La velocità con cui il pianeta si riscalda in risposta al continuo accumulo di anidride carbonica che intrappola il calore potrebbe aumentare in futuro, secondo nuove simulazioni di un periodo caldo comparabile più di 50 milioni di anni fa.

I ricercatori dell'Università del Michigan e dell'Università dell'Arizona hanno utilizzato un modello climatico all'avanguardia per simulare con successo, per la prima volta, il riscaldamento estremo del primo periodo dell'Eocene, che è considerato un analogo per il clima futuro della Terra.

Hanno scoperto che il tasso di riscaldamento è aumentato drammaticamente con l'aumento dei livelli di anidride carbonica, una scoperta con implicazioni di vasta portata per il clima futuro della Terra, i ricercatori riferiscono in un articolo previsto per la pubblicazione il 18 settembre sulla rivista Progressi scientifici .

Un altro modo per affermare questo risultato è che il clima dell'Eocene inferiore è diventato sempre più sensibile all'anidride carbonica aggiuntiva man mano che il pianeta si riscaldava.

"Siamo rimasti sorpresi dal fatto che la sensibilità climatica sia aumentata tanto quanto ha fatto con l'aumento dei livelli di anidride carbonica, " ha detto il primo autore Jiang Zhu, ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Ambiente UM.

"È una scoperta spaventosa perché indica che la risposta della temperatura a un aumento di anidride carbonica in futuro potrebbe essere maggiore della risposta allo stesso aumento di CO ₂ Ora. Questa non è una buona notizia per noi".

I ricercatori hanno determinato che il grande aumento della sensibilità climatica che hanno osservato, che non era stato visto nei precedenti tentativi di simulare l'Eocene inferiore utilizzando quantità simili di anidride carbonica, è probabilmente dovuto a una migliore rappresentazione dei processi nuvolosi nel modello climatico che hanno usato, il modello del sistema terrestre comunitario versione 1.2, o CESM1.2.

Si prevede che il riscaldamento globale cambierà la distribuzione e i tipi di nuvole nell'atmosfera terrestre, e le nuvole possono avere effetti sia di riscaldamento che di raffreddamento sul clima. Nelle loro simulazioni dell'Eocene inferiore, Zhu e i suoi colleghi hanno riscontrato una riduzione della copertura nuvolosa e dell'opacità che ha amplificato la CO ₂ -riscaldamento indotto.

Gli stessi processi cloud responsabili di una maggiore sensibilità climatica nelle simulazioni dell'Eocene sono attivi oggi, secondo i ricercatori.

"I nostri risultati evidenziano il ruolo dei processi cloud su piccola scala nel determinare i cambiamenti climatici su larga scala e suggeriscono un potenziale aumento della sensibilità climatica con il riscaldamento futuro, " ha detto il ricercatore di paleoclima dell'U-M Christopher Poulsen, un co-autore del Progressi scientifici carta.

"La sensibilità che stiamo deducendo per l'Eocene è davvero molto alta, anche se è improbabile che la sensibilità climatica raggiunga i livelli dell'Eocene nelle nostre vite, " ha detto Jessica Tierney dell'Università dell'Arizona, terzo autore dell'articolo.

L'Eocene inferiore (da circa 48 a 56 milioni di anni fa) è stato il periodo più caldo degli ultimi 66 milioni di anni. Iniziò con il Massimo Termico Paleocene-Eocene, noto come PETM, il più grave di molti brevi, eventi intensamente caldi.

Il primo Eocene era un periodo di elevate concentrazioni di anidride carbonica atmosferica e temperature superficiali di almeno 14 gradi Celsius (25 gradi Fahrenheit) più calde, in media, di oggi. Anche, la differenza tra le temperature all'equatore e ai poli era molto minore.

L'evidenza geologica suggerisce che i livelli di anidride carbonica atmosferica hanno raggiunto 1, 000 parti per milione nell'Eocene inferiore, più del doppio dell'attuale livello di 412 ppm. Se non si fa nulla per limitare le emissioni di carbonio dalla combustione di combustibili fossili, CO ₂ i livelli potrebbero ancora una volta raggiungere 1, 000 ppm entro l'anno 2100, secondo gli scienziati del clima.

Fino ad ora, i modelli climatici non sono stati in grado di simulare l'estremo calore superficiale del primo Eocene, compresi gli improvvisi e drammatici picchi di temperatura del PETM, basandosi esclusivamente sulla CO atmosferica ₂ livelli. Sono state necessarie modifiche non comprovate ai modelli per far funzionare i numeri, disse Poulsen, professore presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Ambiente UM e preside associato per le scienze naturali.

"Per decenni, i modelli hanno sottovalutato queste temperature, e la comunità ha da tempo ipotizzato che il problema fosse con i dati geologici, o che c'era un meccanismo di riscaldamento che non era stato riconosciuto, " Egli ha detto.

Ma il modello CESM1.2 è stato in grado di simulare sia le condizioni calde che il gradiente di temperatura basso dall'equatore al polo osservato nelle registrazioni geologiche.

"Per la prima volta, un modello climatico corrisponde all'evidenza geologica fuori dagli schemi, cioè, senza deliberate modifiche apportate al modello. È una svolta per la nostra comprensione dei climi caldi del passato, "Ha detto Tierney.

Il CESM1.2 è stato uno dei modelli climatici utilizzati nell'autorevole Quinto Rapporto di valutazione del Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico, finalizzato nel 2014. La capacità del modello di simulare in modo soddisfacente il riscaldamento dell'Eocene precoce fornisce un forte supporto alla previsione del CESM1.2 del riscaldamento futuro, che è espresso attraverso un parametro climatico chiave chiamato sensibilità climatica di equilibrio.

Il termine sensibilità climatica all'equilibrio si riferisce al cambiamento a lungo termine della temperatura globale che risulterebbe da un raddoppio sostenuto, della durata di centinaia o migliaia di anni, dei livelli di anidride carbonica al di sopra della linea di base preindustriale di 285 ppm. Il consenso tra gli scienziati del clima è che è probabile che l'ECS sia compreso tra 1,5 C e 4,5 C (2,7 F-8,1 F).

La sensibilità climatica di equilibrio in CESM1.2 è vicina all'estremità superiore di tale intervallo di consenso a 4,2 C (7,7 F). Le simulazioni dell'Eocene precoce dello studio condotto dall'U-M hanno mostrato una crescente sensibilità al clima di equilibrio con il riscaldamento, suggerendo una sensibilità dell'Eocene superiore a 6,6 C (11,9 F), molto maggiore del valore attuale.