Immagina i bruschi cambiamenti dei monsoni tropicali, riduzione delle precipitazioni nell'emisfero settentrionale, e il rafforzamento delle piste delle tempeste del Nord Atlantico entro decenni. Questi sono alcuni degli impatti che gli scienziati del clima si aspettano se l'Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC), che ridistribuisce il calore dalle regioni equatoriali all'emisfero settentrionale, improvvisamente entra in uno stato dormiente a causa del riscaldamento globale. Le conseguenze altererebbero drasticamente le condizioni per l'agricoltura, biodiversità, e l'economia in gran parte del mondo.

Uno studio modello di Johannes Lohmann e Peter D. Ditlevsen di Physics of Ice, Clima, e Terra, L'Istituto Niels Bohr, l'Università di Copenaghen, Danimarca, ora suggerisce l'AMOC, e potenzialmente altri sottosistemi climatici che si avvicinano ai punti di non ritorno potrebbero ribaltarsi molto prima del previsto a causa del ribaltamento indotto dal tasso. Il lavoro, pubblicato oggi in PNAS fa parte del progetto TiPES finanziato da EU Horizon 2020.

Il tempo conta

C'è una crescente preoccupazione tra gli scienziati del clima che diversi sottosistemi climatici potrebbero capovolgersi irreversibilmente e bruscamente a un nuovo stato se la CO atmosferica ₂ -i livelli sono spinti oltre soglie ancora sconosciute. Questi sottosistemi includono le calotte glaciali dell'Antartide e della Groenlandia, la foresta pluviale amazzonica, il monsone asiatico-australiano, il ghiaccio marino dell'Oceano Artico, e l'AMOC.

Inoltre, è ancora incerto se possano verificarsi anche effetti di ribaltamento indotti dal tasso. Questi effetti si manifestano come un ribaltamento del sistema in un nuovo stato anche prima di una soglia teorica nelle condizioni esterne (come la CO atmosferica ₂ livelli) viene raggiunto. Nel ribaltamento indotto dal tasso, il tasso di cambiamento, non la quantità di cambiamento, è il fattore importante. Questo perché il ribaltamento si verifica più facilmente quando le condizioni del sistema cambiano piuttosto rapidamente.

Per studiare il ribaltamento indotto dalla velocità nel sistema climatico, il Dr. Johannes Lohmann ha studiato il fenomeno in un modello oceanico complesso, vero.

Intrinsecamente imprevedibile

Primo, è stata identificata la soglia di ribaltamento del modello ad aumenti molto lenti dell'input di acqua dolce del Nord Atlantico. Quindi, sono stati fatti una serie di esperimenti, dove l'input di acqua dolce è stato aumentato a velocità variabili, ma solo a livelli inferiori alla soglia di ribaltamento. I risultati hanno mostrato chiaramente le caratteristiche del ribaltamento indotto dalla velocità.

Nello specifico, quando il modello oceanico è stato sottoposto ad aumenti dell'ingresso di acqua dolce nel Nord Atlantico, che ha simulato l'accelerazione dello scioglimento della calotta glaciale della Groenlandia su scale temporali da 10 a 150 anni, l'AMOC aveva una forte tendenza a raggiungere uno stato dormiente prima che la sua soglia fosse raggiunta.

È anche apparso che, a causa della dinamica caotica del modello oceanico, il ribaltamento indotto dalla velocità era molto sensibile alle variazioni minime delle condizioni iniziali e all'aumento della velocità di variazione dell'acqua di disgelo. Ciò rende sfocata la soglia di ribaltamento. Quindi il destino qualitativo della circolazione oceanica, cioè se crollerà o rimarrà come lo stato moderno, rimane intrinsecamente imprevedibile.

Preoccupante, se reale

Il verificarsi di un ribaltamento indotto dalla velocità in un modello oceanico globale fornisce prove importanti del fatto che uno o più sottosistemi climatici possono inclinarsi dall'essere spinti troppo rapidamente a causa del riscaldamento globale. Resta da dimostrare se questa sia davvero una realtà attraverso più modelli nella gerarchia dei modelli climatici.

Però, i risultati indicano limiti fondamentali nella prevedibilità del clima e confermano la necessità di limitare la CO ₂ emissioni al fine di evitare ribaltamenti pericolosi e imprevedibili.

"È una notizia preoccupante. Perché se questo è vero, riduce il nostro spazio operativo sicuro, "dice Johannes Lohmann.