Quanto si scalderà il nostro mondo in questo secolo dipende dalle azioni che intraprenderemo nei prossimi decenni. Al fine di mantenere l'aumento della temperatura globale al di sotto di 1,5°C ed evitare pericolosi livelli di riscaldamento, i governi devono sapere quanto carbonio possono emettere, e in quale arco di tempo.

Ma gli attuali modelli climatici non sono d'accordo su dove si trovi quella soglia. In una nuova ricerca, abbiamo scoperto uno dei motivi per cui esiste una gamma così ampia di stime su quanto carbonio può essere emesso in sicurezza:il comportamento incerto delle nuvole. In alcuni modelli climatici, le nuvole amplificano fortemente il riscaldamento. In altri, hanno un effetto neutro o addirittura smorzano leggermente il riscaldamento. Allora perché è probabile che le nuvole svolgano un ruolo così cruciale nel decidere il nostro destino?

Le proiezioni dei modelli climatici in genere rivelano che le temperature globali aumentano quasi di pari passo con la quantità totale di carbonio emessa nel tempo. Questo è rappresentato dalla linea nera nel grafico sottostante. Per evitare di superare un certo livello di riscaldamento, il mondo ha bisogno di limitare la quantità di carbonio emessa in modo che rimanga all'interno di un certo budget di carbonio. Nei modelli climatici in cui le nuvole amplificano il riscaldamento, questo budget di carbonio è più piccolo (linea e freccia tratteggiate rosse). Dove le nuvole hanno un effetto quasi neutro o smorzante, il bilancio del carbonio è maggiore (linea e freccia tratteggiate blu).

Budget di carbonio rimanenti nelle proiezioni del modello climatico

Perché le nuvole sono così importanti?

Le nuvole possono agire come un parasole, raffreddare la Terra riflettendo la luce solare lontano dalla superficie del pianeta e riportandola nello spazio. Ma possono anche agire come una coperta isolante, riscaldare la Terra impedendo che parte del calore della nostra atmosfera fuoriesca nello spazio sotto forma di radiazione infrarossa. Questo effetto "coperta" è particolarmente evidente durante l'inverno, quando le notti nuvolose sono in genere molto più calde di quelle senza nuvole.

Quale di questi due effetti domina - ombrellone o coperta - dipende dall'altitudine e dallo spessore delle nuvole. Come regola generale, più alta è una nuvola, più è efficace nell'impedire al calore di disperdersi nello spazio. Più una nuvola è spessa, meglio è nel riflettere la luce solare lontano dalla superficie terrestre.

Alto, le nuvole sottili lasciano passare la luce solare impedendo efficacemente al calore di fuoriuscire nello spazio come radiazione infrarossa, fornendo un effetto di riscaldamento netto. Basso, nuvole spesse riflettono fortemente la luce del sole, pur avendo un impatto minimo sulla radiazione infrarossa che fuoriesce nello spazio, creando un effetto di raffreddamento netto.

Poiché l'atmosfera contiene molto più basso, nuvole spesse che alte, nuvole sottili, l'effetto parasole domina e il nostro pianeta sarebbe molto più caldo se le nuvole non esistessero.

Le nuvole stanno cambiando

Il riscaldamento globale dovrebbe causare cambiamenti nella quantità di copertura nuvolosa, e l'altezza e lo spessore di queste nuvole nel futuro, spostando l'equilibrio tra l'ombrellone e l'effetto coperta delle nuvole. L'effetto a catena che questo avrà sulla temperatura è noto come feedback delle nuvole. Le proiezioni sui cambiamenti climatici non possono ignorare il feedback delle nuvole, poiché anche cambiamenti relativamente piccoli nelle proprietà delle nuvole possono avere implicazioni significative per la temperatura globale.

Per prevedere come cambieranno le nuvole in futuro, la nostra ricerca combina prove provenienti da osservazioni e modelli climatici con la comprensione teorica della fisica delle nuvole. Presi insieme, questo ci dice che le nuvole hanno maggiori probabilità di amplificare il riscaldamento globale piuttosto che di smorzarlo per due motivi.

Primo, si prevede che la copertura di nuvole basse diminuirà ai tropici con l'aumento delle temperature globali, riducendo il loro effetto parasole. Secondo, è ben noto che le nuvole alte si sposteranno nelle regioni più alte dell'atmosfera mentre si riscalda, rendendole coperte più efficaci. Questi effetti di riscaldamento possono essere leggermente mitigati da un aumento dello spessore delle nuvole solo alle alte latitudini, in particolare sull'Oceano Antartico intorno all'Antartide, ma questo non annullerà l'effetto di riscaldamento generale.

Anche se sappiamo che le nuvole probabilmente amplificheranno il riscaldamento globale, c'è ancora molta incertezza su quanto sarà forte questo effetto. Qui i modelli climatici sono di scarso aiuto, in quanto possono simulare solo le proprietà di massa dell'atmosfera su scale di decine di chilometri e diverse ore. Piccole goccioline di nuvole si formano ed evaporano in pochi minuti. I modelli mancano di questi dettagli su piccola scala, ma sono necessari per previsioni accurate.

I modelli climatici devono ricorrere a semplificazioni per rappresentare le nuvole, che introduce errore. Poiché i diversi modelli apportano semplificazioni diverse nella rappresentazione dei processi cloud, fanno anche diverse previsioni del feedback del cloud, che si traduce in una serie di proiezioni sul riscaldamento globale e differenze nel nostro budget di carbonio rimanente. Per un dato scenario futuro di emissioni di carbonio, le nuvole sono il singolo fattore più importante alla base delle differenze nel riscaldamento futuro previsto tra i modelli.

Dovremmo essere preoccupati?

Sensibilità climatica, la quantità di riscaldamento globale a lungo termine prevista se raddoppiamo la quantità di carbonio nell'atmosfera, è attualmente stimato tra 1,5° e 4,5°C. Le conseguenze di questo livello di riscaldamento sono già preoccupanti, ma diversi nuovi modelli climatici attualmente in fase di sviluppo da parte di ricercatori leader a livello mondiale prevedono un riscaldamento superiore a 5°C. Questi nuovi modelli presentano anche una migliore rappresentazione dei processi cloud, quindi questo sembra suggerire che il riscaldamento globale potrebbe essere anche peggio di quanto pensassimo.

per fortuna, ci sono proiezioni alternative che puntano verso un riscaldamento più moderato. Gli stessi modelli con il più alto riscaldamento a lungo termine hanno anche sovrastimato le tendenze di riscaldamento che sono già state osservate. Intanto, sono in corso ulteriori sforzi di ricerca per definire il ruolo delle nuvole nella sensibilità climatica.

È chiaro che il nostro pianeta continuerà a riscaldarsi mentre continuiamo a emettere carbonio nell'atmosfera. Ma di quanto rimarrà scritto nelle nuvole.

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