La sezione seguente fornisce una serie di casistiche per esaminare il modo in cui la
comunità della modellazione delle catastrofi sta affrontando la sfida delle tendenze dei cambiamenti climatici
a lungo termine.
11Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici 5 Scenari catastrofali e cambiamenti climatici Dopo aver riesaminato le più recenti scoperte sui cambiamenti climatici e delineato i meccanismi che si celano dietro la modellazione delle catastrofi, questa sezione illustra i dettagli di una serie di studi di fornitori di scenari catastrofali attraverso diversi pericoli naturali, con l'intento di valutare la misura in cui i cambiamenti climatici influiscono sui risultati degli scenari catastrofali. La casistica fornita da EQECAT mostra che almeno un modello del clima globale prevede uno spostamento verso nord delle traiettorie delle tempeste europee e l'intensificazione delle tempeste di maggiore potenza. Madeleine-Sophie Déroche del Climate – Knowledge Innovation Centre sottolinea che l'intensificazione è una caratteristica costante degli scenari di ultima generazione, ma è dimostrato che i cambiamenti di traiettoria sistematici variano in funzione dello scenario e dell'area analizzati. La modellazione delle inondazioni nel Regno Unito di JBA sostiene la ricerca del governo del Regno Unito, secondo la quale i cambiamenti climatici potrebbero fare aumentare quasi del doppio il numero di immobili soggetti a notevole rischio di inondazioni entro il 2035 se non si prendono adeguati provvedimenti. Vari studi di casi sostengono che tutte le tendenze climatiche recenti saranno implicitamente incluse nei dati utilizzati per costruire gli scenari catastrofali. Tre studi affrontano l'argomento del pericolo dei cicloni. Un tentativo di previsione a medio termine (1-5 anni) viene fatto da RMS, che include le tendenze delle temperature della superficie del mare come fattore predittivo per l'attività anomala degli uragani dell'Atlantico. Grazie a questo metodo si è riusciti a trovare un piccolo adeguamento del numero dei cicloni. Un effetto più significativo dei cambiamenti climatici viene registrato se si considera che almeno il 30% del contributo alle perdite dovuto alle ondate di tempesta dell'uragano Sandy può essere attribuito alle variazioni del livello del mare a lungo termine. AIR ha rilevato anche moderati aumenti di perdite causate da cicloni nel sud del Pacifico, ma non ha trovato prove convincenti di un segnale dei cambiamenti climatici nei temporali che colpiscono gli Stati Uniti. James Elsner di Climatek sostiene che l'aumento del 5% a decennio delle perdite nel nord dell'Atlantico derivi dalle tendenze della temperatura della superficie del mare. Egli punta il dito anche sul fatto che i modelli climatici sottovalutano la sensibilità dei cicloni alle variazioni di temperatura. I tre casi tropicali indipendenti e i relativi approcci mostrano una determinata coerenza nella direzione e nell'ordine di grandezza dei cambiamenti previsti. Occorre tenere presente che le casistiche rispecchiano i punti di vista e le opinioni dei relativi autori – in ogni caso i punti di vista non rispecchiano necessariamente quelli di Lloyd's o di altri autori. 12
Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici
Tempeste europee
Di Iain Willis, product manager presso EQECAT
Le origini
Ogni inverno, forti depressioni atmosferiche che si formano alle medie e alte latitudini dell'Atlantico danno
origine a violenti cicloni extratropicali. A differenza dei cicloni tropicali (noti anche con il nome di tifoni o
uragani), le tempeste europee iniziano solitamente lungo un fronte polare, dove un campo di bassa
pressione proveniente dalle zone settentrionali incontra l'alta pressione del sud. Il movimento di queste
masse d'aria contrapposte crea uno shear ciclonico, il quale, se si verifica nelle condizioni giuste, può
causare una rotazione antioraria della massa d'aria attorno a un nucleo di bassa pressione. Seguendo
questo processo di "ciclogenesi" (Figure 2), il ciclone extratropicale si sposta verso est, spinto dalle correnti
a getto dell'emisfero settentrionale che si muovono ad alte velocità (comprese tra 30 e 70 mph). Poiché i
cicloni extratropicali sono sistemi frontali dettati ampiamente dai contrasti di temperatura e pressione delle
latitudini medie, la frequenza e la gravità delle tempeste europee sono generalmente maggiori durante i mesi
invernali.
Figura 2: lo sviluppo di un ciclone extratropicale
Se si studia il percorso delle tempeste europee utilizzando fonti quali dati di telerilevamento, velocità del
vento storiche e successive rianalisi (ad es. ERA-Interim), i dati mostrano che la tendenza più comune delle
tempeste è quella di attraversare le latitudini settentrionali dell'Europa, colpendo principalmente il Regno
Unito, l'Irlanda e i paesi scandinavi. Una tendenza di questo tipo potrebbe suggerire che i paesi situati nelle
latitudini inferiori dell'Europa non siano esposti alle tempeste. Ma non è così. Le tempeste europee possono
non rispettare questa norma, spesso con conseguenze devastanti. Come si vede nella Figure 3, se si
xvi
evidenziano le traiettorie delle tempeste di diversi eventi che hanno causato perdite al settore industriale,
la tempesta Xynthia (febbraio 2010) è partita dalle latitudini basse dell'Atlantico prima di deviare verso nord-
xvii
est attraverso Portogallo, Spagna e Francia, causando un totale di 2,9 miliardi di USD di perdite
assicurate.
13Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici
Figura 3: traiettorie delle tempeste che hanno causato i
maggiori eventi di perdite del settore industriale e densità della
popolazione europea (fonte: EQECAT / Storm tracks based on
the Extreme Wind Storms Catalogue (XWS), University of
Reading, 2013).
Diversamente dagli uragani, che tendono ad avere un nucleo centrale definito di bassa pressione, le
tempeste europee presentano spesso strutture diverse. Analogamente, le dimensioni e la struttura di una
tempesta europea possono influire notevolmente sul suo potenziale di danno e sul suo impatto. Ad esempio,
le dimensioni dei danni della tempesta Daria (gennaio 1990) sono state molto ingenti, mentre la tempesta
Klaus (gennaio 2009) si è intensificata rapidamente nel corso del passaggio attraverso l'Europa continentale,
creando un fronte di venti forti limitato ma che ha provocato notevoli danni.
Frequenza e perdite del settore industriale
Tra il 1959 e il 2001 i dati di rianalisi mostrano una media di circa 19 tempeste all'anno in Europa. Solo per
un terzo di questi eventi, tuttavia, sarebbe stato possibile prevedere perdite assicurate. Le perdite più gravi e
frequenti si verificano principalmente tra i mesi di dicembre e febbraio, sebbene l'impatto di un evento di
inizio stagione, come la tempesta Christian (ottobre 2013) o la Grande Tempesta del 1987 (ottobre 1987),
potrebbe causare più danni, poiché la maggior parte degli alberi non perde le foglie in questo periodo
14Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici
dell'anno. I dati storici presentano una notevole variabilità sia per il numero di tempeste che per la relativa
gravità. L'inverno del 1989/1990 ha fatto registrare la maggiore frequenza di tempeste con 37 eventi
segnalati. Si è presentato come un anno importante perché molte delle tempeste sono state rilevanti dal
punto di vista delle perdite assicurate, come le tempeste Daria (25 gennaio), Vivan (26 febbraio) e Wiebke
(28 febbraio). Una tale intensità stagionale non è isolata e si è verificata anche durante la stagione delle
xviii
tempeste del 1999, quando Anatol, Lothar e Martin provocarono perdite totali per 13,9 miliardi di dollari .
Lothar e Martin si sono verificate a 36 ore di distanza l'una dall'altra, ed entrambe hanno colpito aree simili
dell'Europa centrale. Una tale frequenza è generalmente nota con il termine "aggregazione temporale". Vista
l'entità e la totalizzazione delle perdite assicurate in quegli anni, il modello e la periodicità dell'aggregazione
temporale è di notevole interesse per il settore assicurativo. Poiché i tradizionali contratti di riassicurazione in
eccesso sinistri vertono spesso sulla clausola delle 72 ore, l'impatto della probabilità di vari eventi
meteorologici in questo arco di tempo provoca molta preoccupazione, perché i livelli dei trigger riassicurativi
potrebbero essere raggiunti dall'aggregazione di questi livelli di più lieve entità, anziché da una singola
tempesta di grande intensità.
La gravità delle tempeste europee viene attualmente valutata dai meteorologi mediante un indice di gravità
delle tempeste (Storm Severity Index, SSI). Un valore singolo viene calcolato per una tempesta sulla base di
varie caratteristiche fisiche dell'evento, tra le quali, in genere, fattori come velocità del vento massima
osservata, una soglia minima di velocità del vento (ad es. 25 m/s), durata della tempesta e la portata fisica
della tempesta sui terreni. Utilizzando queste unità di misura, i meteorologi sono in grado di valutare la
gravità relativa di questi grandi e complessi cicloni. È importante osservare che non esiste alcuno standard
universale per calcolare gli SSI, che continuano a essere un punto controverso per i meteorologi.
Analizzando le perdite assicurate causate da singole tempeste storiche, gli eventi maggiormente degni di
nota sono stati provocati da Daria (1990) e Lothar (1999), con perdite assicurate totali pari a 8,2 miliardi di
xix
dollari e 8 miliardi di dollari rispettivamente. Tuttavia, la perdita su vasta scala più recente provocata da
una tempesta si è registrata nel 2007, quando Kyrill (18 gennaio) colpì gran parte dell'Europa centrale
xx
provocando 6,7 miliardi di perdite assicurate . Il fattore comune della caratteristica delle tempeste più
dannose riguarda l'impatto internazionale, ovvero la possibilità che una singola tempesta colpisca varie
nazioni nel suo passaggio sull'Europa centrale. Le velocità molto elevate del vento che caratterizzano queste
tempeste (generalmente rilevate nella parte meridionale del vortice della tempesta) e l'ampia dimensione
sinottica (~1000 km) provocano distruzioni a immobili, oggetti e tempi di inattività delle aziende su vastissima
scala. Come dimostra la sua traiettoria (Figure 3), la tempesta Kyrill ha provocato notevoli danni in vari paesi
europei tra cui Austria, Belgio, Francia, Germania, Irlanda, Paesi Bassi, Polonia, Repubblica Ceca e Regno
Unito.
Modellazione del clima
Tenendo in considerazione il modo in cui i cambiamenti climatici incideranno sul modello delle tempeste
europee, è necessario utilizzare modelli climatici globali (GCM). Questi modelli climatici numerici
all'avanguardia sono diventati parte integrante nella ricerca meteorologica e permettono agli scienziati di
3
simulare i climi del futuro in linea con gli scenari di emissione dell'IPCC (SRES) .
EQECAT ha lavorato a stretto contatto con l'università libera di Berlino nell'impiego del modello climatico
TM
accoppiato ECHAM5 e del nostro scenario catastrofale europeo di tempeste (Eurowind ) per studiare i
potenziali impatti meteorologici e finanziari delle condizioni climatiche future. Confrontando venticinque
diverse statistiche parametriche per le tempeste (incluse gravità, velocità del vento, area, durata e pressione
atmosferica) di tutto il XX secolo con gli scenari di emissione SRES del 2007 (A2 e A1B) per il XXI secolo,
l'uso di un GCM ci ha fornito una preziosa panoramica dei possibili impatti del cambiamento climatico sulla
densità e gravità delle traiettorie delle tempeste europee. I risultati sono stati calcolati in cinque diversi
o o
transetti europei meridionali uniformemente distribuiti nelle longitudini da 0 E a 20 E.
È importante notare che ECHAM5 è uno dei vari GCM utilizzati dalla comunità IPCC e, pertanto, varie
sessioni di scenari non possono catturare l'intero spettro di incertezze associate alle simulazioni dei
cambiamenti climatici. Si è dimostrato che i risultati ECHAM5 risiedono al centro di tutte le simulazioni
ENSEMBLES, ma i risultati presentati in questa sede devono essere ancora considerati come una delle
tante possibili conseguenze dei cambiamenti climatici.
3
La sessione di controllo si basava sulle emissioni di CO2 dal 1900 al 2001.
15Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici
Nonostante le differenze tra le varie metodologie di ricerca GCM, ipotesi di modelli, risoluzione ed entità del
comportamento delle tempeste, i risultati di EQECAT e altre ricerche pubblicate in questo campo hanno
xxi,xxii, xxiii,xxiv
rivelato dei punti in comune. Altri risultati sui cambiamenti climatici hanno evidenziato che le
modifiche della temperatura in prossimità della superficie, la baroclinicità (contrasto di temperature basse) e
il ghiaccio marino incideranno notevolmente sulla forza e ubicazione dell'attività ciclonica alle medie
latitudini. Dal punto di vista globale, tali cambiamenti possono comportare un graduale spostamento verso il
fronte polare della densità delle traiettorie delle tempeste. Relativamente all'attività delle tempeste nelle
latitudini medie europee, la ricerca EQECAT ha evidenziato le osservazioni seguenti negli scenari climatici
futuri:
1. una crescente volatilità: un numero minore di tempeste di più lieve entità ma un aumento della
frequenza di tempeste molto ampie;
2. uno spostamento della latitudine delle tempeste europee verso l'Europa centrale (tra le bande 48N-
61N); e
3. un aumento quadruplo della frequenza degli anni in cui si verificano tempeste violente (dato basato
sull'equivalente normalizzato di una somma SSI di tre volte le tempeste delle dimensioni di Daria
all'anno).
Figura 4: possibili impatti dei cambiamenti climatici sulle tempeste europee (in senso orario dalla parte
superiore sinistra: a) aumento delle tempeste violente b) correlazioni tra SSI e parametri delle tempeste c)
frequenza degli anni con SSI equivalente di tre volte le tempeste delle dimensioni di Daria d) ubicazione
4
dell'attività delle tempeste)
4
I risultati si basano sul whitepaper EQECAT "Activity of Catastrophic Windstorm Events in Europe in the 21st Century"
(2011) (Attività delle tempeste catastrofiche in Europa nel XXI secolo).
16Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici
Nella valutazione delle conseguenze di questi cambiamenti per le perdite assicurate, l'impatto complessivo
sull'esposizione europea a partire da questi risultati implica una riduzione del 3-5% del numero totale di
5
tempeste potenzialmente dannose ma un aumento del 10-20% del numero di tempeste più ampie .
Analogamente, il progressivo spostamento delle traiettorie delle tempeste verso le latitudini centrali in
Europa potrebbe aumentare le perdite delle tempeste violente registrate nei principali settori europei, con
conseguenze sproporzionate su Francia e Germania.
Modellazione
Nella modellazione dei cicloni extratropicali si utilizzano varie tecniche, che vanno da soluzioni quali l'analisi
del campo della pressione, mediante l'impiego di dati sulla velocità del vento registrata storicamente, all'uso
di supercomputer e previsione meteorologica numerica (NWP, Numerical Weather Prediction). Negli ultimi
anni, e visto il rapido sviluppo dell'IT, i meteorologi e modellatori si stanno interessando in maniera crescente
alla NWP e ai GCM.
La NWP può essere essenzialmente suddivisa in modelli su macro e mesoscala. Sebbene entrambi
richiedano un'elevata potenza di calcolo dei computer e siano basati sulle stesse equazioni matematiche
della termodinamica, la conseguente scala geografica, la complessità e lo scopo finale di questi modelli
variano considerevolmente. La modellazione della NWP su mesoscala ha generalmente una risoluzione
molto elevata ma viene eseguita solo per brevi periodi di tempo. Per questo motivo, si utilizza in genere per
le previsioni a breve termine. Un ottimo esempio dell'avanzamento di questa scienza è stato evidenziato
nell'ottobre del 2013 dalle previsioni europee, le quali hanno previsto con notevole precisione la traiettoria e
l'intensità della tempesta Christian (chiamata anche la tempesta del giorno di san Giuda nel Regno Unito)
vari giorni prima del suo arrivo. La modellazione su macroscala riguarda l'uso dei GCM e dei modelli di
circolazione generale atmosfera-oceano (AOGCM). Questi modelli possono essere utilizzati per simulare le
condizioni climatiche su scala globale per migliaia di anni. A differenza delle tecniche su mesoscala, gli
AOGCM prendono in considerazione la mutevole condizione dei controlli climatici mondiali quali la copertura
del ghiaccio marino e della vegetazione, nonché la complessa interazione tra gli oceani e l'atmosfera. In
questo contesto, sono estremamente utili per analizzare i processi a più lungo termine quali i cambiamenti
climatici naturali e antropogenici, e segnali chiave dell'andamento climatico (ad es. NAO, AMO, ENSO).
La modellazione delle tempeste europee si è notevolmente evoluta negli ultimi anni. Poiché i dati sulla
velocità del vento osservati storicamente sono stati registrati solo negli ultimi 50 anni, e con livello di
dettaglio variabile, essi offrono solo un piccolo spiraglio sul passato con il quale poter comprendere la
frequenza di questo rischio complesso. Ciononostante, grazie al progresso dei GCM, l'analisi probabilistica,
6
la rianalisi dei dati storici, e le tecniche di ridimensionamento che EQECAT è ora in grado di utilizzare, la
modellazione delle tempeste europee si sta rapidamente evolvendo.
TM
Nel creare Eurowind (un modello di rischio totalmente probabilistico che quantifica il rischio prospettico
delle tempeste in 24 paesi europei), EQECAT utilizza queste funzionalità avanzate. Combiniamo oltre 50
anni di dati sulla velocità del vento osservati storicamente (forniti da migliaia di stazioni meteorologiche di
tutta Europa) con una simulazione del clima su 1200 anni utilizzando un AOGCM per fornire informazioni sui
parametri chiave di questo rischio. Si utilizzano le origini storiche delle tempeste per sviluppare un catalogo
stocastico di tempeste sintetiche. Attraverso un approccio basato sulle perturbazioni, le distribuzioni teoriche
vengono adattate ai maggiori parametri delle tempeste storiche (ad es. SSI, durata, traiettoria, gravità) per
generare nuove tempeste in modo probabilistico. Questo catalogo di tempeste storico e sintetico contiene
circa 20.000 eventi. Utilizzando un modello AOGCM avanzato, siamo in grado di convalidare le unità di
misura principali, come la frequenza delle tempeste, l'aggregazione e la copertura spaziale delle tempeste
europee. Analogamente, nel ridimensionare questi vasti eventi ciclonici, utilizziamo una combinazione di
tecniche di modellazione deterministica e probabilistica. Ad esempio, si combinano le informazioni più
aggiornate sull'uso del terreno globale e i dati dei modelli digitali di elevazione (Digital Elevation Model,
DEM) per modificare in modo accurato il comportamento del vento, insieme alla parametrizzazione delle
raffiche di vento locali per modellare i venti di superficie dannosi di un ciclone extratropicale.
5
Definiti come aventi un SSI uguale o maggiore della tempesta Daria.
6
Vengono sviluppati metodi di ridimensionamento per ottenere un clima superficiale su scala locale dalle variabili
atmosferiche su scala regionale fornite dai modelli climatici globali (GCM).
17Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici EQECAT non integra scenari futuri sul cambiamento climatico in questi scenari catastrofali standard. Questa operazione sarebbe altamente prematura, vista l'enorme volatilità dell'attività degli eventi catastrofali sugli orizzonti temporali annuali e decennali. Tuttavia, poiché negli ultimi 50 anni sono stati utilizzati dati sulla velocità del vento registrata storicamente per la realizzazione del modello di tempeste europeo EQECAT, la variabilità climatica in questo periodo potrebbe essere considerata implicitamente integrata in questo modello. Dal punto di vista industriale, il paradigma EQECAT rimane focalizzato sull'esigenza dei nostri clienti di esercitare la loro attività nel mercato odierno e concentrarsi sulla quantificazione del rischio corrente attraverso la scienza e i dati migliori disponibili. 18
Modellazione delle catastrofi e cambiamenti climatici
Tempeste europee
Di Madeleine-Sophie Déroche, analista junior presso Climate-KIC / LMD / LSCE
Tempeste invernali europee associate a cicloni extratropicali
I cicloni extratropicali sono uno dei principali fenomeni atmosferici delle aree alle medie latitudini, dove sono
responsabili di episodi di alte velocità del vento di superficie e forti precipitazioni. Nell'emisfero nord, lo
sviluppo di questi sistemi è favorito durante le stagioni autunnali e invernali (da ottobre a marzo), quando la
differenza di temperature tra l'Equatore e i Poli è maggiore. Cicloni extratropicali intensi associati a velocità
estreme dei venti superficiali (tempeste di vento) si generano sull'area nordatlantica e a volte raggiungono
l'Europa occidentale e centrale. Possono provocare danni causati dal vento, così come inondazioni (Kyrill,
2007) e ondate di tempesta (Xynthia, 2010).
I processi dinamici all'origine dello sviluppo di cicloni extratropicali estremi è stato studiato analizzando una
xxv,xxvi, xxvii
tempesta specifica che ha provocato danni importanti oppure confrontando la situazione
xxviii,xxix
meteorologica per un gruppo di cicloni extratropicali estremi . Un processo fondamentale che emerge è
l'interazione e l'amplificazione reciproca delle anomalie nel livello superiore e inferiore della troposfera
attraverso movimenti verticali. I cicloni extratropicali estremi sono più frequenti e intensi durante la fase
positiva dell'oscillazione Nord Atlantica (ovvero modello atmosferico principale che detta il clima invernale in
Europa), ed è più probabile che raggiungano l'Europa con una forte corrente a getto del fronte polare (vento
verso est a 11 km di altezza).
Tendenze osservate nelle tempeste invernali europee nel passato recente
La valutazione delle tendenze delle tempeste dipende dal tipo di dati utilizzato. Gli studi che considerano la
violenza delle tempeste sull'area Nord Atlantica (sia per la velocità del vento sia per le misurazioni della
pressione dalle stazioni meteorologiche) rilevano notevoli variazioni su scale temporali decennali e più a
lungo termine, con una violenza minima attorno al 1960 e una massima attorno al 1990. I valori della
xxx,xxxi, xxxii
violenza delle tempeste all'inizio del XXI secolo sono elevati come quelli dell'inizio del XX secolo .
Tuttavia, quando si considerano le tendenze in paesi specifici e per periodi di tempo più brevi, si scopre che
xxxiii, xxxiv
le variazioni locali non coincidono con quelle dell'area Nord Atlantica più estesa . Ciò sottolinea
l'importanza dell'area geografica prescelta e la lunghezza dei dati disponibili quando si gestiscono le
tendenze dei processi atmosferici con una variabilità molto naturale. Le serie di dati delle rianalisi, in altre
parole l'assimilazione delle osservazioni nel modello climatico, rappresenta un altro tipo di dati meteorologici
utilizzati per analizzare il passato recente. Gli studi dedicati alla violenza delle tempeste in Europa rilevano
xxxv, xxxvi
un aumento in periodi di tempo diversi .
Le tendenze all'aumento osservate nei danni causati dal vento nel corso degli ultimi decenni sembrano
essere dovute principalmente a una maggiore vulnerabilità della popolazione e degli ambienti naturali. Da
una parte, l'aumento delle perdite economiche associate alle tempeste può essere spiegato con la crescita
xxxvii, xxxviii
della popolazione assicurata nelle aree esposte . Dall'altra, il riscaldamento del clima può colpire gli
ambienti naturali, rendendoli più vulnerabili alle tempeste. In Svizzera, negli ultimi decenni si sono registrati
inverni più caldi e umidi, che pregiudicano la qualità dei terreni e favoriscono danni forestali durante le
xxxix
tempeste .
Modelli climatici globali
I GCM calcolano l'evoluzione temporale tridimensionale dell'atmosfera e dell'oceano, compresi vento o
corrente, temperatura e percentuale di umidità. I modelli dividono l'atmosfera in "scatole", dove ogni variabile
meteorologica è rappresentata da un valore. Le equazioni del movimento vengono quindi discretizzate su
queste scatole e risolte; i processi che si verificano a una scala inferiore alle dimensioni della scatola
vengono rappresentati implicitamente. Le prestazioni dei GCM seguono l'evoluzione tecnologica dei
supercomputer e creano, in particolare, un maggior numero di scatole di dimensioni inferiori.
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