È un evento affidabile ora:ogni volta che abbiamo un evento freddo qui negli Stati Uniti, iniziano due conversazioni pubbliche, entrambi i quali utilizzano il termine "vortice polare". Coloro che sono sospettosi della realtà del cambiamento climatico e persistono nel chiamarlo "riscaldamento globale" sostengono che questi eventi di freddo causati dal vortice polare sono la prova che il riscaldamento è una notizia falsa. Altre persone sanno che il ghiaccio marino polare sta scomparendo mentre questi eventi di vortice polare sembrano moltiplicarsi e amplificarsi. Il clima, le persone dicono, sta solo andando fuori controllo. Ma i nuovi sviluppi nella ricerca sul clima stanno costantemente dando più senso ai cambiamenti a cui stiamo assistendo.

Yutian Wu, un professore di ricerca associato presso Lamont-Doherty Earth Observatory e un Center for Climate and Life Fellow, è uno scienziato che si aggiunge alla nostra comprensione di questi eventi.

Wu è un modellatore climatico. I dati climatici possono mostrare una correlazione tra gli eventi climatici e i loro driver apparenti. D'altra parte, modelli climatici, perché si affidano alle leggi della fisica per ricreare il comportamento dell'ambiente, può stabilire una relazione causale tra il cambiamento ambientale osservato e gli eventi climatici.

Wu e i suoi colleghi hanno dimostrato che la diminuzione del ghiaccio marino nei mari di Barents e Kara (BKS) a nord della Russia occidentale causa una riduzione del gradiente di pressione atmosferica che si estende fino alla stratosfera. Ciò riduce la forza della corrente a getto che circonda il bacino e consente all'aria polare di uscire dal bacino artico e scendere sull'Eurasia e sul Nord Atlantico. A causa di questa ricerca, potrebbe essere possibile prevedere quando arriverà un inverno particolarmente freddo nel nord Europa e in Asia. Dati i costi umani ed economici del clima molto freddo, questa è scienza con un valore misurabile.

Il lavoro di Wu mostra come il riscaldamento in atto alle basse e medie latitudini porti all'uscita di aria fredda dall'Artico. "La regione BKS è nota da molti anni per essere sensibile, " Wu ha detto in una recente intervista. "Il ghiaccio marino varia molto di anno in anno a causa dell'intrusione di umidità legata all'attività delle tempeste sul Nord Atlantico. Quando il Nord Atlantico è più caldo del normale, fa diminuire la copertura di ghiaccio marino".

La zona a forma di anello di brusca variazione della pressione atmosferica che circonda il perimetro dell'Oceano Artico e di solito trattiene l'aria fredda è chiamata Oscillazione Artica (AO). Nella sua cosiddetta fase positiva, costituisce una barriera efficace, mantenere le masse d'aria artiche sul bacino artico. Nella sua fase negativa, i venti occidentali alle alte medie latitudini sono più deboli e consentono al freddo artico di penetrare verso sud. Il fenomeno è chiamato oscillazione perché il sistema alterna fasi positive e negative.

Wu e la sua comunità di ricerca hanno scoperto che la diminuzione della copertura di ghiaccio marino nella regione BKS e il relativo riscaldamento dell'atmosfera sovrastante a causa del calore rilasciato dall'oceano esposto indeboliscono il vortice polare stratosferico, e l'"influenza verso il basso" dalla stratosfera alla troposfera indebolisce le proprietà del muro di contenimento dell'AO. Studi precedenti hanno esaminato i cambiamenti nell'AO senza valutare l'effetto sugli estremi meteorologici alle medie latitudini.

Wu e i suoi colleghi hanno anche scoperto che mentre la più grande perdita di ghiaccio marino artico si verifica durante il tardo autunno e l'inizio dell'inverno, gli effetti sull'AO e sugli estremi meteorologici alle medie latitudini persistono durante l'inverno a causa della lunga scala temporale dei processi stratosferici. I loro studi di modellizzazione hanno il potenziale per migliorare la previsione stagionale degli eventi freddi alle medie latitudini nel Nord Atlantico e in Eurasia.

Più recentemente, Wu ha lavorato con lo studente laureato Bithi De per esaminare l'influenza del ghiaccio BKS sull'oscillazione del Nord Atlantico (NAO), settore nord-atlantico dell'AO. "L'AO è generalmente considerato simmetrico zonale, "Wu ha detto, "ma non lo è. La NAO è speciale, e colpisce in modo significativo l'Oceano Atlantico settentrionale e l'Europa".

La NAO è in una fase positiva quando il gradiente di pressione tra il Basso islandese e l'Alto delle Azzorre è grande, che fa sì che i venti occidentali siano forti. Come ha spiegato Wu, i forti venti occidentali penetrano nel subartico e spingono le calde acque superficiali della Corrente del Golfo/Drift del Nord Atlantico in quella regione, sciogliendo il ghiaccio marino nei mari di Barents e Kara. Ma questo produce un feedback negativo, l'indebolimento dei venti occidentali e dell'AO, che porta la NAO in una fase negativa. Quest'ultimo è associato a inverni particolarmente freddi sia nell'Europa nordoccidentale che negli Stati Uniti nordorientali, così come feroci temporali invernali nel Mediterraneo. Wu e De hanno scoperto che era importante incorporare una porzione significativa della stratosfera nel loro modello per ricreare le epidemie di aria fredda in risposta al declino del ghiaccio marino.

Restano le domande, però. "Il ghiaccio marino è solo un processo che colpisce la NAO, " Wu ha detto. "Qualcos'altro lo fa tornare da negativo a positivo."

Wu ha ancora poco più di 30 anni. Ha molti altri esperimenti modello da eseguire per testare le sue ipotesi e per la sua ricerca. Ha completato il suo dottorato di ricerca. alla Colombia nel 2011, ha ricoperto incarichi presso la New York University e la Purdue University, e poi è tornato in Columbia nel 2017 per lavorare in Lamont.

"Abbiamo un gruppo piuttosto numeroso di scienziati del clima per studiare gli impatti dei cambiamenti climatici, ed è un ambiente molto collaborativo che include ricercatori, pubblicare documenti, e dottorandi, " disse Wu.

In qualità di membro del Centro per il clima e la vita, Wu riceve un sostegno parziale per la sua ricerca. "Il finanziamento del Centro mi ha fornito l'opportunità di esplorare più audacemente il problema del collegamento tra l'Artico e le medie latitudini, " Wu ha detto. "È anche una grande opportunità per elaborare alcune analisi che mi aiutino a richiedere finanziamenti esterni in futuro".

Quando le è stata posta la domanda ovvia, "Così, i nostri attuali eventi di vortice polare negli Stati Uniti sono causati da questo fenomeno?" Wu ridacchiò e disse:"Probabilmente no. Il sistema Terra funziona in un modo molto più complesso di un singolo meccanismo."