I ricercatori hanno lottato per modellare con precisione i cambiamenti alle abbondanti piogge estive che spazzano gli Stati Uniti sudoccidentali e il Messico nordoccidentale, noto agli scienziati come il "monsone nordamericano".

In un rapporto pubblicato il 9 ottobre sulla rivista Cambiamenti climatici naturali , un team di ricercatori di Princeton e della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) ha applicato al monsone un fattore chiave per migliorare i modelli climatici, la correzione delle temperature della superficie del mare.

Gli autori del rapporto includono Salvatore Pascale, un ricercatore associato in scienze atmosferiche e oceaniche (AOS); Tom Delworth, un docente di geoscienze e AOS e ricercatore presso il Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL) del NOAA; Sarah Kapnick, un'alunna di Princeton del 2004 ed ex postdoc AOS che è attualmente ricercatore di fisica alla GFDL; Hiroyuki Murakami, ricercatore associato dell'AM; e Gabriel Vecchi, un professore di geoscienze e il Princeton Environmental Institute.

Quando hanno corretto le distorsioni della temperatura superficiale del mare (SST) e hanno utilizzato dati a risoluzione più elevata per la geografia regionale, i ricercatori hanno creato un modello che riflette accuratamente le attuali condizioni delle precipitazioni e suggerisce che i cambiamenti futuri potrebbero avere conseguenze significative per le risorse idriche e i rischi regionali.

"Questo studio rappresenta la scienza fondamentale relativa alla fisica del monsone nordamericano, ma si ripercuote sulle previsioni meteorologiche e climatiche e costruisce la resilienza per il nostro approvvigionamento idrico e le risposte ai rischi, " ha detto Kapnick. "Sono entusiasta di questo salto in avanti per migliorare i nostri modelli e per le potenziali applicazioni che forniranno in futuro alla società".

I loro risultati evidenziano la possibilità di una forte riduzione delle precipitazioni nel margine settentrionale del monsone in risposta al riscaldamento, con conseguenze per le risorse idriche regionali, agricoltura ed ecosistemi.

"Le piogge monsoniche sono critiche per il sud-ovest degli Stati Uniti e il nord-ovest del Messico, eppure il destino del monsone nordamericano è abbastanza incerto, " disse Pasquale, l'autore principale della carta. "Il futuro del monsone avrà impatti diretti sull'agricoltura, sui mezzi di sussistenza».

I precedenti modelli di circolazione generale hanno suggerito che i monsoni si sarebbero semplicemente spostati in seguito, con una diminuzione delle piogge a luglio ma un aumento delle precipitazioni a settembre e ottobre.

"Il consenso era che il riscaldamento globale stava ritardando il monsone ... che è anche quello che abbiamo trovato con la simulazione se non hai corretto i pregiudizi SST, " Disse Pascale. "Incontrollato, i bias SST possono modificare notevolmente la risposta. possono ingannarci, introducendo artefatti che non sono reali."

Una volta corretti questi pregiudizi, i ricercatori hanno scoperto che il monsone non è semplicemente ritardato, ma che le precipitazioni totali stanno affrontando una drastica riduzione.

Ciò ha implicazioni significative per i responsabili delle politiche regionali, ha spiegato Kapnick. "I progetti di infrastrutture idriche richiedono da anni a dieci anni per essere pianificati e realizzati e possono durare decenni. Richiedono la conoscenza del clima futuro... per garantire l'approvvigionamento idrico negli anni di siccità. Sapevamo in precedenza che altri modelli globali ampiamente utilizzati non avevano un vero monsone nordamericano. Questo studio risponde a questa esigenza e mette in evidenza ciò che dobbiamo fare per migliorare i modelli per il monsone nordamericano e comprendere l'acqua nel sud-ovest".

Il nuovo modello suggerisce anche che i famosi temporali della regione potrebbero diventare meno comuni, poiché la diminuzione della pioggia è associata a una maggiore stabilità nella troposfera medio-bassa e a una convezione atmosferica indebolita.

"Il monsone nordamericano è anche legato a eventi di precipitazioni estreme che possono causare inondazioni improvvise e perdite di vite umane, " Ha detto Kapnick. "Sapere quando inizierà il monsone e prevedere quando accadranno grandi eventi può essere utilizzato per i primi avvertimenti e la pianificazione per evitare la perdita di vite umane e danni alla proprietà. Questo documento rappresenta il primo grande passo verso la costruzione di sistemi migliori per prevedere le piogge monsoniche".

I ricercatori hanno scelto di affrontare la regione in parte perché in precedenza, modelli a risoluzione più grossolana avevano mostrato che quest'area si sarebbe asciugata, una previsione che è stata confermata dalla siccità e dagli incendi degli ultimi anni. Ma la maggior parte di queste siccità sono attribuite al cambiamento delle tempeste invernali, disse Pasquale.

"Si prevede che la pista della tempesta si sposti verso nord, quindi queste regioni potrebbero avere meno pioggia in inverno, ma era molto incerto cosa succede al monsone, che è l'altro contributore alle piogge della regione. non lo sapevamo, ed è fondamentale sapere, " Egli ha detto.

Nel loro modello, i ricercatori sono stati in grado di rilevare gli impatti di un fattore alla volta, che ha permesso loro di indagare e quantificare la risposta dei monsoni al raddoppio dell'anidride carbonica atmosferica, aumento delle temperature e altri cambiamenti individuali.

Pascale ha sottolineato i limiti di questo o di qualsiasi altro modello climatico. "Devono essere usati con una comprensione delle loro carenze e utilizzati per il loro potenziale previsto, ma non oltre. Possono darci informazioni abbastanza affidabili sulla circolazione atmosferica su larga scala, ma se vuoi dare un'occhiata al regionale, effetti su piccola scala, devi stare molto attento, " ha detto. "I modelli sono fondamentali ma non sono perfetti, e piccole imperfezioni possono portare a grandi malintesi."

Ha continuato:"Non stiamo dicendo, 'Siamo sicuri che questo è ciò che sarà, ' ma abbiamo voluto evidenziare alcuni meccanismi che sono fondamentali, e devono essere presi in considerazione nelle future ricerche sul monsone nordamericano. Questa è una regione difficile, quindi la ricerca futura indicherà se avessimo ragione, e fino a che punto».