I ricercatori hanno utilizzato modelli climatici e un approccio di apprendimento automatico per individuare gli impatti della perdita di ghiaccio nel mare sul futuro dei modelli meteorologici su larga scala sul Nord America. Lo hanno riferito nel Journal of Climate che la perdita del mare di ghiaccio ha deamplificato questi modelli e il loro impatto sulla temperatura vicino alla superficie, il che significa, ad esempio, che gli eventi climatici freddi potrebbero essere meno freddi.

"L'Artico in generale è la fonte di aria fredda per noi quando si verificano questi eventi davvero freddi", ha affermato Melissa Gervais, assistente professore presso il Dipartimento di Meteorologia e Scienze dell'Atmosfera della Penn State e autrice principale dello studio.

"Mentre il riscaldamento continua, sappiamo che l'Artico sarà meno freddo. Ciò che questo lavoro ci mostra è che la perdita di ghiaccio marino cambia anche i modelli meteorologici che portano aria fredda alle medie latitudini. Quindi, il riscaldamento di entrambi esaurisce la fonte di l'aria fredda e rende più difficile il trasporto."

Il ghiaccio marino agisce come una coperta sull’oceano, impedendo all’acqua più calda di perdere calore nell’atmosfera, ha detto Gervais. Una volta che il ghiaccio è scomparso, il calore proveniente dall'oceano può entrare nell'atmosfera e creare un sistema di bassa pressione nel punto in cui si trovava il ghiaccio, con conseguente minore trasporto di aria fredda artica verso altre parti della Terra, hanno detto gli scienziati.

Con lo scioglimento del ghiaccio marino, l’Artico si sta riscaldando a un ritmo più veloce rispetto al resto del pianeta, un processo chiamato amplificazione artica. E mentre ci si aspetterebbe che in queste condizioni venga trasportata meno aria fredda dall'Artico alle medie latitudini, il nuovo studio ha permesso ai ricercatori di indagare più a fondo i meccanismi responsabili di questi cambiamenti.

"La nostra ricerca ci ha permesso di scavare un po' più a fondo in quello che sta succedendo", ha detto Gervais. "Abbiamo potuto constatare che oltre all'impatto dell'amplificazione artica, c'è anche un impatto sulla circolazione o sul flusso effettivo nell'atmosfera."

Per testare l'impatto sui modelli meteorologici, gli scienziati hanno eseguito un modello climatico secondo due scenari:uno con livelli di ghiaccio coerenti con gli anni '80 e '90 e l'altro con livelli di ghiaccio ridotti previsti entro la fine del secolo.

Hanno utilizzato mappe auto-organizzanti, un metodo di apprendimento automatico, per classificare i modelli del tempo quotidiano nella troposfera, lo strato più basso dell’atmosfera terrestre dove si verifica la maggior parte del tempo. Hanno poi esplorato come questi modelli meteorologici generali si traducono in variabili più vicine alla superficie.

"Senza l'utilizzo di questo metodo di apprendimento automatico, non saremmo stati in grado di comprendere in modo efficace i processi coinvolti", ha affermato Gervais. "Per studi come questo, in cui utilizziamo un grande volume di simulazioni di modelli climatici, non possiamo trovare questi modelli manualmente."

Un modello meteorologico particolarmente influenzato dalla perdita di ghiaccio marino ha coinvolto le anomalie del clima freddo sul Nord America. Questo modello è associato a forti anomalie del freddo, che hanno raggiunto circa 29°F nelle attuali condizioni del ghiaccio marino, ma si sono riscaldate in modo significativo negli scenari con meno ghiaccio marino, hanno detto gli scienziati.

"Abbiamo scoperto che quando si perde il ghiaccio marino, non solo l'anomalia si riduce, ma diventa anche un modello caldo", ha detto Gervais. "Quindi, lo stesso schema nell'atmosfera superiore sta ora effettivamente portando temperature più calde vicino alla superficie."