Si prevede che le regioni diventeranno più secche o più umide man mano che il mondo si riscalda. I marroni più intensi significano più aridità; verdi, più umidità. (Le aree grigie mancano finora di dati sufficienti.) Un nuovo studio mostra che le osservazioni risalenti al 1900 confermano che le proiezioni sono in gran parte sull'obiettivo. Credito:adattato dalla Marvel et al., Natura , 2019
In un nuovo studio insolito, gli scienziati affermano di aver rilevato l'impronta digitale del riscaldamento globale causato dall'uomo su modelli di siccità e umidità in tutto il mondo fin dal 1900. L'aumento delle temperature è ben documentato almeno fino a quel momento, ma questa è la prima volta che i ricercatori hanno identificato i conseguenti effetti globali a lungo termine sulle riserve idriche che alimentano le colture e le città. Tra le osservazioni, i ricercatori hanno documentato l'essiccazione dei terreni in gran parte del popoloso Nord America, America Centrale, Eurasia e Mediterraneo. Altre aree, compreso il subcontinente indiano, sono diventati più umidi. Dicono che le tendenze continueranno, con gravi conseguenze per l'uomo. Lo studio appare questa settimana sulla rivista leader Natura .
Generalmente, gli scienziati concordano sul fatto che con il progredire del riscaldamento globale, molte regioni ormai aride diventeranno più aride, e quelli bagnati diventeranno più bagnati. Alcuni studi recenti suggeriscono che il riscaldamento antropico ha intensificato la siccità in particolari regioni, compresa una siccità in corso ormai quasi ventennale negli Stati Uniti sudoccidentali. Però, l'ultimo rapporto del Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici afferma che la fiducia nell'attribuire specifici eventi in corso direttamente agli esseri umani è ancora rischiosa.
Il nuovo studio combina modelli informatici con osservazioni a lungo termine per suggerire che i cambiamenti sistemici in quello che gli scienziati chiamano idroclima sono già in corso in tutto il mondo, e lo sono da tempo. I ricercatori non hanno guardato semplicemente alle precipitazioni, ma piuttosto l'umidità del suolo, una misura più sottile che bilancia le precipitazioni contro l'evaporazione, ed è la qualità più direttamente rilevante per l'agricoltura e la silvicoltura. Hanno usato gli anelli degli alberi risalenti a 600-900 anni fa per stimare le tendenze dell'umidità del suolo prima che i gas serra prodotti dall'uomo iniziassero a salire, quindi confrontato questi dati con gli anelli degli alberi del XX secolo e le moderne osservazioni strumentali, per vedere se potevano individuare modelli di siccità corrispondenti a quelli previsti dai modelli informatici, tra il rumore delle naturali variazioni meteorologiche regionali annuali o decennali.
"Noi abbiamo chiesto, il mondo reale assomiglia a quello che i modelli ci dicono di aspettarci?" ha detto il coautore dello studio Benjamin Cook del Goddard Institute for Space Studies della NASA e del Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University. "La risposta è sì. La cosa più importante che abbiamo imparato è che il cambiamento climatico ha iniziato a influenzare i modelli globali di siccità all'inizio del XX secolo. Ci aspettiamo che questo modello continui a emergere mentre il cambiamento climatico continua".
L'autrice principale Kate Marvel, un modellatore climatico presso Goddard e la Columbia University, disse, "È sbalorditivo. C'è un segnale davvero chiaro degli effetti dei gas serra umani sull'idroclima".
L'umidità del suolo è un problema complesso, perché la precipitazione e l'evaporazione possono funzionare insieme, o uno contro l'altro. L'aria più calda può trasportare più umidità, e quindi più pioggia o neve. Ma l'aria più calda può anche far evaporare più umidità dal suolo e portarla via, precipitazioni superiori. Questo è probabilmente il fattore ora all'opera nell'aridità degli Stati Uniti occidentali, e forse altri luoghi che hanno visto recenti grandi siccità. "Le precipitazioni sono solo il lato dell'offerta, ", ha affermato il coautore dello studio Jason Smerdon, un paleoclimatologo di Lamont-Doherty. "La temperatura è dal lato della domanda, la parte che asciuga le cose." Quale parte predomina dipende da fattori complessi tra cui i modelli di vento, le stagioni, nuvole, topografia e vicinanza agli oceani che danno umidità.
Alcune aree, incluso il subcontinente indiano, potrebbero diventare più umide di quanto non lo siano già, ma le piogge possono arrivare a raffiche estreme. Qui, un ragazzo si rinfresca in un canale di irrigazione in Bangladesh. Credito:Kevin Krajick/Earth Institute, Università della Columbia
Questo grafico descrive come gli anelli degli alberi più spessi indicano un anno piovoso, e gli anelli degli alberi più sottili indicano anni secchi. Credito:Studio di visualizzazione scientifica della NASA
Gli scienziati hanno identificato tre periodi distinti nel loro studio. Il primo fu dal 1900 al 1949, quando dicono che l'impronta digitale del riscaldamento globale è stata la più ovvia. Durante questo periodo, come previsto dai modelli, l'essiccazione è stata osservata in Australia, gran parte dell'America centrale e del Nord America, Europa, il Mediterraneo, Russia occidentale e sud-est asiatico. Allo stesso tempo, è diventato più umido nella Cina occidentale, gran parte dell'Asia centrale, il subcontinente indiano, Indonesia e Canada centrale.
Dal 1950 al 1975, il modello disperso in eventi apparentemente casuali. Gli scienziati ritengono che ciò potrebbe essere correlato a enormi quantità di aerosol industriali che vengono poi versati nell'aria senza i moderni controlli sull'inquinamento. Questi possono influenzare la formazione di nubi regionali, rainfall and temperature, di, among other things, blocking solar radiation and providing nuclei for moisture droplets. The researchers believe that the complex effects of aerosols probably threw a monkey wrench into the weather in many places, masking the effects of greenhouse gases, even though those gases continued to rise.
Quindi, starting in the 1970s, many industrial countries including the United States started instituting progressively stricter clean-air laws. Even though industrial activities continued to grow, aerosols quickly leveled off or slightly declined in many places. Ma allo stesso tempo, greenhouse-gas emissions continued spiraling up, along with temperatures. Di conseguenza, dicono i ricercatori, the global-warming signature on hydroclimate began re-emerging around 1981. The signal is not yet as obvious as it was in the early 20th century, but it continues to rise, especially since around 2000.
In a warming world, some regions are expected to get drier, while others will get wetter; a new study suggests this trend is already underway, and has been for more than 100 years. Qui, a geologist traverses Petrified Forest National Park in southern Arizona, one of many regions expected to become more arid. Credit:Kevin Krajick/Earth Institute, Columbia University
“Fingerprint” still image depicting a global pattern of drought more likely to occur if greenhouse gasses are affecting the climate. Credito:Studio di visualizzazione scientifica della NASA
"If we don't see it coming in stronger in, dire, the next 10 years, we might have to wonder whether we are right, " said Marvel. "But all the models are projecting that you should see unprecedented drying soon, in a lot of places."
Many of the areas expected to dry out are centers of agricultural production, and could become permanently arid. "The human consequences of this, particularly drying over large parts of North America and Eurasia, will likely be severe, " says the study.
Precipitation over much of central America, Mexico the central and western United States and Europe is projected to stay about the same, or even increase. Ma, according to both the new study and a separate 2018 paper, rising temperatures and resulting evaporation of moisture from soils in those regions will probably predominate. The Mediterranean region is expected to be hit with a double whammy of both less rainfall and more heat-driven evaporation. Adding to the drought dynamics of all the affected areas:populations are expected to continue increasing, adding to water demand. According to an earlier Lamont-Doherty study, a 2006-2010 drought leading up to the disastrous Syrian civil war was probably made more likely by warming climate, and the drought may have helped create the social and economic conditions that sparked the initial rebellion.
Some areas are expected to get wetter, but this may not necessarily be good. India and some surrounding nations are expected to get more rain, because they sit squarely in the path of monsoon winds that pick up moisture from the Pacific and Indian oceans, and those oceans are getting warmer. But the rain may come perhaps more often in overwhelming storms, and not necessarily at times when it is needed.
The new study was made possible in part by recently published atlases of tree-ring chronologies from thousands of sites around the world, going back as far as 2, 000 anni. These gave the researchers a baseline of how weather varied before humans started heavily affecting it. The atlases are largely the work of Lamont-Doherty scientist Edward Cook, father of study coauthor Benjamin Cook. The North American drought atlas came out in 2004, followed by a Monsoon Asia atlas in 2010, and compilations for Europe and the Mediterranean, Mexico and Australia/New Zealand in 2015. (One for South America is on the way; much of Africa still remains uncovered.)
"This important paper offers new insights into the link between increasing atmospheric greenhouse gases and regional droughts, both in the past and increasingly in the future, " said Peter Gleick, cofounder of California's Pacific Institute, and expert on climate and water issues. "It also confirms the growing sophistication of our climate models and improves the tools available to detect and identify the fingerprint of human impacts on extreme hydrologic events."
