In alto:i venti fanno evaporare l'acqua dall'Oceano Atlantico settentrionale subtropicale, lasciando alti livelli di salinità durante la primavera. L'umidità esportata si fa strada nel Sahel africano, dove assorbe la terra arida e accumula gradualmente l'umidità del suolo nel corso di tre mesi. L'umidità del suolo si accoppia con la convezione nell'atmosfera per creare un circuito di feedback che attira ulteriore umidità dal Nord Atlantico e dal Mediterraneo. Ciò aumenta le precipitazioni durante la stagione dei monsoni africani estivi. In basso:nell'Atlantico settentrionale occidentale, salinità primaverili più elevate sono un indicatore di una maggiore esportazione di umidità negli Stati Uniti continentali, che converge a sud. Ciò aumenta notevolmente l'umidità del suolo lì, permettendo all'energia del Sole di evaporare l'acqua portando a una maggiore convezione atmosferica sulla terra. La convezione intensificata sulla terra attira più umidità dal Golfo del Messico e porta al miglioramento del getto di basso livello delle Grandi Pianure, che trasporta l'umidità al Midwest superiore in estate. Credito:Eric Taylor, Istituto oceanografico di Woods Hole
All'incontro dell'American Geophysical Union di questa settimana, un team di ricercatori della Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) ha presentato le ultime scoperte della ricerca sulle previsioni a lungo termine delle precipitazioni sulla terraferma. Il loro metodo si basa sulla salinità dell'oceano piuttosto che sulle temperature della superficie del mare, che è stato lo standard per decenni.
Usando questo metodo, un gruppo di ricerca guidato da Ray Schmitt, un oceanografo fisico presso WHOI, è stato in grado di prevedere con successo l'evento di pioggia estrema che ha inondato gli stati in tutto il Midwest nell'estate del 2015. I risultati dello studio saranno pubblicati in un documento attualmente in revisione.
I ricercatori hanno analizzato più di 60 anni di salinità oceanica globale e dati sulle precipitazioni terrestri e hanno scoperto che le variazioni di salinità di anno in anno, o salsedine, in alcune parti dell'oceano può essere utilizzato per fare previsioni accurate delle precipitazioni stagionali sulla terraferma, spesso migliaia di miglia di distanza.
"Quando abbiamo iniziato ad analizzare i record, abbiamo trovato queste "teleconnessioni" tra regioni di salinità oceanica e alcune regioni di maggiori precipitazioni sulla terraferma, " lui spiega.
Schmitt e i suoi colleghi hanno trovato per la prima volta prove di un chiaro legame tra i livelli più elevati di salinità della superficie del mare nell'Oceano Atlantico settentrionale e l'aumento delle precipitazioni sulla terraferma nel Sahel africano, l'area tra il deserto del Sahara e la savana in tutta l'Africa centrale. I risultati sono stati pubblicati il 6 maggio numero 2016 di Progressi scientifici .
Schmitt e i suoi colleghi hanno anche scoperto che l'elevata salinità primaverile nell'Atlantico settentrionale occidentale è correlata alle elevate precipitazioni estive nel Midwest degli Stati Uniti. Questi risultati sono stati pubblicati il 1 maggio edizione 2016 del Giornale del clima .
"Possiamo utilizzare modelli di variazioni di salinità per prevedere la pioggia una stagione in anticipo perché c'è un ritardo di circa tre mesi tra i modelli di alta salinità dell'oceano e le conseguenti precipitazioni sulla terraferma. Inoltre, la bassa salinità primaverile è un buon predittore della siccità estiva nel Midwest", afferma Schmitt. La loro analisi utilizza sofisticate tecniche di "apprendimento automatico" per identificare e classificare le migliori variabili climatiche per le previsioni delle precipitazioni e la salinità si rivela la più affidabile per molte aree.
Ora il gruppo di ricerca, che include Laifang Li, un ex ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Schmitt, attualmente alla Duke University, Tianjia Liu della Columbia University, e la collega WHOI Caroline Ummenhofer, presenta gli ultimi aggiornamenti su questa nuova entusiasmante tecnica.
Il team di ricerca ha scoperto che includendo segnali di salinità da tutto il mondo anziché solo dal Nord Atlantico, è possibile fare previsioni ancora più accurate e sviluppare previsioni sulle precipitazioni per altre regioni, compreso il sud-ovest degli Stati Uniti.
Trovare i Segnali Salati
La salinità, o salsedine, dell'acqua di mare dipende in gran parte da quanta umidità viene aspirata nell'aria mentre i venti spazzano l'oceano. Ogni anno, 100, 000 miglia cubiche di acqua evapora dalla superficie dell'oceano, che è sufficiente per inondare gli interi Stati Uniti continentali fino a una profondità di 180 piedi. Circa il 90% dell'umidità ricade nell'oceano sotto forma di precipitazioni, mentre il resto viene trasportato sulla terra dove alla fine diventa pioggia.
Quando la pioggia cade sull'oceano, la superficie del mare diventa meno salata. Allo stesso tempo, l'evaporazione rende la superficie del mare più salata rimuovendo l'acqua dolce nell'atmosfera. Così, se una regione diventa più salata del normale significa che ci sarà più pioggia in qualche altra parte della Terra. Allo stesso modo, una salinità più fresca del normale indica che l'oceano ha trattenuto più acqua e ci sarà meno pioggia da qualche altra parte.
"Questa idea di base ci ha motivato a guardare le aree ad alta salinità dell'oceano per vedere se le variazioni di salinità superficiale potrebbero essere utilizzate per le previsioni delle precipitazioni a terra, "dice Schmitt.
Schmitt afferma che la salinità è un predittore migliore delle precipitazioni rispetto alle temperature oceaniche perché quest'ultima è soggetta a variazioni giornaliere dovute al tempo. "La salinità è una media di quello che è successo negli ultimi mesi, " dice. "È un indicatore migliore di quanta acqua ed energia l'oceano ha esportato da una determinata regione, perché l'evaporazione rappresenta il modo principale con cui l'oceano guida l'atmosfera. L'energia fornita dal riscaldamento a causa delle differenze di temperatura è più di un ordine di grandezza inferiore".
Sia l'evaporazione che le precipitazioni stanno aumentando con il cambiamento climatico globale, rendendo le differenze più marcate.
"Le aree salate sono diventate più salate e le aree fresche sono diventate più fresche, il che significa che dovremmo aspettarci che le aree asciutte diventino asciutte e le aree umide diventino più umide per noi sulla terraferma, " aggiunge Schmitt.
"Più dati abbiamo, più facile sarà migliorare le previsioni climatiche stagionali e anticipare siccità e inondazioni estreme, che sarà probabilmente più comune in un mondo in via di riscaldamento, "dice Schmitt.
