Gli scienziati dell'Università del Massachusetts Amherst hanno recentemente combinato dati satellitari, osservazioni sul campo e sofisticati modelli numerici per tracciare un quadro di come cambieranno 22,45 milioni di chilometri quadrati dell'Artico nei prossimi 80 anni.
Come previsto, l’intera regione sarà più calda e più umida, ma i dettagli – fino al 25% in più di deflusso, il 30% in più di deflusso sotterraneo e un Artico meridionale progressivamente più secco, forniscono una delle visioni più chiare finora di come il paesaggio risponderà all’impatto ambientale. cambiamento climatico. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista The Cryosphere .
L'Artico è definito dalla presenza del permafrost, lo strato permanentemente ghiacciato sopra o sotto la superficie terrestre. È quel permafrost che determina tutto, dal deflusso stagionale allo scarico di acqua dolce nelle lagune costiere fino alle quantità di carbonio del suolo che finiscono per fluire nell'oceano.
Ma l’Artico si sta riscaldando da due e mezzo a quattro volte più velocemente della media globale, il che significa che enormi quantità di suolo ricco di carbonio nelle regioni con permafrost si stanno sciogliendo, rilasciando ogni anno il loro carbonio nei fiumi e nell’atmosfera. Lo scongelamento sta inoltre intensificando il ciclo dell'acqua nell'Artico, il ciclo continuo di precipitazioni, deflusso ed evaporazione che, in parte, determina l'ambiente di una regione.
La parte superiore del permafrost che si scioglie ogni estate è chiamata strato attivo, ed è stata di particolare interesse per Michael Rawlins, professore associato presso il Dipartimento di Scienze della Terra, geografiche e climatiche dell'UMass Amherst e autore principale dell'articolo. Man mano che l'Artico si riscalda, lo strato attivo diventa più spesso e Rawlins voleva sapere in che modo tale ispessimento, combinato con il riscaldamento e un ciclo dell'acqua intensificato, avrebbe influenzato l'ambiente artico terrestre.
Rawlins ha trascorso gli ultimi 20 anni a costruire e perfezionare il suo modello di bilancio idrico del permafrost, che tiene conto dello scongelamento e del congelamento stagionali del permafrost e del modo in cui influenza il deflusso, i percorsi idrici sotterranei, i flussi dei fiumi e altri aspetti dell'idrologia della regione.
Per fare questo, Rawlins ha collaborato con la National Science Foundation degli Stati Uniti, il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, la NASA e Ambarish Karmalkar, un assistente professore di ricerca presso l’UMass Amherst quando completò la ricerca e ora assistente professore di geoscienze presso l’Università di Rhode Island. .
Karmalkar è un esperto nell'uso di modelli climatici globali e lui e Rawlins hanno utilizzato gli scenari di precipitazione e temperatura di due di essi per immaginare due diverse possibilità per il futuro:un caso moderato in cui le emissioni di gas serra, e quindi le temperature globali, sono frenate; e uno scenario ad alte emissioni e riscaldamento.
Rawlins ha poi inserito i dati del modello climatico nel suo modello di equilibrio idrico del permafrost, e ciò che ha scoperto è che lo scongelamento del permafrost e il relativo ispessimento dello strato attivo che, dice Rawlins, "agisce come un secchio gigante", altererà radicalmente l'idrologia della regione. .
"Uno strato attivo più spesso crea un secchio più grande per immagazzinare l'acqua", afferma Rawlins. "Il nostro lavoro dimostra che con l'intensificarsi delle precipitazioni, l'acqua verrà immagazzinata più a lungo nei terreni scongelati e rilasciata in un secondo momento attraverso percorsi sotterranei, invece di scorrere immediatamente in fiumi e torrenti, come avviene ora."
Lo studio dimostra come lo scongelamento dei terreni aumenterà il deflusso verso i fiumi in autunno perché il terreno non congelerà così presto in un mondo più caldo. Da qui al 2100, la proporzione annuale del deflusso sotterraneo aumenterà fino al 30%.
Inoltre, questo aumento del deflusso avverrà soprattutto nelle parti settentrionali dell’Artico. Parte dell’acqua aggiuntiva proverrà dall’evaporazione causata da un Oceano Artico sempre più privo di ghiacci. Inoltre, le parti meridionali dell'Artico si riscalderanno così tanto che l'evaporazione e la traspirazione delle piante rispediranno gran parte delle precipitazioni aggiuntive nell'atmosfera, con conseguente prosciugamento generale del paesaggio.
Tutto ciò ha una serie di implicazioni per l’Artico:i fiumi settentrionali, in particolare i più grandi della regione, Ob, Yenesey, Lena e Mackenzie, vedranno proporzionalmente più acqua proveniente dai loro tratti settentrionali. Poiché nell'Artico settentrionale è presente una maggiore quantità di carbonio nel suolo, è probabile che una parte maggiore, in parte congelata per migliaia di anni, finirà per fluire attraverso i fiumi fino all'Oceano Artico.
L’aumento dello scarico influenzerà la dinamica del ghiaccio marino costiero, cambierà l’ecologia della biodiversità delle lagune artiche e influenzerà lo stoccaggio dell’acqua dolce negli oceani, rallentando potenzialmente la circolazione meridionale dell’Atlantico (AMOC), responsabile del mantenimento del clima temperato del Nord Europa.
C'è ancora molto lavoro da fare, dice Rawlins. Sono necessarie ulteriori osservazioni sul campo da parte dei fiumi di piccole e medie dimensioni vicino alla costa artica per comprendere meglio come il riscaldamento altererà il trasporto di acqua dolce dalla terra all’oceano e, a sua volta, avrà un impatto sugli ambienti artici e sulla flora, fauna e popolazioni indigene. popolazioni che considerano la regione la loro casa."
Ulteriori informazioni: Rawlins, M. A. et al, Cambiamenti di regime nell'idrologia terrestre artica manifestati dagli impatti del riscaldamento climatico, La criosfera (2024). DOI:10.5194/tc-18-1033-2024. tc.copernicus.org/articles/18/1033/2024/
Fornito dall'Università del Massachusetts Amherst
