Per decenni, gli scienziati che studiano un fenomeno climatico chiave sono stati alle prese con dati contraddittori che hanno minacciato di minare la fiducia nell'affidabilità dei modelli climatici in generale. Un nuovo studio, pubblicato oggi in Geoscienze naturali , risolve quel dibattito riguardo alla circolazione atmosferica tropicale.

La circolazione di Hadley, o cella di Hadley - un modello di circolazione atmosferica tropicale mondiale che si verifica a causa del riscaldamento solare irregolare a diverse latitudini che circondano l'equatore - fa sì che l'aria intorno all'equatore aumenti fino a circa 10-15 chilometri, flusso verso il polo (verso il Polo Nord sopra l'equatore, il Polo Sud sotto l'equatore), scendere nei subtropicali, e poi rifluire all'equatore lungo la superficie terrestre. Questa circolazione è ampiamente studiata dagli scienziati del clima perché controlla le precipitazioni nelle regioni subtropicali e crea anche una regione chiamata zona di convergenza intertropicale, producendo una band di major, tempeste altamente precipitanti.

Lo studio, guidato da Rei Chemke, un ricercatore post-dottorato della Columbia Engineering, insieme al climatologo Lorenzo Polvani, affronta una grande discrepanza tra i modelli climatici e le rianalisi riguardanti il ​​potenziale rafforzamento o indebolimento della circolazione di Hadley nell'emisfero settentrionale come conseguenza delle emissioni antropiche.

Storicamente, i modelli climatici hanno mostrato un progressivo indebolimento della cellula di Hadley nell'emisfero settentrionale. Nel corso degli ultimi quattro decenni, rianalizzazioni, che combinano modelli con dati osservativi e satellitari, hanno mostrato esattamente l'opposto:un rafforzamento della circolazione di Hadley nell'emisfero settentrionale. Le rianalisi forniscono la migliore approssimazione per lo stato dell'atmosfera per gli scienziati e sono ampiamente utilizzate per garantire che le simulazioni dei modelli funzionino correttamente.

La differenza di tendenze tra modelli e rianalisi pone un problema che va ben al di là del fatto che la cellula di Hadley si indebolirà o si rafforzerà; l'incoerenza stessa è una delle maggiori preoccupazioni per gli scienziati. Le rianalisi vengono utilizzate per convalidare l'affidabilità dei modelli climatici:se i due non sono d'accordo, ciò significa che i modelli o le rianalisi sono difettosi.

L'autore principale Chemke, un borsista post-dottorato NOAA Climate and Global Change, spiega il pericolo di questa situazione, "È un grosso problema se i modelli sono sbagliati perché li usiamo per proiettare il nostro clima e inviare i nostri risultati all'IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) e ai responsabili politici e così via".

Per trovare la causa di questa discrepanza, gli scienziati hanno esaminato da vicino i vari processi che influenzano la circolazione, determinare che il riscaldamento latente è la causa dell'incoerenza. Per capire quali dati erano corretti, i modelli o le rianalisi, dovevano confrontare i sistemi utilizzando una metrica puramente osservativa, non contaminato da alcun modello o simulazione. In questo caso, la precipitazione è servita come proxy osservativo per il riscaldamento latente poiché è uguale al riscaldamento latente netto nella colonna atmosferica. Questi dati osservativi hanno rivelato che il manufatto, o difetto, è nelle rianalisi, confermando che le proiezioni del modello per il clima futuro sono, infatti, corretta.

I risultati del documento supportano precedenti conclusioni tratte da una varietà di modelli:la circolazione di Hadley si sta indebolendo. Questo è fondamentale da capire, dice Polvani, un professore di fisica applicata e matematica applicata e di scienze della terra e dell'ambiente che studia il sistema climatico presso l'Osservatorio della Terra di Lamont-Doherty. "Uno dei più grandi segnali climatici associati al riscaldamento globale è l'essiccazione delle regioni subtropicali, una regione che riceve già poche precipitazioni, " ha spiegato. "La cella di Hadley è un importante controllo sulle precipitazioni subtropicali. Quindi, qualsiasi cambiamento nella forza della cella di Hadley risulterà in un cambiamento nelle precipitazioni in quella regione. Ecco perché è importante determinare se, come conseguenza dell'emissione antropica, la cellula di Hadley accelererà o rallenterà nei prossimi decenni".

Ma questi risultati risuonano ben oltre lo studio in questione. La risoluzione di risultati contraddittori nella ricerca scientifica è fondamentale per mantenere l'accuratezza e l'integrità nella comunità scientifica. A causa di questo nuovo studio, gli scienziati ora hanno aggiunto la fiducia che i modelli sono strumenti affidabili per le previsioni climatiche.