Nell'inverno 2015/16, è successo qualcosa che non si era mai visto prima su questa scala:alla fine di dicembre, le temperature sono aumentate sopra lo zero gradi Celsius per diversi giorni in alcune parti dell'Artico. Temperature fino a otto gradi sono state registrate a nord delle Svalbard. Temperature così elevate non si registravano nel semestre invernale dall'inizio delle misurazioni sistematiche alla fine degli anni '70. Come risultato di questo insolito calore, il ghiaccio marino cominciò a sciogliersi.

"Ne abbiamo sentito parlare dai media, "dice Heini Wernli, Professore di Dinamica Atmosferica all'ETH di Zurigo. La notizia suscitò la sua curiosità scientifica, e un team guidato dal suo allora studente di dottorato Hanin Binder ha indagato sulla questione. A novembre 2017, hanno pubblicato la loro analisi di questo evento eccezionale sulla rivista Lettere di ricerca geofisica .

Dentro, i ricercatori mostrano come sono sorte queste temperature insolite:tre diverse correnti d'aria si sono incontrate sul Mare del Nord tra la Scozia e la Norvegia meridionale, trasportando aria calda verso nord ad alta velocità come su una "autostrada". (vedi illustrazione)

Una corrente d'aria ha avuto origine nel Sahara e ha portato con sé aria calda vicino alla superficie. Iniziare con, la temperatura di quest'aria era di circa 20 gradi Celsius. Mentre si raffreddava nel suo viaggio verso l'Artico, era ancora sopra lo zero quando è arrivato. "È estremamente raro per il caldo, aria subtropicale vicina alla superficie da trasportare fino all'Artico, "dice Legante.

La seconda corrente d'aria ha avuto origine nell'Artico stesso, un fatto che ha stupito gli scienziati. Iniziare con, quest'aria era molto fredda. Però, la massa d'aria – che giaceva anch'essa a ridosso del suolo – si spostava verso sud lungo un percorso curvo e, mentre sopra l'Atlantico, è stato riscaldato in modo significativo dal flusso di calore dall'oceano prima di unirsi alla corrente d'aria subtropicale.

La terza corrente d'aria calda è iniziata come una massa d'aria fredda nell'alta troposfera, da un'altitudine superiore a 5 chilometri. Queste masse d'aria sono state trasportate da ovest a est e sono scese in un'area stazionaria di alta pressione sopra la Scandinavia. La compressione ha così riscaldato l'aria originariamente fredda, prima che entrasse nell'"autostrada per l'Artico".

Trasporto di aria calda verso il Polo

Questa autostrada di correnti d'aria è stata resa possibile da una particolare costellazione di sistemi di pressione sul nord Europa. Nel periodo in questione, intensi sistemi di bassa pressione si sono sviluppati sull'Islanda mentre un'area di alta pressione estremamente stabile si è formata sulla Scandinavia. Questo creò una specie di imbuto sopra il Mare del Nord, tra la Scozia e la Norvegia meridionale, che canalizzava le varie correnti d'aria e le dirigeva verso nord, nell'Artico.

Questa autostrada è durata circa una settimana. I sistemi di pressione sono quindi decaduti e l'Artico è tornato al suo tipico stato invernale ghiacciato. Però, il periodo caldo è bastato a ridurre lo spessore del ghiaccio marino in alcune parti dell'Artico di 30 centimetri – durante un periodo in cui il ghiaccio di solito diventa più spesso e più diffuso.

"Queste condizioni meteorologiche e il loro effetto sul ghiaccio marino erano davvero eccezionali, " dice Binder. I ricercatori non sono stati in grado di identificare un collegamento diretto al riscaldamento globale. "Abbiamo effettuato solo un'analisi di un singolo evento; non abbiamo studiato gli aspetti climatici a lungo termine" sottolinea Binder.

I sistemi ad alta pressione provocano lo scioglimento del ghiaccio marino

Però, lo scioglimento del ghiaccio marino artico durante l'estate è una storia diversa. La tendenza a lungo termine è chiara:l'estensione e lo spessore minimi del ghiaccio marino a fine estate si sono ridotti continuamente dalla fine degli anni '70. Il ghiaccio marino si è sciolto particolarmente gravemente nel 2007 e nel 2012, un fatto che i ricercatori del clima non sono stati finora in grado di spiegare completamente. Insieme a Lukas Papritz dell'Università di Bergen, Wernli ha studiato le cause di questi valori anomali. Il loro studio è stato appena pubblicato sulla rivista Geoscienze naturali .

Secondo la loro ricerca, il forte scioglimento negli anni sopra menzionati è stato causato da sistemi stabili di alta pressione che si sono formati ripetutamente durante i mesi estivi. In queste condizioni meteorologiche senza nuvole, l'alto livello di luce solare diretta – il sole splende 24 ore al giorno in questo periodo dell'anno – ha particolarmente intensificato lo scioglimento del ghiaccio marino.

Le aree di bassa pressione "iniettano" masse d'aria nell'Artico

Questi sistemi ad alta pressione si sono sviluppati attraverso un afflusso di aria da latitudini temperate. Sistemi a bassa pressione nelle aree del Nord Atlantico e del Nord Pacifico, Per esempio, "iniettare" masse d'aria nell'Artico ad un'altezza di circa otto chilometri. Ciò ha sollevato l'altezza della tropopausa, il confine tra la troposfera e la stratosfera, nella regione delle "iniezioni". Di conseguenza, la pressione dell'aria superficiale sotto è aumentata ed è stato stabilito un sistema ad alta pressione. Mentre si dissipava di nuovo una decina di giorni dopo, una quantità insolitamente elevata di ghiaccio marino sciolto nel frattempo, e il ghiaccio rimanente diluito.

L'indagine dei climatologi ha dimostrato che nelle estati del 2007 e del 2012 durante le quali queste situazioni di alta pressione si sono verificate particolarmente frequentemente, hanno portato a condizioni senza nuvole ogni tre giorni. L'alto livello di radiazione solare ha intensificato e accelerato lo scioglimento del ghiaccio marino. "Il livello di radiazione solare è il fattore principale nello scioglimento del ghiaccio in estate. A differenza dell'anomalia invernale, l'aria "iniettata" a circa 8 chilometri di altitudine da sud non è calda – con meno 60 gradi è gelida, ", dice Wernli. "La temperatura dell'aria ha quindi un effetto molto limitato sul ghiaccio." Inoltre, il trasporto verso nord del caldo, le masse d'aria umida ai margini dei sistemi ad alta pressione riducono l'emissione (di calore), che intensifica ulteriormente la fusione.

La loro analisi ha permesso ai ricercatori di comprendere per la prima volta i processi meteorologici che portano a variazioni significative nello scioglimento del ghiaccio estivo. "I nostri risultati sottolineano il ruolo fondamentale che i sistemi meteorologici alle latitudini temperate svolgono in episodi di scioglimento dei ghiacci particolarmente intensi nell'Artico, "dice il professore dell'ETH.