Il nuvoloso Oceano Australe mostra un budget di radiazione migliorato negli ultimi modelli climatici IPCC, ma ci sono ancora distorsioni significative nelle proprietà fisiche delle nuvole simulate rispetto al SO. Tali distorsioni vengono in gran parte annullate quando influenzano congiuntamente l'effetto radiativo della nuvola. L'immagine della nuvola è catturata dal satellite FY-3D. Credito:Centro meteorologico satellitare nazionale dell'amministrazione meteorologica cinese
Le nuvole possono raffreddare o riscaldare la superficie del pianeta, un effetto radiativo che contribuisce in modo significativo al bilancio energetico globale e può essere alterato dall'inquinamento causato dall'uomo. L'oceano più meridionale del mondo, giustamente chiamato Oceano Australe e lontano dall'inquinamento umano ma soggetto a abbondanti gas marini e aerosol, è coperto per circa l'80% dalle nuvole. In che modo questo specchio d'acqua e il rapporto con le nuvole contribuiscono al cambiamento climatico del mondo?
I ricercatori stanno ancora lavorando per capirlo e ora sono un passo più vicini, grazie a una collaborazione internazionale che identifica gli errori di compensazione nei protocolli dei modelli climatici ampiamente utilizzati noti come CMIP6. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati il 20 settembre in Advances in Atmospheric Sciences .
"I pregiudizi delle nuvole e delle radiazioni sull'Oceano Antartico sono stati un problema di lunga durata nelle passate generazioni di modelli climatici globali", ha affermato l'autore corrispondente Yuan Wang, ora professore associato presso il Dipartimento di scienze della Terra, dell'atmosfera e dei pianeti alla Purdue University . "Dopo il rilascio degli ultimi modelli CMIP6, eravamo ansiosi di vedere come si comportavano e se i vecchi problemi erano ancora presenti."
CMIP6, un progetto del World Climate Research Program, consente la valutazione sistematica dei modelli climatici per illuminare il modo in cui si confrontano tra loro e i dati del mondo reale. In questo studio, Wang e i ricercatori hanno analizzato cinque dei modelli CMIP6 che mirano a fungere da riferimenti standard.
Wang ha affermato che i ricercatori sono stati motivati anche da altri studi sul campo che indicano la copertura nuvolosa dell'Oceano Antartico come un fattore che contribuisce all'elevata sensibilità di alcuni modelli CMIP6, quando le simulazioni prevedono una temperatura superficiale che aumenta troppo rapidamente per il tasso di aumento della radiazione . In altre parole, se simulate in modo improprio, le nuvole dell'Oceano Antartico possono gettare un'ombra di dubbio sulla proiezione del futuro cambiamento climatico.
"Questo documento enfatizza la compensazione degli errori nelle proprietà fisiche della nuvola nonostante il miglioramento generale della simulazione delle radiazioni nell'Oceano Antartico", ha affermato Wang. "Con le osservazioni dei satelliti spaziali, siamo in grado di quantificare quegli errori nelle proprietà microfisiche della nuvola simulata, tra cui la frazione della nuvola, il contenuto d'acqua della nuvola, la dimensione delle goccioline delle nuvole e altro, e rivelare ulteriormente come ciascuno contribuisce alla distorsione totale nell'effetto radiativo della nuvola. "
L'effetto radiativo della nuvola, il modo in cui le nuvole interferiscono con le radiazioni per riscaldare o raffreddare la superficie, è in gran parte determinato dalle proprietà fisiche della nuvola. "Gli effetti radiativi delle nuvole in CMIP6 sono paragonabili alle osservazioni satellitari, ma abbiamo scoperto che ci sono grandi distorsioni di compensazione nel percorso dell'acqua liquida della frazione di nuvola e nel raggio effettivo delle goccioline", ha detto Wang. "L'implicazione principale è che, anche se gli ultimi modelli CMIP migliorano la simulazione dei loro stati medi, come i flussi di radiazioni nella parte superiore dell'atmosfera, i processi nuvolosi dettagliati sono ancora di grande incertezza".
Secondo Wang, questa discrepanza spiega anche in parte perché le valutazioni della sensibilità climatica del modello non funzionano altrettanto bene, poiché tali valutazioni si basano sulla fisica dettagliata del modello, piuttosto che sulle prestazioni dello stato medio, per valutare l'effetto complessivo sul clima.
"Il nostro lavoro futuro mirerà a definire le singole parametrizzazioni responsabili di questi pregiudizi", ha affermato Wang. "Ci auguriamo di poter lavorare a stretto contatto con gli sviluppatori di modelli per risolverli. Dopotutto, l'obiettivo finale di qualsiasi studio di valutazione del modello è contribuire a migliorare quei modelli."
Altri contributori includono Lijun Zhao e Yuk L. Yung, Divisione di Geologia e Scienze Planetarie, California Institute of Technology; Chuanfeng Zhao, Dipartimento di Scienze dell'Atmosfera e dell'Oceano, Scuola di Fisica, Università di Pechino; e Xiquan Dong, Dipartimento di Idrologia e Scienze dell'Atmosfera, Università dell'Arizona. + Esplora ulteriormente
