lunedì 6 giugno 2016

Risolto l'enigma del mancato riscaldamento di una parte delle acque a largo dell'Antartide


Ho spesso parlato del riscaldamento globale, indicando come sarebbe necessario, oltre ad una presa d'atto della situazione da parte di tutti in particolare di chi "non crede" nella cosa..), sarebbe importante rendersi conto che quanto succede oggi sia dovuto sia a cause naturali (essenzialmente astronomiche: orbita terrestre e intensità della radiazione solare) che antropiche (emissioni di gas - serra). È ovviamente un "particolare di non trascurabile importanza" per la elaborazione dei modelli sul futuro. A complicare la modellistica fra i tanti problemi ci sono forti differenze nel comportamento dei due poli:  il riscaldamento dell’Artide è molto elevato, in perfetto accordo con tutti gli episodi di riscaldamento globale a cui abbiamo assistito negli ultimi 60 milioni di anni. Invece in Antartide c’è un’area ben definita lungo il lato meridionale della corrente circumpolare antartica nella quale il rialzo delle temperature procede ad un ritmo estremamente lento. Le motivazioni di tale strano comportamento erano abbastanza oscure (anche se non mancavano le ipotesi!), e come spesso succede, i climascettici hanno preso questi dati come una negazione del global warming (parlando, come sempre accade loro, a sproposito). Un nuovo, interessantissimo, studio pubblicato su Nature Geoscience finalmente ha chiarito perché il riscaldamento dell’area a sud della corrente circumpolare antartica proceda con tale lentezza.

Carta de tasso di aumento delle temperature negli ultimi
50 anni prodotta da K.C.Armour
Questa carta di Kyle C. Armour mostra l’incremento della temperatura della superficie del mare negli ultimi 50 anni, sulla quale si evidenzia un fatto un pò strano: contro una media di incremento delle temperature negli ultimi 50 anni di circa 0.08 °C per decade, in buona parte dei mari antartici i mari si stanno riscaldando poco o punto, con un aumento che  nell’area posta nel lato sud della corrente circumpolare antartica non passa gli 0.02°C per decade. 
Questi dati sono stati utilizzati, come sempre a sproposito, da parte di chi contesta il riscaldamento globale (o quantomeno, che anche l’umanità con le emissioni di gas serra vi contribuisca in modo significativo). E che ci sia qualcosa di strano pare ovvio, visto che questi dati sono in clamorosa controtendenza con quanto succede poco più a nord, sul lato opposto della corrente circumpolare antartica, dove il riscaldamento - al contrario - è stato parecchio violento e come succede nell’Artico, dove le temperature stanno aumentando più che altrove, in perfetta corrispondenza con quanto è successo  durante altri episodi di riscaldamento globale del passato, sia in quello recente dell'ultimo milione di anni [1], che anche al PETM, il massimo termico al passaggio Paleocene - Eocene 55 milioni di anni fa. Quindi è necessario sapere perché succede tutto questo.

LE CORRENTI MARINE NELL'ANTARTIDELe prime avvisaglie della calotta polare antartica sono comparse al passaggio Eocene - Oligocene, 34 milioni di anni fa [2]. Il fenomeno è stato causato da diversi fattori, il principale dei quali è stato, ovviamente, l’arrivo dell’Antartide nei dintorni del polo sud (da dove non si è più mossa negli ultimi 30 milioni di anni).
Una seconda causa si deve addebitare alla separazione definitiva dell’Antartide dall’America Meridionale con l’apertura del passaggio di Drake e dall’Australia con il prolungamento verso SE della dorsale sudorientale indiana. A quel punto si è formata la corrente circumpolare antartica che fluisce da ovest a est spinta dai venti continui. Questa corrente blocca gli scambi di calore fra il continente bianco e le medie latitudini meridionali [3].

Intorno all’Antartide abbiamo la circolazione di ribaltamento meridionale (meridional overturning circulation), un sistema che comprende tutte le acque superficiali e profonde delle alte latitudini meridionali e che quindi interessa tutti gli oceani. Trasporta grandi quantità di acqua, calore, sale, composti del carbonio, nutrienti ed altre sostanze, connettendo le acque superficiali e l’atmosfera con le acque profonde.
Un’area cruciale sia per la vita sulla Terra che per il clima e i suoi cambiamenti.
Nell’immagine vediamo la grande circolazione termoalina oceanica globale, da cui si capisce da dove vengano queste acque.
Iniziamo osservando quello che succede nell’Atlantico settentrionale, dove la Corrente del Golfo bagna le coste europee. L’acqua della corrente del Golfo è densa perché salata (ha subìto parecchia evaporazione nel percorso dalla Florida alle Isole Britanniche); in parte prosegue verso nord e in parte si dirige verso le coste americane, davanti alle quali affonda perché è più pesante rispetto alle acque molto meno salate che fluiscono da nord lungo la Groenlandia e il Canada e che si originano dai ghiacciai, tornando in profondità verso sud lungo il continente americano. È la AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation), il ribaltamento verso sud della circolazione dell’Atlantico, di cui ho parlato qui. Il blocco temporaneo della AMOC è all’origine di episodi freddi e secchi che hanno accompagnato tutti gli eventi di deglaciazione, noti come eventi di Heinrich, provocati da un anomalo e massiccio flusso di acque da nord provenienti dallo scioglimento dei ghiacci, tale da bloccare la AMOC e, di conseguenza, la Corrente del Golfo.
Queste acque poi proseguono in profondità lungo tutta la costa atlantica delle Americhe per poi arrivare, finalmente, nell’area antartica.

GLI SCAMBI DI MASSE D'ACQUA E DI CALORE INTORNO ALL'ANTARTIDE. Questo nuovo studio [4] ha usato i dati provenienti dalla flotta di osservazione del progetto Argo e altri strumenti per individuare non solo le temperature, ma le dinamiche con cui il calore viene poi perso.
Fino ad oggi l’idea più ricorrente è stata quella di un rimescolamento fra le acque più calde in superficie e quelle più fredde in basso.
Immagine da [3]:
a. incremento delle temperature
b. cessione e assorbimento di calore
Invece le cose stanno diversamente. Nella immagine qui accanto, con la proiezione polare, sono indicati:
  • in alto il tasso di riscaldamento: a nord della corrente circumpolare antartica il valore è molto più alto che a sud 
  • in basso gli assorbimenti e le cessioni di calore dell'acqua con l'atmosfera
Confrontando le due carte si vede che, in generale, le regioni che si sono maggiormente scaldate hanno perso il loro calore nell’atmosfera, mentre quelle che si sono riscaldate meno hanno assorbito calore dall’atmosfera (e non dalle acque vicine).

Il succo è questo: i venti di burrasca occidentali che costantemente soffiano intorno all’Antartide spingono verso nord le acque superficiali, per cui in alcune zone provocano una diminuzione della pressione in mare, che consente la risalita di quelle più profonde e avvia la circolazione di ribaltamento meridionale.
Pertanto tornano in superficie le acque che proveniendo dalla Corrente del Golfo, hanno disceso in profondità la costa atlantica del Nuovo Mondo. Il loro cammino è stato particolarmente lungo, centinaia di anni. Sono acque che non hanno risentito del riscaldamento in atto e quindi sono molto più fredde.
In pratica da quelle parti c’è un meccanismo simile a quello di un condizionatore che immette aria fresca in una stanza o, tornando su esempi naturali, quello di un lago,  intorno al quale d’estate fa un pò più fresco.
È solo per questo che l’Antartico non si sta riscaldando come l’Artico e quindi, al contrario di quello che sostengono i negazionisti, siamo davanti ad un altro aspetto che conferma il global warming...

[1] Rial 2012 Sinchronization of polar climate variability over the last ice age: in search of simple rules at the heart of climate's complexity. American Journal of Science 312,417– 448
[2] Scher e Martin (2006) Timing and Climatic Consequences of the Opening of Drake Passage. Science 312,428-430
[3] Katz et al (2011) Impact of Antarctic Circumpolar Current Development on Late Paleogene Ocean Structure. Science 332, 1076 - 1079
[4] Armour et al 2016 Southern Ocean warming delayed by circumpolar upwelling and equatorward transport. Nature Geosciences, DOI: 10.1038/NGEO2731

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