Come può il mondo combattere il continuo aumento delle temperature globali? Che ne dici di schermare la Terra da una parte del calore del sole iniettando nella stratosfera aerosol riflettenti? Dopotutto, i vulcani fanno essenzialmente la stessa cosa, anche se in breve, esplosioni drammatiche:quando un Vesuvio erutta, fa esplodere cenere fine nell'atmosfera, dove le particelle possono indugiare come una sorta di copertura nuvolosa, riflettendo la radiazione solare nello spazio e raffreddando temporaneamente il pianeta.

Alcuni ricercatori stanno esplorando proposte per progettare effetti simili, ad esempio lanciando aerosol riflettenti nella stratosfera, tramite aerei, palloncini, e persino dirigibili, per bloccare il calore del sole e contrastare il riscaldamento globale. Ma tali schemi di geoingegneria solare, come sono conosciuti, potrebbe avere altri effetti di lunga durata sul clima.

Ora gli scienziati del MIT hanno scoperto che la geoingegneria solare cambierebbe in modo significativo le tracce delle tempeste extratropicali, le zone alle medie e alte latitudini in cui le tempeste si formano tutto l'anno e sono guidate dalla corrente a getto attraverso gli oceani e la terraferma. Le tracce di tempesta extratropicali danno origine a cicloni extratropicali, e non i loro cugini tropicali, uragani. La forza delle tracce delle tempeste extratropicali determina la gravità e la frequenza delle tempeste come i nor'easters negli Stati Uniti.

Il team ha considerato uno scenario idealizzato in cui la radiazione solare fosse riflessa abbastanza da compensare il riscaldamento che si verificherebbe se la concentrazione di anidride carbonica quadruplicasse. In una serie di modelli climatici globali in questo scenario, la forza delle tracce di tempesta in entrambi gli emisferi nord e sud si indebolì significativamente in risposta.

Tracce di tempesta indebolite significherebbero tempeste invernali meno potenti, ma il team avverte che anche le piste di tempesta più deboli portano a condizioni stagnanti, soprattutto d'estate, e meno vento per eliminare l'inquinamento atmosferico. I cambiamenti dei venti potrebbero anche influenzare la circolazione delle acque oceaniche e, a sua volta, la stabilità delle calotte glaciali.

"Circa la metà della popolazione mondiale vive nelle regioni extratropicali dove le tracce dei temporali dominano il tempo, "dice Charles Gertler, uno studente laureato presso il Dipartimento della Terra del MIT, Scienze atmosferiche e planetarie (EAPS). "I nostri risultati mostrano che la geoingegneria solare non invertirà semplicemente il cambiamento climatico. Invece, ha il potenziale stesso di indurre nuovi cambiamenti climatici".

Gertler e i suoi colleghi hanno pubblicato i loro risultati questa settimana sulla rivista Lettere di ricerca geofisica . I coautori includono il professor EAPS Paul O'Gorman, insieme a Ben Kravitz dell'Indiana State University, John Moore dell'Università Normale di Pechino, Steven Phipps dell'Università della Tasmania, e Shingo Watanabe della Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Una foto poco solare

Gli scienziati hanno precedentemente modellato come potrebbe apparire il clima della Terra se gli scenari di geoingegneria solare dovessero svolgersi su scala globale, con risultati contrastanti. Da una parte, spruzzare aerosol nella stratosfera ridurrebbe il calore solare in arrivo e, fino a un certo punto, contrastare il riscaldamento causato dalle emissioni di anidride carbonica. D'altra parte, tale raffreddamento del pianeta non impedirebbe altri effetti indotti dai gas serra come la riduzione regionale delle precipitazioni e l'acidificazione degli oceani.

Ci sono stati anche segnali che la riduzione intenzionale della radiazione solare ridurrebbe la differenza di temperatura tra l'equatore terrestre e i poli o, in termini di clima, indebolire il gradiente di temperatura meridionale del pianeta, raffreddando l'equatore mentre i poli continuano a riscaldarsi. Quest'ultima conseguenza era particolarmente intrigante per Gertler e O'Gorman.

"Tracce di tempesta si nutrono di gradienti di temperatura meridionale, e le tracce della tempesta sono interessanti perché ci aiutano a capire gli estremi meteorologici, " Dice Gertler. "Quindi eravamo interessati a come la geoingegneria influenza le tracce delle tempeste".

Il team ha esaminato come le tracce delle tempeste extratropicali potrebbero cambiare in uno scenario di geoingegneria solare noto agli scienziati del clima come esperimento G1 del Geoengineering Model Intercomparison Project (GeoMIP), un progetto che fornisce vari scenari di geoingegneria per gli scienziati da eseguire su modelli climatici per valutare i loro vari effetti climatici.

L'esperimento G1 presuppone uno scenario idealizzato in cui uno schema di geoingegneria solare blocca una quantità sufficiente di radiazione solare per controbilanciare il riscaldamento che si verificherebbe se le concentrazioni di anidride carbonica quadruplicassero.

I ricercatori hanno utilizzato i risultati di vari modelli climatici eseguiti in avanti nel tempo nelle condizioni dell'esperimento G1. Hanno anche usato i risultati di uno scenario di geoingegneria più sofisticato con il raddoppio delle concentrazioni di anidride carbonica e aerosol iniettati nella stratosfera a più di una latitudine. In ogni modello hanno registrato il cambiamento giornaliero della pressione atmosferica a livello del mare in vari punti lungo le tracce della tempesta. Questi cambiamenti riflettono il passaggio delle tempeste e misurano l'energia di una traccia temporale.

"Se osserviamo la variazione della pressione al livello del mare, abbiamo un'idea di quanto spesso e con quanta forza i cicloni passano su ciascuna area, " Spiega Gertler. "Quindi facciamo la media della varianza in tutta la regione extratropicale, per ottenere un valore medio della forza della pista della tempesta per gli emisferi nord e sud."

Un contrappeso imperfetto

I loro risultati, attraverso i modelli climatici, ha mostrato che la geoingegneria solare avrebbe indebolito le tracce delle tempeste sia nell'emisfero settentrionale che in quello meridionale. A seconda dello scenario che hanno considerato, la traccia della tempesta nell'emisfero settentrionale sarebbe dal 5 al 17% più debole di quanto non sia oggi.

"Una pista di tempesta indebolita, in entrambi gli emisferi, significherebbe tempeste invernali più deboli, ma porterebbe anche a un clima più stagnante, che potrebbero influenzare le ondate di calore, " dice Gertler. "In tutte le stagioni, questo potrebbe influenzare la ventilazione dell'inquinamento atmosferico. Può inoltre contribuire ad un indebolimento del ciclo idrologico, con riduzioni regionali delle precipitazioni. Questi non sono buoni cambiamenti, rispetto a un clima di base a cui siamo abituati".

I ricercatori erano curiosi di vedere come le stesse tracce di tempesta avrebbero risposto al solo riscaldamento globale, senza l'aggiunta di geoingegneria sociale, quindi hanno eseguito nuovamente i modelli climatici in diversi scenari di solo riscaldamento. Sorprendentemente, hanno scoperto che, nell'emisfero settentrionale, il riscaldamento globale indebolirebbe anche le tracce delle tempeste, della stessa grandezza dell'aggiunta della geoingegneria solare. Questo suggerisce la geoingegneria solare, e gli sforzi per raffreddare la Terra riducendo il calore in ingresso, non farebbe molto per alterare gli effetti del riscaldamento globale, almeno sulle tracce della tempesta, un risultato sconcertante che i ricercatori non sono sicuri di come spiegare.

Nell'emisfero australe, c'è una storia leggermente diversa. Hanno scoperto che il solo riscaldamento globale rafforzerebbe le tracce delle tempeste lì, considerando che l'aggiunta della geoingegneria solare impedirebbe tale rafforzamento, e anche oltre, indebolirebbe le tracce della tempesta lì.

"Nell'emisfero australe, i venti guidano la circolazione oceanica, che a sua volta potrebbe influenzare l'assorbimento di anidride carbonica, e la stabilità della calotta glaciale antartica, " O'Gorman aggiunge. "Quindi il modo in cui cambiano le tracce delle tempeste nell'emisfero australe è piuttosto importante".

Il team ha anche osservato che l'indebolimento delle tracce del temporale era fortemente correlato ai cambiamenti di temperatura e umidità. Nello specifico, i modelli climatici hanno mostrato che in risposta alla ridotta radiazione solare in entrata, l'equatore si raffreddò in modo significativo mentre i poli continuavano a riscaldarsi. Questo gradiente di temperatura ridotto sembra essere sufficiente per spiegare l'indebolimento delle tracce della tempesta, un risultato che il gruppo è il primo a dimostrare.

"Questo lavoro evidenzia che la geoingegneria solare non sta invertendo il cambiamento climatico, ma sta sostituendo uno stato climatico senza precedenti con un altro, " Dice Gertler. "Il riflesso della luce solare non è un perfetto contrappeso all'effetto serra".

Aggiunge O'Gorman:"Ci sono molte ragioni per evitare di farlo, e invece favorire la riduzione delle emissioni di CO ₂ e altri gas serra".

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.