Evoluzione della media globale e modelli di variazione della temperatura superficiale e delle precipitazioni durante il CO2 periodi di salita e discesa. (a) La media di 21 anni della CO2 atmosferica concentrazione (verde) e le variazioni medie annuali della temperatura superficiale media globale (rosso) e delle precipitazioni (blu) nella CO2 esperimento di rampa di salita/discesa. La linea verticale tratteggiata indica l'anno 140, quando il CO2 picchi di concentrazione. Le due bande grigie che coprono gli anni 62–81 e 237–256 denotano le due fasce temporali rappresentative del riscaldamento medio globale di 2 °C durante l'aumento e la discesa. Cambiamenti nelle precipitazioni tropicali (b, c) e nelle componenti termodinamiche (d, e) e dinamiche (f, g) negli intervalli di tempo di riscaldamento di 2 °C durante CO2 accelerazione (b, d, f) e decelerazione (c, e, g). I contorni in (b) rappresentano la climatologia delle precipitazioni tropicali in piControl (intervallo:2 mm d −1 ). I coefficienti di correlazione spaziale tra la somma delle componenti termodinamiche e dinamiche e le variazioni delle precipitazioni tropicali sono mostrati negli angoli in alto a destra di (b) e (c). La punteggiatura in (b–g) indica che almeno cinque modelli su sei concordano sul segno della media multimodello. Credito:Science China Press
L'uso di combustibili fossili provoca grandi quantità di anidride carbonica (CO2 ) da emettere, che è uno dei principali gas serra responsabili del riscaldamento globale. Il clima cambia con l'aumento di CO2 forzatura radiativa (denominata "CO2 ramp-up") sono stati ampiamente proiettati utilizzando esperimenti numerici. Per un mondo a emissioni zero, più studi hanno iniziato a concentrarsi sulle risposte climatiche regionali in caso di riduzione di CO2 forzando da un CO2 elevato concentrazione al livello preindustriale (denominato "CO2 rampa di discesa").
Un nuovo studio, pubblicato sulla rivista Science Bulletin , mostra che i cambiamenti nelle precipitazioni tropicali, uno degli indicatori più importanti per il cambiamento climatico globale, sono asimmetrici allo stesso livello di riscaldamento (come 2°C) durante la CO2 rampa di salita e discesa. La variazione spaziale del cambiamento delle precipitazioni tropicali è più forte durante CO2 ramp-down che ramp-up, aumentando sul Pacifico equatoriale con un'estensione verso sud ma decrescente sulla zona di convergenza intertropicale del Pacifico e sulla zona di convergenza del Pacifico meridionale. Questo studio si basa su un CO2 idealizzato scenario di salita/discesa, in cui il CO2 aumenta continuamente dell'1% all'anno −1 dal livello preindustriale a un livello quadruplicato durante l'aumento, seguito da un decremento allo stesso tasso dell'1% anno −1 per raggiungere il livello preindustriale.
Utilizzando un metodo di decomposizione del bilancio idrico, i ricercatori dimostrano che questo cambiamento asimmetrico delle precipitazioni tropicali è dovuto principalmente al cambiamento della circolazione tropicale, che è ulteriormente strettamente correlato al cambiamento della temperatura locale della superficie del mare (SST).
Andamento delle variazioni tropicali dell'SST e scomposizione temporale. Cambiamenti nell'SST tropicale in intervalli di tempo di riscaldamento di 2 °C durante CO2 rampa di salita (a) e discesa (b). I cambiamenti normalizzati veloci (c) e lenti (d) in SST tropicale. (e, f) Come in (c, d) ma con la media tropicale (mostrata nell'angolo in alto a destra) rimossa. (g) Il contributo medio su 21 anni delle risposte veloce (Ft; blu) e lenta (St; rosso) nel CO2 esperimento di rampa di salita/discesa. La loro somma (viola) si confronta con il riscaldamento medio globale totale (nero). Credito:Science China Press
"I processi su più scale temporali potrebbero essere ingarbugliati durante il CO2 scenario di rampa di salita/discesa, che forma un modello complesso in evoluzione temporale dei cambiamenti delle precipitazioni tropicali", spiega l'autore corrispondente, il dottor Ping Huang, professore presso l'Istituto di Fisica Atmosferica, Accademia Cinese delle Scienze. "Questi tempi- le risposte SST dipendenti durante i due periodi sono un ibrido di risposte a scale temporali diverse."
I ricercatori applicano un metodo di decomposizione temporale alla risposta climatica (sviluppato in studi precedenti per comprendere le evoluzioni intricate delle risposte su scale temporali diverse) per separare gli impatti delle risposte SST su scale temporali diverse sul cambiamento delle precipitazioni tropicali. Una risposta SST rapida e una lenta basata su processi a scale temporali diverse sono definite da valutare in termini di contributi e impatti variabili nel tempo nell'ambito della CO2 scenario rampa di salita/discesa.
I risultati mostrano che l'impatto della risposta SST veloce sul cambiamento delle precipitazioni tropicali è molto più debole di quello della risposta SST lenta durante CO2 ramp-down, e anche il suo contributo è molto più piccolo. La lenta risposta SST può indurre un cambiamento più forte delle precipitazioni tropicali a causa di un modello di riscaldamento simile a El Niño sul Pacifico equatoriale orientale. Un più forte riscaldamento del sottosuolo durante la CO2 il periodo di decelerazione sopprime l'effetto del termostato dinamico dell'oceano, portando al modello di riscaldamento simile a El Niño.
"I nostri risultati indicano che riportare l'aumento della temperatura media globale al di sotto di un determinato obiettivo, ad esempio 2°C, rimuovendo CO2 , potrebbe non riuscire a ripristinare la distribuzione della convezione tropicale, con effetti potenzialmente devastanti sul clima in tutto il mondo", conclude il primo autore, il dottor Shijie Zhou, ricercatore post-dottorato presso l'Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences. +
