L'Artico in rapido riscaldamento ha iniziato a passare da uno stato prevalentemente ghiacciato a un clima completamente diverso, secondo un nuovo studio completo delle condizioni artiche.

I modelli meteorologici alle alte latitudini sono sempre variati di anno in anno, con più o meno ghiaccio marino, inverni più freddi o più caldi, e stagioni di pioggia più o meno lunghe invece della neve. Ma la nuova ricerca degli scienziati del National Center for Atmospheric Research (NCAR) rileva che l'Artico si è riscaldato in modo così significativo che la sua variabilità da un anno all'altro si sta allontanando dai limiti di qualsiasi fluttuazione passata, segnalando la transizione verso un regime climatico "nuovo artico".

"Il tasso di cambiamento è notevole, ", ha affermato la scienziata dell'NCAR Laura Landrum, l'autore principale dello studio. "È un periodo di cambiamenti così rapidi che le osservazioni dei modelli meteorologici passati non mostrano più quello che ci si può aspettare l'anno prossimo. L'Artico sta già entrando in un clima completamente diverso rispetto a pochi decenni fa".

Nel nuovo studio, Landrum e il suo coautore, La scienziata dell'NCAR Marika Holland, scoprire che il ghiaccio marino artico si è sciolto in modo così significativo negli ultimi decenni che anche un anno insolitamente freddo non avrà più la quantità di ghiaccio marino estivo che esisteva fino alla metà del XX secolo. Anche le temperature dell'aria autunnali e invernali saranno abbastanza calde da entrare in un clima statisticamente distinto entro la metà di questo secolo, seguito da un cambiamento stagionale delle precipitazioni che si tradurrà in ulteriori mesi in cui cadrà pioggia invece di neve.

Per lo studio, Landrum e Holland hanno utilizzato centinaia di simulazioni al computer dettagliate e osservazioni delle condizioni climatiche dell'Artico. La grande quantità di dati ha permesso loro di definire statisticamente i confini climatici del "vecchio Artico" - o quanta variabilità può verificarsi naturalmente di anno in anno - e quindi di identificare quando il riscaldamento causato dall'uomo spingerà l'Artico oltre quei limiti naturali e in un nuovo clima.

Le proiezioni future utilizzate per lo studio si basano su uno scenario di fascia alta per le future emissioni di gas serra, una traiettoria nota come RCP 8.5. Le note di carta, però, che le emissioni ridotte ridurrebbero la portata del cambiamento climatico nell'Artico.

Il cambiamento climatico ha enormi conseguenze ad ampio raggio per gli ecosistemi, gestione delle risorse idriche, pianificazione delle inondazioni, e infrastrutture.

La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation, che è lo sponsor di NCAR, e la National Oceanic and Atmospheric Administration. È stato pubblicato questa settimana in Cambiamenti climatici naturali .

Cambiamento fondamentale

L'estremo nord si sta riscaldando più rapidamente delle regioni a latitudini più basse, che è dovuto a un processo noto come amplificazione artica. Ciò si verifica perché il ghiaccio marino di colore chiaro, che riflette il calore nello spazio, è sostituito da acqua oceanica più scura, che trattiene il calore. Inoltre, le acque oceaniche relativamente calde non sono più protette in inverno in modo altrettanto efficace dalle proprietà isolanti dello spesso ghiaccio marino.

I cambiamenti del clima artico sono così profondi che l'estensione media del ghiaccio marino a settembre, quando raggiunge il suo minimo annuale, è diminuito del 31% dal primo decennio dell'era dei satelliti (1979-88).

Landrum e Holland volevano determinare se questo declino mostra che il clima artico è cambiato radicalmente. Volevano anche studiare le modifiche ad altri due aspetti chiave che sono indicativi dello stato di congelamento del clima artico:le temperature dell'aria in autunno e in inverno, e la transizione stagionale delle precipitazioni da prevalentemente nevose a prevalentemente piovose.

Per rispondere a queste domande, si sono rivolti a più simulazioni da cinque dei principali modelli climatici del mondo che sono stati utilizzati per un progetto di ricerca internazionale noto come il progetto di intercomparazione modello accoppiato 5, o CMIP5. Il gran numero di simulazioni ha permesso loro di assemblare un quadro statisticamente significativo del clima artico, consentendo loro di differenziare la variabilità del clima naturale di anno in anno da una transizione verso un nuovo clima artico.

Gli scienziati hanno confrontato l'output del modello con le osservazioni, confermando che i modelli stavano catturando accuratamente il clima passato e quindi potevano simulare in modo affidabile il clima futuro.

Landrum e Holland hanno quindi applicato tecniche statistiche per determinare quando i cambiamenti climatici hanno superato i limiti della variabilità naturale. Per quest'ultima domanda, hanno identificato un clima diverso come emergente quando la media a 10 anni si è allontanata di almeno due deviazioni standard dalla media del clima nel decennio 1950-59.

In altre parole, se l'estensione del ghiaccio marino cambiasse così tanto che la media in, dire, gli anni '90 era inferiore nel 97,7% di tutti i casi rispetto all'estensione del ghiaccio marino per qualsiasi anno negli anni '50, poi gli anni '90 sono stati definiti come un nuovo clima.

Quando hanno applicato queste tecniche all'estensione del ghiaccio marino, hanno scoperto che l'Artico è già entrato in un nuovo clima. Ciascuno dei cinque modelli ha mostrato che il ghiaccio marino si ritira in modo così drammatico che è emerso un nuovo clima per il ghiaccio marino tra la fine del XX e l'inizio del XXI secolo.

Guardare avanti, hanno anche scoperto che l'Artico potrebbe iniziare a sperimentare condizioni in gran parte prive di ghiaccio nei prossimi decenni. Molti dei modelli hanno indicato che l'Artico potrebbe diventare per lo più privo di ghiaccio per 3-10 mesi all'anno entro la fine del secolo, sulla base di uno scenario di elevate emissioni di gas serra.

In termini di temperatura dell'aria, Landrum e l'Olanda si sono concentrati sull'autunno e l'inverno, che sono fortemente influenzati dalla riduzione estiva del ghiaccio marino e dalla successiva tempistica della ricrescita del ghiaccio. Hanno scoperto che le temperature dell'aria sopra l'oceano entreranno in un nuovo clima durante la prima metà o la metà di questo secolo, con temperature dell'aria sul riscaldamento della terra sostanzialmente più tardi nel secolo.

Il ciclo stagionale delle precipitazioni cambierà drasticamente entro la metà del secolo. Se le emissioni persistono a un livello elevato, la maggior parte delle regioni continentali sperimenterà un aumento della stagione delle piogge di 20-60 giorni entro la metà del secolo e di 60-90 giorni entro la fine del secolo. In alcune regioni artiche, la pioggia può verificarsi in qualsiasi mese dell'anno entro la fine del secolo.

"È probabile che l'Artico sperimenterà estremi nel ghiaccio marino, temperatura, e precipitazioni che sono molto al di fuori di tutto ciò che abbiamo sperimentato prima, "Ha detto Landrum. "Dobbiamo cambiare la nostra definizione di cosa sia il clima artico".