Una delle domande chiave sul cambiamento climatico è la forza dell'effetto serra. In termini scientifici questo è descritto come "sensibilità al clima". È definita come la quantità di aumento della temperatura media della Terra in risposta a un raddoppio dei livelli di anidride carbonica nell'atmosfera.

La sensibilità climatica è stata difficile da definire con precisione. I modelli climatici offrono un intervallo di 1,5-4,5 per raddoppio di CO₂, mentre le osservazioni meteorologiche storiche suggeriscono un intervallo più piccolo di 1,5-3,0 per raddoppio di CO₂.

In un nuovo studio pubblicato su Science Advances, Cristian Proistosescu e Peter J. Huybers dell'Università di Harvard risolvono questa discrepanza, dimostrando che è probabile che i modelli siano corretti.

Secondo la loro analisi statistica, le osservazioni meteorologiche storiche rivelano solo una parte della risposta completa del pianeta all'aumento dei livelli di CO₂. La vera sensibilità climatica si manifesterà solo su una scala temporale di secoli, a causa di effetti che i ricercatori chiamano "feedback climatici lenti".

Veloce e lento

Per capire questo, è importante sapere esattamente cosa intendiamo quando parliamo di sensibilità climatica. La cosiddetta "sensibilità climatica di equilibrio", o lenti feedback climatici, si riferisce alla conseguenza ultima della risposta climatica - in altre parole, gli effetti finali e le conseguenze ambientali che una data concentrazione di gas serra produrrà.

Questi possono includere processi di feedback climatico a lungo termine come la disintegrazione della calotta glaciale con conseguenti cambiamenti nella riflessione della superficie terrestre (albedo), modifiche ai modelli di vegetazione, e il rilascio di gas serra come il metano dal suolo, tundra o sedimenti oceanici. Questi processi possono avvenire su scale temporali di secoli o più. In quanto tali, possono essere previsti solo utilizzando modelli climatici basati su dati preistorici e prove paleoclimatiche.

D'altra parte, quando la forzatura dei gas serra aumenta a un tasso fino a 2-3 parti per milione (ppm) di CO₂ all'anno, come è avvenuto negli ultimi dieci anni o giù di lì, la velocità dei processi di feedback lenti può essere accelerata.

Le misurazioni dell'atmosfera e dei cambiamenti marini effettuati dalla Rivoluzione industriale (quando gli esseri umani hanno iniziato per la prima volta il rilascio di massa di gas serra) catturano principalmente gli effetti di riscaldamento diretto della CO₂, così come feedback a breve termine come cambiamenti nel vapore acqueo e nelle nuvole.

Uno studio condotto dal climatologo James Hansen ha concluso che la sensibilità climatica è di circa 3℃ per un raddoppio della CO₂ quando si considerano solo i feedback a breve termine. Però, è potenzialmente alto come 6℃ quando si considera un equilibrio finale che coinvolge gran parte dello scioglimento dei ghiacci dell'Antartico occidentale e orientale, se e quando i livelli globali delle serre trascendono l'intervallo di CO₂ da 500 a 700 ppm.

Ciò illustra il problema con l'utilizzo di osservazioni meteorologiche storiche per stimare la sensibilità climatica:si presume che la risposta sarà lineare. Infatti, ci sono fattori in futuro che possono spingere la curva verso l'alto e aumentare la variabilità climatica, comprese le inversioni transitorie che potrebbero interrompere il riscaldamento a lungo termine. In poche parole, le temperature non hanno ancora raggiunto l'aumento dei livelli di gas serra.

Documenti climatici preistorici per l'Olocene (10, 000-250 anni fa), la fine dell'ultima era glaciale verso le 11, 700 anni fa, e periodi precedenti come l'Eemiano (intorno al 115, 000-130, 000 anni fa) suggeriscono sensibilità climatiche di equilibrio fino a 7,1-8,7℃.

Finora abbiamo sperimentato circa 1,1 di riscaldamento globale medio dalla Rivoluzione industriale. In questo periodo i livelli di CO₂ atmosferica sono aumentati da 280 ppm a 410 ppm – e l'equivalente di oltre 450 ppm dopo aver tenuto conto degli effetti di tutti gli altri gas serra oltre alla CO₂.

Varcare la soglia

È improbabile che il cambiamento climatico proceda in modo lineare. Anziché, esiste una gamma di potenziali soglie, punti di non ritorno, e punti di non ritorno che possono essere attraversati durante il riscaldamento o pause di raffreddamento transitorie di breve durata seguite da un ulteriore riscaldamento.

Le testimonianze preistoriche dei cicli tra ere glaciali, vale a dire che intervengono periodi "interglaciali" più caldi, rivelare molti di questi eventi, come il grande gelo che si è improvvisamente impadronito verso le 12, 900 anni fa, e il brusco disgelo verso le 8, 200 anni fa.

Nella documentazione preistorica, eventi di congelamento improvviso (chiamati "eventi stadiali") seguono costantemente le temperature interglaciali di picco.

Tali eventi potrebbero includere il crollo della Circolazione Atlantica Mid-Ocean (AMOC), con conseguente congelamento diffuso associato all'afflusso di estensivo scioglimento dei ghiacci dalla Groenlandia e da altre calotte polari. L'afflusso di acqua fredda di fusione del ghiaccio interromperebbe il caldo AMOC ricco di sale, portando al raffreddamento regionale come si registra dopo ogni picco di temperatura durante i precedenti periodi interglaciali.

Negli ultimi anni le piscine di acqua fredda a sud della Groenlandia hanno indicato un tale raffreddamento dell'Oceano Atlantico settentrionale. L'attuale tasso di riscaldamento globale potrebbe potenzialmente far crollare l'AMOC.

Un crollo dell'AMOC, che gli "scettici" climatici senza dubbio accoglierebbero come "prova del raffreddamento globale", rappresenterebbe un evento transitorio altamente dirompente che danneggerebbe l'agricoltura, in particolare nell'emisfero settentrionale. A causa dell'accumulo cumulativo di gas serra nell'atmosfera, una pausa così fredda è destinata a essere seguita da un nuovo riscaldamento, coerente con le proiezioni dell'IPCC.

Il rilascio di gas serra da parte dell'umanità non ha precedenti per velocità e dimensioni. Ma se guardiamo abbastanza indietro nel tempo possiamo ottenere alcuni indizi su cosa aspettarci. Circa 56 milioni di anni fa, La Terra ha subito un riscaldamento di 5-8 per diversi millenni, dopo un improvviso rilascio di feedback innescati dal metano che hanno causato l'aumento del livello di CO₂ a circa 1, 800 ppm.

Eppure, anche quell'improvviso aumento dei livelli di CO₂ è stato di gran lunga inferiore all'attuale tasso di aumento di CO₂ di 2-3 ppm all'anno. Di questo passo, senza precedenti nella storia registrata della Terra negli ultimi 65 milioni di anni (con l'eccezione delle conseguenze degli impatti di asteroidi), il clima potrebbe entrare in un territorio davvero inesplorato.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.