Le anomalie meteorologiche intensificano la perdita di ghiaccio marino
I ricercatori dell'ETH mostrano perché il ghiaccio marino nell'Artico ha iniziato a sciogliersi in pieno inverno due anni fa. E che l'aumento della perdita di ghiaccio estivo ha a che fare con i ricorrenti periodi di bel tempo.
Nell'inverno 2015/16 è accaduto qualcosa che non era mai successo prima su questa scala: In alcune zone dell'Artico, le temperature sono salite sopra gli zero gradi Celsius per diversi giorni alla fine di dicembre. A nord di Spitsbergen sono stati misurati fino a otto gradi. Non sono mai state registrate temperature così alte nei mesi invernali da quando sono iniziate le misurazioni sistematiche alla fine degli anni Settanta. A causa di questo insolito calore, il ghiaccio marino ha iniziato a sciogliersi.
"Siamo venuti a conoscenza di questo evento dai media", racconta Heini Wernli, professore di dinamica atmosferica all'ETH di Zurigo. Ciò ha suscitato la sua curiosità scientifica e un team guidato dalla sua dottoranda dell'epoca, Hanin Binder, si è occupato della questione. Nel novembre 2017 hanno pubblicato un articolo sulla rivista pagina esternaLettere di ricerca geofisica Ora analizziamo questo evento eccezionale.
I ricercatori mostrano come si è arrivati a questo straordinario calore: tre diverse correnti d'aria che convergevano sul Mare del Nord tra la Scozia e la Norvegia meridionale hanno trasportato l'aria calda verso nord ad alta velocità, come un'autostrada. (vedi illustrazione)
L'unica corrente d'aria ha origine nel Sahara e trasporta aria calda vicino al suolo. All'inizio, quest'aria aveva una temperatura di circa 20 gradi centigradi. Sebbene si sia raffreddata durante il viaggio verso l'Artico, alla fine era ancora sopra gli zero gradi. "? molto raro che l'aria calda subtropicale venga trasportata vicino al suolo fino all'Artico", spiega Binder.
Il secondo flusso d'aria - e anche questo ha stupito gli esperti - proveniva dallo stesso Artico. All'inizio l'aria era molto fredda. Tuttavia, queste masse d'aria, anch'esse vicine al suolo, hanno percorso un ampio arco verso sud e sono state notevolmente riscaldate sull'Atlantico dal calore dell'oceano prima di fondersi con la corrente d'aria subtropicale.
La terza componente del flusso di aria calda era costituita da masse d'aria fredda provenienti dalla troposfera superiore, cioè da un'altitudine di Chi siamo di oltre 5 chilometri. Queste sono state incanalate da ovest verso est e sono affondate in un'area stazionaria di alta pressione sopra la Scandinavia. Nel processo, l'aria inizialmente molto fredda si è riscaldata (per compressione) prima di trasformarsi in "autostrada per l'Artico".
I modelli meteorologici su larga scala favoriscono il trasporto di aria calda
Questa autostrada di correnti d'aria è stata resa possibile da una speciale costellazione di sistemi di pressione su Chi siamo. Da un lato, all'epoca si erano formate delle aree di bassa pressione molto forti sull'Islanda, mentre nello stesso periodo si era formata un'area di alta pressione estremamente stabile sulla Scandinavia. Questo ha creato una sorta di imbuto sul Mare del Nord tra la Scozia e la Norvegia meridionale, attraverso il quale le varie correnti sono state incanalate e condotte in apertura verso l'Artico.
Questo afflusso è durato circa una settimana. In seguito, i sistemi di pressione sono crollati e l'Artico è tornato in letargo. Tuttavia, questo evento è stato sufficiente a ridurre lo spessore del ghiaccio marino in alcune zone dell'Artico di 30 centimetri, in un momento in cui il ghiaccio normalmente cresce e si ispessisce.
"Queste condizioni meteorologiche e i loro effetti sul ghiaccio marino erano davvero molto insoliti", afferma Binder. I ricercatori non sono riusciti a stabilire un legame diretto con il riscaldamento globale. "Abbiamo analizzato solo questo singolo evento; non abbiamo indagato sulla componente climatica a lungo termine", sottolinea il ricercatore.
I sistemi di alta pressione causano la scomparsa del ghiaccio marino
Tuttavia, la situazione è diversa quando si tratta dello scioglimento del ghiaccio marino artico in estate. La tendenza a lungo termine è chiara: dalla fine degli anni '70, l'estensione minima e lo spessore del ghiaccio marino in piena estate si sono continuamente ridotti. Nel 2007 e nel 2012 il ghiaccio marino si è sciolto in modo eccessivo, cosa che la ricerca climatica non è ancora riuscita a spiegare completamente. Heini Wernli e Lukas Papritz dell'Università di Bergen hanno quindi indagato sulle cause di questi "outlier". Lo studio è stato appena pubblicato sulla rivista scientifica pagina esternaNatura Geoscienza pubblicato.
Secondo il loro studio, la causa del forte scioglimento negli anni in questione risiede nelle aree stabili di alta pressione che si sono ripetutamente formate durante i mesi estivi. Durante queste condizioni di tempo senza nuvole, l'elevata radiazione solare - il sole splende 24 ore al giorno in questo periodo - ha intensificato lo scioglimento del ghiaccio marino.
Masse d'aria scagliate nell'Artico
Queste aree di alta pressione si sono formate grazie all'afflusso di aria dalle latitudini temperate. Le aree di bassa pressione, ad esempio quelle che si trovano sull'Atlantico settentrionale e sul Pacifico settentrionale, "scagliano" queste masse d'aria nell'Artico a un'altitudine di circa otto chilometri. Ciò ha causato un innalzamento locale della tropopausa, lo strato di confine tra la troposfera e la stratosfera. Di conseguenza, la pressione dell'aria sottostante è aumentata e si è creata un'area di alta pressione. Dopo circa dieci giorni, si era già dissipata di nuovo. Durante questo periodo, tuttavia, una quantità insolitamente grande di ghiaccio marino si è sciolta e il ghiaccio rimanente si è assottigliato.
Lo studio degli scienziati del clima mostra: Nelle estati del 2007 e del 2012, quando queste situazioni di alta pressione si sono verificate con particolare frequenza, un giorno estivo su tre è privo di nuvole. La forte insolazione intensifica e accelera lo scioglimento dei ghiacci marini. "? soprattutto l'elevata insolazione a provocare lo scioglimento dei ghiacci in estate. Questo perché l'aria in arrivo da sud non è calda - a differenza dell'anomalia termica invernale - ma gelida, con meno 60 gradi", spiega Wernli. "La temperatura dell'aria non ha quindi quasi alcuna influenza sullo scioglimento". Inoltre, l'importazione di masse d'aria calda e umida ai margini delle aree di alta pressione riduce l'irraggiamento (di calore), aumentando ulteriormente la fusione del ghiaccio.
Grazie alla loro analisi, i ricercatori hanno capito per la prima volta come si verifica la grande variabilità dello scioglimento dei ghiacci estivi. "I nostri risultati sottolineano il ruolo fondamentale che i modelli meteorologici delle latitudini temperate svolgono negli episodi di scioglimento particolarmente forte dei ghiacci marini nell'Artico", afferma l'ETH.
Riferimento alla letteratura
Binder H, Boettcher M, Grams CM, Joos H, Pfahl S, Wernli H. Exceptional air mass transport and dynamical drivers of an extreme wintertime Arctic warm event. Geophysical Research Letters (2017), 44, 12.028-12.036. pagina esternadoi:10.1002/2017GL075841
Wernli H, Papritz L. Ruolo degli anticicloni polari e dei cicloni delle medie latitudini per lo scioglimento estivo dei ghiacci marini artici. Nature Geoscience, pubblicato online il 15th Gennaio 2018. doi: pagina esterna10.1038/s41561-017-0041-0