La Terra porta molti segni dell'influenza umana, dal riscaldamento che supera le temperature preindustriali all'innalzamento del mare. Aggiungi a quella lista, Ora, l'influenza umana sui tempi del ciclo dell'acqua terrestre, rivelato da un nuovo studio condotto da ricercatori del Pacific Northwest National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.

La ricerca, pubblicato questa settimana sulla rivista Cambiamenti climatici naturali , rimuove strati di rumore climatico per scoprire un segnale chiaro:dal 1979 al 2019, l'aumento dei gas serra e la riduzione degli aerosol generati dall'uomo hanno innescato un ritardo di circa quattro giorni nelle precipitazioni stagionali sulla terra tropicale e nel Sahel. Il ritardo potrebbe significare un ritardo nella produzione delle colture, ondate di calore esacerbate, e gli incendi aggravati, tra le altre conseguenze.

"Il riscaldamento globale che abbiamo visto è già stato attribuito alle attività umane con grande fiducia, " ha detto lo scienziato atmosferico Ruby Leung, chi è coautore dello studio. "Ma, storicamente, non siamo riusciti molto a individuare l'impronta dell'attività umana nel ciclo idrologico. Questo studio mostra che, sì, l'inizio tardivo delle piogge monsoniche, abbinato al riscaldamento futuro previsto dai modelli climatici, è già emerso».

Più umidità

Ironia della sorte, il ritardo della pioggia è causato da un'atmosfera sempre più umida. Mentre i gas serra riscaldano la superficie terrestre, più vapore acqueo si fa strada nell'atmosfera. Questa umidità aggiunta aumenta la quantità di energia necessaria per riscaldare l'atmosfera mentre la primavera passa all'estate, che possono spostare i tempi delle stagioni delle piogge.

"Quando c'è più vapore acqueo nell'atmosfera, diventa più simile all'oceano, " ha detto lo scienziato della Terra e primo autore Fengfei Song. "E sappiamo che l'oceano impiega più tempo a riscaldarsi rispetto all'atmosfera. Più umidità significa che ci vorrà più tempo perché l'atmosfera assorba energia e produca precipitazioni».

aerosol generati dall'uomo, come il particolato prodotto dalla combustione di combustibili fossili, tendono a riflettere la luce del sole. Questi raffreddano l'atmosfera e riducono la tendenza al riscaldamento causata dai gas serra.

Ma, poiché le concentrazioni di aerosol continuano a diminuire dagli sforzi per migliorare la qualità dell'aria, parte di quell'effetto di raffreddamento è perso, che intensifica sia il riscaldamento che il ritardo delle piogge monsoniche negli ultimi decenni, secondo lo studio.

Se le concentrazioni di aerosol continuano a diminuire e le concentrazioni di gas serra continuano ad aumentare, il ritardo si estenderà in futuro, disse Leung. Gli autori dello studio progettano che, entro la fine del secolo, la stagione delle piogge potrebbe essere ulteriormente ritardata di oltre cinque giorni sulla terra tropicale settentrionale e di più di otto giorni sul Sahel.

"Per le regioni monsoniche, come l'India, con un'economia agraria, " ha detto Leung, "un inizio ritardato delle piogge estive potrebbe devastare la produzione agricola e mettere a repentaglio il sostentamento di vaste popolazioni, a meno che gli agricoltori non riconoscano e si adattino ai cambiamenti a lungo termine in mezzo alla data di inizio dei monsoni altamente variabile".

Che cos'è il ciclo idrologico?

La maggior parte dell'acqua della Terra si trova nell'oceano. La luce del sole riscalda il mare, e parte di quell'acqua sale dalla superficie come vapore. Quel vapore acqueo, insieme all'acqua traspirata dalle piante e all'acqua evaporata dal suolo, può condensare e produrre nuvole e pioggia quando incontra aria in aumento.

Le correnti d'aria in aumento sono più forti ai tropici, dove la radiazione solare è più forte. Guarda il nostro pianeta dallo spazio e vedrai il prodotto di questi forti, correnti d'aria ricche di umidità:la fascia antipioggia caratteristica della Terra, vigoroso con tempeste e acquazzoni, che circonda il pianeta intorno al suo centro.

Mentre le stagioni cambiano e il Sole migra tra gli emisferi, la banda della pioggia si muove. Quando la banda raggiunge la terra, segna l'inizio della stagione dei monsoni, fornendo un ampio approvvigionamento idrico sia per le foreste tropicali che per le grandi popolazioni che vivono all'interno e nelle vicinanze di esse.

In un mondo reso più caldo dall'attività umana, un'atmosfera più umida immagazzina più energia, ritardare il movimento della fascia di pioggia e l'inizio delle piogge monsoniche.

Un segnale tra i rumori

I ricercatori hanno proiettato per la prima volta il ritardo della pioggia attraverso modelli climatici circa un decennio fa. Essere in grado di indicare il ritardo all'interno del record osservativo, però, dimostrato impegnativo. Non si misurano semplicemente le precipitazioni globali; la difficoltà, disse Leung, è duplice.

Primo, districare l'influenza causata dall'uomo dalla variabilità quotidiana o da un anno all'altro del clima terrestre è un lavoro arduo. Pensa a cercare di individuare l'onda audio caratteristica di una singola voce in una registrazione piena di chiacchiere di sottofondo.

"La temperatura e le precipitazioni non sono le stesse ogni anno, " ha detto Leung. "C'è un'enorme quantità di variabilità."

La seconda sfida deriva dalla raccolta dei dati. Dove il record storico della temperatura globale è di vecchia data, ricco di dati, e direttamente misurato, il record delle precipitazioni globali è relativamente breve e gravato dall'incertezza.

I satelliti misurano indirettamente le precipitazioni globali rilevando l'energia riflessa dalle nuvole e dalle gocce di pioggia, che suscita un certo grado di incertezza. L'uso diffuso del satellite è iniziato alla fine degli anni '70, lasciando un record di soli diversi decenni.

La scoperta del segnale di ritardo sepolto nel rumore della variabilità climatica è avvenuta quando i dati sulle precipitazioni globali sono diventati sempre più disponibili e i modelli climatici sono diventati più robusti. Utilizzando otto set di dati osservativi abbinati a 243 simulazioni effettuate attraverso più modelli, gli autori dello studio sono stati finalmente in grado di dimostrare che le piogge avevano effettivamente ritardato in primavera nell'emisfero settentrionale.

Gran parte del cambiamento stagionale è stato il risultato dello sviluppo economico del secondo dopoguerra che ha portato un aumento delle emissioni di gas serra e, successivamente, una riduzione delle emissioni di aerosol a partire dagli anni '80, secondo lo studio. L'attività umana non è stata l'unica causa del ritardo, però. Variabilità decennale della temperatura della superficie del mare, tra gli altri fattori, potrebbe anche aver contribuito al cambio di stagione.