Il ciclismo tra il caldo El Niño e il freddo La Niña nel Pacifico orientale (comunemente indicato come El Niño-Southern Oscillation, ENSO) si è protratto senza grandi interruzioni per almeno gli ultimi 11, 000 anni. Questo potrebbe cambiare in futuro secondo un nuovo studio pubblicato sulla rivista Cambiamenti climatici naturali da un team di scienziati dell'IBS Center for Climate Physics (ICCP) della Pusan ​​National University in Corea del Sud, l'Istituto di meteorologia Max Planck, Amburgo, Germania, e l'Università delle Hawaii a Mānoa, NOI.

Il team ha condotto una serie di simulazioni di modelli climatici globali con una risoluzione spaziale senza precedenti di 10 km nell'oceano e 25 km nell'atmosfera. Potenziato dalla potenza di uno dei supercomputer più veloci della Corea del Sud (Aleph), le nuove simulazioni del modello climatico ad altissima risoluzione possono ora simulare realisticamente i cicloni tropicali nell'atmosfera e le onde di instabilità tropicale nell'Oceano Pacifico equatoriale, che giocano entrambi ruoli fondamentali nella generazione e nella conclusione degli eventi di El Niño e La Niña. "Il nostro supercomputer ha funzionato ininterrottamente per oltre un anno per completare una serie di simulazioni secolari che coprono il clima attuale e due diversi livelli di riscaldamento globale. Il modello ha generato 2 quadrilioni di byte di dati; abbastanza per riempire circa 2, 000 dischi rigidi, " dice il dottor Sun-Seon Lee che ha condotto gli esperimenti.

Analizzando questo enorme set di dati, il team si è concentrato su un problema di vecchia data:come cambierà ENSO in risposta all'aumento delle concentrazioni di gas serra. "Due generazioni di climatologi hanno esaminato questo problema utilizzando modelli climatici di varia complessità. Alcuni modelli simulavano più deboli; altri prevedevano sbalzi di temperatura più grandi del Pacifico orientale in un futuro clima più caldo. La giuria era ancora fuori, " afferma il prof. Axel Timmermann, autore co-corrispondente e Direttore dell'ICCP. Aggiunge "Ciò che è comune a questi modelli è che le loro temperature simulate nel Pacifico equatoriale, a ovest delle Galapagos, erano sempre troppo fredde rispetto alle osservazioni. Ciò ha impedito loro di rappresentare adeguatamente il delicato equilibrio tra processi di feedback positivo e negativo che sono importanti nel ciclo ENSO".

Catturando processi climatici su piccola scala alla massima risoluzione computazionalmente possibile, il team dell'ICCP è stato in grado di alleviare queste distorsioni della temperatura dell'oceano, portando a miglioramenti sostanziali nelle rappresentazioni dell'ENSO e nella sua risposta al riscaldamento globale. "Il risultato delle nostre simulazioni al computer è chiaro:aumentare la CO ₂ le concentrazioni indeboliranno l'intensità del ciclo di temperatura ENSO, "dice il dottor Christian Wengel, primo autore dello studio ed ex ricercatore post-dottorato presso l'ICCP, ora al Max Planck Institute of Meteorology di Amburgo in Germania.

Tracciando il movimento del calore nel sistema accoppiato atmosfera/oceano, gli scienziati hanno identificato il principale colpevole del collasso del sistema ENSO:i futuri eventi di El Niño perderanno calore nell'atmosfera più rapidamente a causa dell'evaporazione del vapore acqueo, che ha la tendenza a raffreddare l'oceano. Inoltre, la ridotta differenza di temperatura futura tra il Pacifico tropicale orientale e occidentale inibirà anche lo sviluppo di temperature estreme durante il ciclo ENSO. Però, questi due fattori sono in parte compensati da un previsto indebolimento futuro delle onde di instabilità tropicale. Normalmente queste onde oceaniche, che può comprendere fino al 30% dell'intera circonferenza terrestre, svilupparsi durante le condizioni di La Niña. Sostituiscono le acque equatoriali più fredde con acqua fuori equatoriale più calda, accelerando così la scomparsa di un evento La Niña. Le nuove simulazioni al computer, che risolvono la struttura dettagliata di queste onde, dimostrare che il feedback negativo associato per ENSO si indebolirà in futuro.

"C'è un tiro alla fune tra feedback positivi e negativi nel sistema ENSO, che si ribalta sul lato negativo in un clima più caldo. Ciò significa che i futuri eventi di El Niño e La Niña non possono più sviluppare la loro piena ampiezza, " dice il prof. Malte Stuecker, coautore dello studio e ora assistente professore presso il Dipartimento di Oceanografia e l'International Pacific Research Center presso l'Università delle Hawaii a Mānoa.

Anche se le fluttuazioni da un anno all'altro delle temperature del Pacifico equatoriale orientale rischiano di indebolirsi con il riscaldamento indotto dall'uomo secondo questo nuovo studio, i corrispondenti cambiamenti nelle precipitazioni estreme legate a El Niño e La Niña continueranno ad aumentare a causa di un ciclo idrologico intensificato in un clima più caldo, come dimostrato in recenti studi di scienziati dell'ICCP e dei loro collaboratori internazionali.

"La nostra ricerca documenta che il riscaldamento senza sosta rischia di mettere a tacere l'oscillazione climatica naturale più potente del mondo che opera da migliaia di anni. Non conosciamo ancora le conseguenze ecologiche di questa potenziale situazione non analogica, " dice Axel Timmermann. "Ma siamo ansiosi di scoprirlo."