Il riscaldamento e il raffreddamento delle acque superficiali del mare tropicale del Pacifico in autunno e in inverno possono aiutare a prevedere i tempi delle date primaverili di ghiaccio nei laghi del Maine e della regione nordamericana, secondo recenti studi dei ricercatori dell'Università del Maine.

La capacità di prevedere i tempi del ghiaccio del lago almeno una stagione prima può informare una serie di preoccupazioni, dagli studi sull'ecosistema lacustre e sulla qualità dell'acqua agli eventi comunitari, come i derby di pesca sul ghiaccio.

Una stagione insolitamente breve della copertura del ghiaccio ha il potenziale per influenzare la stabilità, salute e funzione degli ecosistemi lacustri, secondo Mussie T. Beyene, che sta completando gli studi di dottorato in ingegneria civile e ambientale presso UMaine.

Poiché le condizioni meteorologiche invernali influenzano il periodo di copertura del ghiaccio del lago, Beyene mira a offrire modi in cui le informazioni climatiche possono essere utilizzate per valutare i cambiamenti nei laghi nordamericani almeno una stagione prima. La ricerca è al centro di due articoli di riviste recentemente pubblicati da Beyene e Shaleen Jain, professore associato di ingegneria civile e ambientale presso UMaine.

Gli studi climatici hanno mostrato l'Oscillazione El Nino-Sud (ENSO), un'altalena periodica nella temperatura e pressione della superficie del mare tropicale del Pacifico, influenza il clima invernale nordamericano, secondo Beyene.

In precedenti ricerche, Beyene e Jain hanno determinato la presenza di soglie stagionali di temperatura invernale che generano date di chiusura del ghiaccio insolitamente anticipate e tardive, quando il ghiaccio invernale scompare completamente dalla superficie dell'acqua, nei laghi del Maine.

I ricercatori hanno anche esaminato il ruolo dei modelli di circolazione atmosferica regionale nordamericana associati a El Nino, o la fase calda di ENSO, nel promuovere inverni più miti, che producono i primi datteri di ghiaccio del lago nel Maine.

Un importante fattore predittivo per le date di fine del ghiaccio primaverile è il grado-giorno di congelamento e scioglimento accumulato, la somma delle temperature al di sotto e al di sopra del congelamento dell'acqua, 32 gradi Fahrenheit.

Nell'ultimo articolo della coppia pubblicato su Ricerca sulle risorse idriche , hanno esaminato il ruolo dei gradi giorno di congelamento e scioglimento accumulati durante l'inverno e di altre variabili meteorologiche, come la nevicata, in date di ghiaccio nei laghi del Maine.

Lavorando con Ramesh Gupta, il Professore Fiduciario di matematica e statistica presso UMaine, hanno sviluppato un quadro di regressione lineare-circolare per modellare gli effetti delle variabili meteorologiche stagionali sulla fenologia del ghiaccio del lago.

I ricercatori hanno scoperto che l'entità e la variazione delle temperature primaverili spiegano più della metà della variabilità totale nelle date di fine del ghiaccio primaverile per i laghi del Maine. La relazione tra le nevicate primaverili e il momento delle date primaverili di fine ghiaccio è la più forte nei laghi del Maine interno settentrionale e l'effetto delle nevicate invernali sulle date di fine ghiaccio è significativo soprattutto nei laghi costieri del Maine.

Però, il ruolo dei gradi-giorno di congelamento e scioglimento accumulati durante l'inverno nel determinare le date di fine del ghiaccio nei laghi del Maine è risultato significativo in tutte le regioni climatiche, secondo i ricercatori.

La ricerca attuale mostra che l'effetto degli eventi ENSO sul clima invernale nordamericano varia a seconda della posizione e dell'ampiezza del riscaldamento e raffreddamento della superficie del mare tropicale del Pacifico.

In un articolo recentemente pubblicato su Giornale internazionale di climatologia , Beyene e Jain hanno esaminato il ruolo delle diverse condizioni di El Nino in otto date di disgelo dei laghi nordamericani e hanno sviluppato un approccio di analisi del rischio per valutare la probabilità di scioglimento precoce dei ghiacci. Per alcuni laghi, i modelli di riscaldamento nel Pacifico tropicale orientale erano associati a quasi il doppio del rischio di una rapida formazione di ghiaccio.

"La National Oceanic and Atmospheric Administration fornisce una panoramica dello stato invernale dell'ENSO, a volte sei mesi avanti, " Dice Beyene. " Determinando le soglie giornaliere dei gradi di congelamento accumulati durante l'inverno che producono date precoci di ghiaccio nei laghi, possiamo utilizzare i nostri modelli dei gradi di congelamento accumulati in inverno che incorporano gli indici ENSO come predittori per stimare la probabilità di una data di uscita del ghiaccio anticipata o tardiva una stagione prima. Riteniamo che numerose ricerche e attività legate ai laghi nel Maine e altrove trarranno beneficio da queste previsioni".