Lunghe notti polari, Orsi polari, temperature di congelamento che scendono a -45C. È quello che stanno affrontando i 600 esperti che partecipano alla spedizione MOSAic, la più grande mai realizzata nel cuore dell'Oceano Artico.

Da settembre di quest'anno a settembre 2020, il gruppo di scienziati vivrà su un rompighiaccio che andrà alla deriva, seguendo il movimento del ghiaccio per un anno intero.

Mosaico, che sta per Osservatorio multidisciplinare alla deriva per lo studio del clima artico, è il risultato di uno sforzo di un consorzio internazionale di istituti di ricerca polare. Ha un budget di oltre 120 milioni di euro (175 milioni di dollari).

L'obiettivo principale di questa odissea scientifica è studiare il sistema climatico artico:l'intera atmosfera, oceano, ghiaccio marino e biosfera, così come le loro interazioni.

Il sistema climatico artico è particolarmente sensibile ai cambiamenti climatici. Il modo in cui risponde è complesso e ha un impatto significativo sul resto del mondo.

L'Artico si sta riscaldando più velocemente

Il quinto rapporto di valutazione del Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici (IPCC) fornisce un resoconto dettagliato e affidabile dello stato del clima. Il rapporto ha concluso che l'Artico si è notevolmente riscaldato dalla metà del XX secolo, e che gli umani hanno contribuito al riscaldamento. Tra il 1972 e il 2012 l'estensione media annuale del ghiaccio marino artico è diminuita a un tasso compreso tra il 3,5 e il 4,1% per decennio. Anche la massa della calotta glaciale della Groenlandia è diminuita negli ultimi decenni.

Più recentemente, il rapporto annuale della NOAA sull'Artico ha rilevato che entro il 2018 il tasso di aumento della temperatura vicino alla superficie nell'Artico era ancora il doppio del tasso globale. In questo contesto di riscaldamento globale, eventi meteorologici estremi, come il record di scioglimento dei ghiacci in un giorno nella calotta glaciale della Groenlandia, dovrebbero diventare più frequenti.

Il fatto che il riscaldamento nell'Artico sia più intenso del riscaldamento globale è noto come "amplificazione artica". Questo fenomeno è il risultato di molti processi fisici interdipendenti che hanno luogo nell'Artico.

Uno di questi processi è il feedback dell'albedo. Albedo si riferisce alla capacità di una superficie di riflettere l'energia del sole. Come esempio dalla vita quotidiana, sappiamo per esperienza che l'asfalto diventa particolarmente caldo in estate. Ciò è dovuto al fatto che riflette poco l'energia del sole. Per contrastare il fenomeno delle isole di calore urbano in alcune città, tetti riflettenti sono in costruzione.

Nell'Artico, se la temperatura vicino alla superficie aumenta, neve e ghiaccio si scioglieranno più velocemente e, perché la terra e l'oceano sottostanti riflettono molta meno energia solare, la temperatura aumenterà. E così via e così via.

Perfeziona i modelli climatici

Per studiare l'evoluzione del clima nel tempo, la comunità scientifica ha sviluppato modelli climatici. Questi modelli sono composti da un insieme di moduli, ciascuno rappresentante una componente del sistema climatico (atmosfera, oceano, eccetera.).

Prendiamo l'atmosfera come esempio. Per sviluppare un modello dell'atmosfera, è prima necessario conoscere le leggi fisiche che ne governano l'evoluzione. Queste leggi sono rappresentate da un insieme di equazioni. Se l'atmosfera è divisa in un gran numero di piccoli cubi, queste equazioni possono essere applicate in ogni cubo per ottenere variazioni di temperatura, vento e altre variabili atmosferiche. Ciò fornirà un'immagine 3D dell'atmosfera in momenti diversi.

Una delle principali sfide per lo sviluppo di modelli climatici è che alcuni parametri del modello devono essere regolati per rappresentare correttamente i processi fisici, come la formazione di nubi. Questo aggiustamento richiede la disponibilità di osservazioni che ci permettano di comprendere meglio questi processi.

L'importanza dei dati osservativi

satelliti polari, che circondano la Terra lungo una traiettoria nord-sud, può fornire osservazioni della regione artica con una buona risoluzione orizzontale, molti dettagli in orizzontale. Però, il tempo trascorso tra le osservazioni dalla stessa posizione è troppo lungo.

Osservazioni "convenzionali", forniti principalmente da stazioni meteorologiche di superficie, navi e aerei, sono quindi essenziali per comprendere meglio processi come la formazione di nubi nell'Artico. Sfortunatamente, poiché l'Artico è isolato, ci sono poche osservazioni di questo tipo disponibili in questa regione.

È qui che entra in gioco MOSAiC. Questa spedizione fornirà dati osservativi su grandezze fisiche come temperatura e umidità. Questi dati contribuiranno a migliorare le prestazioni dei modelli climatici, con conseguenti proiezioni più realistiche del cambiamento climatico. Inoltre, il successo di questa spedizione potrebbe gettare le basi per campagne di misurazione ancora più ambiziose nell'Artico.

Ma MOSAiC è molto più di una questione per scienziati. Tutto il mondo, professori e studenti sono invitati non solo a porre le loro domande a scienziati ai margini di MOSAiC, ma anche per suggerire esperimenti. È un modo per far capire a quante più persone possibile che l'Artico è affare di tutti.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.