Per la prima volta, scienziati del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) e di altre cinque organizzazioni hanno dimostrato che le influenze umane hanno un impatto significativo sulle dimensioni del ciclo stagionale della temperatura nello strato più basso dell'atmosfera.

Per dimostrare questo, hanno applicato una cosiddetta tecnica di "impronta digitale". Le impronte digitali cercano di separare le influenze umane e naturali sul clima. Si basa su modelli di cambiamento climatico, in genere modelli mediati su anni o decenni. Ma nella nuova ricerca apparsa nell'edizione del 20 luglio della rivista Scienza , il team ha studiato il comportamento stagionale, e hanno scoperto che il riscaldamento causato dall'uomo ha influenzato significativamente il ciclo della temperatura stagionale.

I ricercatori si sono concentrati sulla troposfera, che si estende dalla superficie a circa 16 chilometri nell'atmosfera ai tropici e 13 chilometri ai poli. Hanno considerato i cambiamenti nel tempo nelle dimensioni del ciclo stagionale della temperatura troposferica in diverse posizioni sulla superficie terrestre. Questo modello fornisce informazioni sui contrasti di temperatura tra i mesi più caldi e più freddi dell'anno.

Lontano dagli effetti moderati degli oceani, le regioni di media latitudine dei continenti dell'emisfero settentrionale hanno un ampio ciclo stagionale di temperatura atmosferica, con inverni rigidi ed estati calde. I dati sulla temperatura del satellite sono coerenti con i modelli che proiettano che questo "battito cardiaco" stagionale sta diventando più forte con le emissioni umane di anidride carbonica.

Altre caratteristiche comuni alle osservazioni e alle simulazioni del modello sono i piccoli cambiamenti nel ciclo della temperatura stagionale tropicale, e una diminuzione delle dimensioni del ciclo stagionale nella regione antartica.

"I nostri risultati suggeriscono che gli studi di attribuzione con il cambiamento del ciclo stagionale forniscono prove potenti e nuove di un significativo effetto umano sul clima della Terra, ", ha affermato lo scienziato del clima LLNL e autore principale Benjamin Santer.

Il clima della Terra è contemporaneamente influenzato da diversi fattori esterni e interni. Esempi di influenze esterne sono i cambiamenti naturali nella produzione di energia del sole e gli aumenti causati dall'uomo nelle concentrazioni atmosferiche di gas serra. Le influenze interne includono una vasta gamma di cicli naturali, come El Niño/Southern Oscillation e l'Interdecadal Pacific Oscillation. Le variazioni di questi e di molti altri fattori interni ed esterni hanno determinato cambiamenti nel clima storico.

Dall'inizio della ricerca sulle impronte climatiche alla fine degli anni '70, gli scienziati hanno utilizzato metodi di riconoscimento dei modelli per rilevare cambiamenti climatici insolitamente grandi e per attribuire questi cambiamenti a diverse influenze esterne. Gli studi iniziali si sono concentrati sulla temperatura superficiale e atmosferica. La successiva ricerca sulle impronte digitali ha preso in considerazione i cambiamenti in un'ampia gamma di variabili, compreso il contenuto di calore dell'oceano, il ciclo idrologico, circolazione atmosferica, l'estensione del ghiaccio marino e il comportamento degli eventi estremi.

Nella nuova ricerca, il team ha esaminato simulazioni di modelli guidate da cambiamenti storici nei fattori umani. Una caratteristica importante di queste simulazioni è che alle medie latitudini, la dimensione del ciclo di temperatura stagionale aumenta notevolmente. Questo aumento deriva da un maggiore riscaldamento nella stagione estiva di ciascun emisfero. A sua volta, il maggiore riscaldamento estivo alle medie latitudini sembra essere in parte dovuto all'essiccazione estiva della superficie terrestre.

A causa delle differenze nella capacità termica della terra e dell'oceano, e poiché c'è sostanzialmente più terra nell'emisfero settentrionale, gli aumenti alle medie latitudini nel ciclo della temperatura stagionale sono maggiori nell'emisfero settentrionale che nell'emisfero meridionale. Simili modelli su larga scala di cambiamento del ciclo stagionale si verificano nei dati satellitari sulla temperatura troposferica. La "corrispondenza del modello" tra l'impronta digitale dell'influenza umana e i modelli satellitari del cambiamento del ciclo stagionale è stata altamente significativa. Era improbabile che la partita fosse dovuta alla naturale variabilità del clima interno.

I dati della temperatura troposferica satellitare utilizzati nel Scienza il documento mostra un riscaldamento medio annuo medio globale di circa 1,25 gradi Fahrenheit dal 1979 al 2016. Le cause di questo segnale di riscaldamento medio annuale sono state oggetto di molti studi precedenti. Ma fino a quando non è stata condotta la nuova ricerca, non era stato eseguito alcuno studio formale delle impronte digitali con il cambiamento del ciclo stagionale della temperatura troposferica.