Dopo quattro spedizioni nell'Oceano Artico e l'analisi dei dati satellitari, un team di scienziati del clima russi con ricercatori del MIPT ha descritto la "memoria stagionale" dell'oceano. Questo si riferisce a un meccanismo che spiega come la circolazione atmosferica abbia fatto sciogliere il ghiaccio nell'Artico eurasiatico più velocemente che nell'Artico americano nel 21° secolo. Il documento è stato pubblicato sulla rivista Atmosfera .

Il riscaldamento globale colpisce l'Artico più di altre regioni del pianeta. Ogni anno, la coltre di ghiaccio si ritira leggermente più vicino al Polo Nord. Poiché un'area sempre più piccola dell'Oceano Artico è ricoperta di ghiaccio, che funge da specchio che riflette la luce del sole, l'acqua di mare cattura più calore. Questo circolo vizioso fa sciogliere ancora più ghiaccio. Gli scienziati del clima prevedono che entro la fine del 21° secolo, l'intera copertura di ghiaccio nell'Artico può diventare stagionale, sciogliendosi ogni estate.

L'Artico non perde il ghiaccio in modo uniforme. Secondo i ricercatori, diversi modelli stagionali sono in gioco a seconda della regione:dai primi anni 2000, la copertura di ghiaccio nell'Artico eurasiatico si è ridotta anche nel periodo invernale, mentre la regione americana ha perso ghiaccio solo in estate.

"Questa discrepanza deriva dal modo in cui l'aria circola nell'Artico, " spiega il coautore dello studio Mikhail Varentsov, uno scienziato del clima presso MSU, l'Istituto di Fisica dell'Atmosfera della RAS, e l'agenzia climatica russa Hydrometcenter. "La fine di settembre è quando c'è meno ghiaccio nella maggior parte degli anni. È quando l'oceano accumula attivamente l'energia solare sotto forma di calore. Ma se l'aria fredda arriva dal polo o dalla Groenlandia, assorbe parte del calore. Al contrario, un afflusso di aria calda dal continente fa sì che l'oceano si scaldi ancora di più".

Il team si riferisce a questo meccanismo come memoria stagionale, perché la coltre di ghiaccio invernale risponde alle condizioni atmosferiche dell'estate precedente. La tendenza nel 21° secolo è stata che le correnti d'aria rallentassero il riscaldamento degli oceani negli Stati Uniti e accelerassero nell'Artico eurasiatico. In quest'ultima regione, ciò ha portato a settimane di formazione del ghiaccio "in ritardo" e a un massimo di spessore e area più piccoli.

Per segnalare e spiegare in dettaglio il cambiamento climatico artico, i ricercatori hanno misurato la temperatura e la composizione dell'acqua a varie profondità, così come la temperatura e l'umidità dell'aria, vento, e parametri di interazione aria-mare in due regioni polari (figura 1). Il team ha monitorato centinaia di tali caratteristiche durante quattro spedizioni nell'Oceano Artico nell'agosto e settembre del 2003, 2005, 2013, e 2015. Lo studio fa parte del progetto NABOS, un importante sforzo internazionale per studiare il clima artico avviato nel 2002. Oltre alle osservazioni dirette, sono stati analizzati i dati pubblicamente disponibili provenienti da altri studi, comprese le misurazioni satellitari dell'area di copertura del ghiaccio.

"Non è solo che l'area di copertura del ghiaccio si sta riducendo. Negli ultimi 30 anni, la percentuale di ghiaccio che sopravvive a una stagione di scioglimento o più è diminuita. Questo cosiddetto ghiaccio pluriennale è più spesso del ghiaccio del primo anno e ha una struttura diversa. Quando si scioglie parzialmente in estate, l'acqua di disgelo porta via la soluzione salina, lasciando dietro di sé sacche d'aria. Un ghiaccio così spesso e poroso fornisce un maggiore isolamento termico, prevenire il riscaldamento degli oceani, " sottolinea Elena Khavina, uno studente di dottorato presso il Dipartimento di Calore e Fluidodinamica oceanica, MIPT.

Passando gradualmente verso la copertura di ghiaccio stagionale, l'Artico si apre a più attività commerciali. Per esempio, la spedizione delle merci è più facile con meno ghiaccio e più sottile. Nel XX secolo, le navi mercantili che seguivano il passaggio a nord-est richiedevano supporto rompighiaccio in qualsiasi stagione. Eliminando gradualmente i rompighiaccio dove non sono più necessari, spedire merci diventerà sempre più facile ed economico.

Però, il cambiamento climatico sconvolge anche l'equilibrio dell'ecosistema. Per una cosa, gli orsi polari e le foche hanno bisogno di ghiaccio per riposare e cacciare. Inoltre, il plancton potrebbe iniziare a riprodursi in modo incontrollato mentre l'oceano superiore si riscalda.