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Dinamica futura di El Niño e La Niña

Dinamica futura di El Niño e La Niña

Le interazioni tra il caldo El Niño e il freddo La Niña sono condizioni che si verificano nell’oceano Pacifico orientale senza importanti interruzioni per almeno 11.000 anni. Ma in futuro questa dinamica può mutare.

L’attuale generazione di modelli climatici non risolve correttamente i processi della storia oceanica negli oceani tropicali, come le onde di instabilità tropicale. Il disavanzo associato nell’esplicito scambio di calore verticale e laterale può contribuire ulteriormente ad alterazioni della temperatura equatoriale su larga scala, che a loro volta hanno un impatto sulla rappresentazione dell’oscillazione El Niño / oscillazione meridionale (ENSO) e la sua sensibilità al riscaldamento serra.

Il ciclo tra il caldo El Niño e le condizioni fredde di La Niña nell’area Pacifica orientale (comunemente indicata come l’oscillazione El Niño-Southern, ENSO) ha persistito senza importanti interruzioni nel corso degli ultimi 11.000 anni.

Questa nuova dinamica può cambiare in futuro, secondo un nuovo studio pubblicato sulla rivista IBS Center for Climate Physics (ICCP) (1) da parte di un team di scienziati del Centro IBS per la Fisica del clima (ICCP) presso la Pusan National University in Corea del Sud, del Max Planck Institute of Meteorology, Amburgo, Germania, e dell’University of Hawai’i at Manoa, USA.

Il team ha condotto una serie di simulazioni globali del modello climatico con una risoluzione spaziale senza precedenti di 10 km nell’oceano e 25 km nell’atmosfera. Potenziato dal potere di uno dei supercomputer più veloci della Corea del Sud (ALEPH), le nuove simulazioni del modello climatico ad alta risoluzione possono ora simulare realisticamente i cicloni tropicali nell’atmosfera e le onde di instabilità tropicale nell’Oceano Pacifico equatoriale, che hanno entrambi i ruoli fondamentali nella generazione e la risoluzione degli eventi di El Niño e La Niña.

«Il nostro supercomputer ha effettuato elaborazioni non-stop per oltre un anno con lo scopo di completare una serie di simulazioni di secolo che coprono il clima attuale e due diversi livelli di riscaldamento globali. Il modello ha generato 2 quadrilioni di byte di dati; abbastanza da riempire circa 2.000 dischi rigidi», afferma la dottoressa Sun-Seon Lee (2) che ha condotto gli esperimenti.

Analizzando questo enorme set di dati, il team si è concentrato su un problema di lunga data: in che modo cambierà in risposta alle concentrazioni di gas a effetto serra.

Il Professor Axel Timmermann, (3) l’autore corrispondente e direttore dell’ICCP, dice: «Due generazioni di scienziati climatici hanno esaminato questo problema utilizzando modelli climatici di varia complessità. Alcuni modelli simulati più deboli; altri hanno previsto una temperatura superiore del Pacifico orientale con oscillazioni in un futuro climatico più caldo. Tuttavia, c’erano delle discordanze tra gli scienziati. Ciò che è comune a questi modelli è che le loro temperature simulate nel Pacifico equatoriale e all’ovest delle Galapagos, erano sempre troppo fredde rispetto alle osservazioni. Ciò impediva loro di rappresentare correttamente il delicato equilibrio tra processi di feedback positivi e negativi, che sono importanti nel ciclo ENSO».

Catturando processi climatici su piccola scala nella massima risoluzione computazionale possibile, il team ICCP è stato in grado di alleviare questi pregiudizi di temperatura oceanica, portando a sostanziali miglioramenti nelle rappresentazioni di ENSO e della sua risposta al riscaldamento globale.

«Il risultato delle nostre simulazioni del computer è chiaro: aumentare le concentrazioni di CO2 indeboliscono l’intensità del ciclo di temperatura ENSO», afferma il dottor Christian Wangel, il primo autore dello studio ed ex ricercatore post dottorato presso l’ICCP, ora al Max Planck Institute of Meteorologia ad Amburgo in Germania.

Tracciando il movimento del calore nell’atmosfera accoppiata/sistema oceanico, gli scienziati hanno identificato il principale colpevole del crollo del sistema ENSO: i futuri eventi El Niño perderanno calore all’atmosfera più rapidamente a causa dell’evaporazione del vapore acqueo, che ha il tendenza a raffreddare l’oceano. Inoltre, la riduzione della differenza di temperatura futura tra il Pacifico tropicale orientale e occidentale inibisce anche lo sviluppo degli estremi di temperatura durante il ciclo ENSO. Tuttavia, questi due fattori sono parzialmente compensati da un futuro indebolimento proiettato delle onde di instabilità tropicale. Normalmente queste onde oceaniche, che possono comprendere fino al 30% dell’intera circonferenza della Terra, possono svilupparsi durante le condizioni di La Niña. Sostituiscono acque equatoriali più fredde con acqua calda, accelerando così la scomparsa di un evento La Niña. Le nuove simulazioni del computer, che risolvono la struttura dettagliata di queste onde, dimostrano che il feedback negativo associato per ENSO si indebolirà in futuro.

«C’è molto disaccordo tra feedback positivi e negativi nel sistema ENSO, che tendenzialmente favorisce il lato negativo in un clima più caldo. Ciò significa che i futuri eventi El Niño e La Niña non possono sviluppare la loro ampiezza completa». Commenta il professor Malte F. Stuecker, (4) coautore dello studio e ora assistente professore presso il Dipartimento di Oceanografia e il Centro di ricerca Pacifico internazionale presso l’Università di Hawai’i a Manoa.

Anche se, secondo questo nuovo studio, le fluttuazioni di anno in anno delle temperature del Pacifico equatoriale sono suscettibili di indebolimento con il riscaldamento indotto dall’uomo, i corrispondenti cambiamenti delle precipitazioni di El Niño e La Niña, le piogge relative agli eventi estremi, continueranno ad aumentare a causa di un intensificato ciclo idrologico in un clima più caldo, come mostrato in studi recenti dagli scienziati dell’ICCP e dai loro collaboratori internazionali.

Il dottor Axel Timmermann conclude: «I nostri documenti di ricerca suggeriscono che questo fenomeno è probabilmente la più consistente oscillazione climatica naturale del mondo che opera per migliaia di anni. Non sappiamo ancora le conseguenze ecologiche di questa potenziale situazione, ma siamo desiderosi di scoprire».

Riferimenti:

(1) Future high-resolution El Niño/Southern Oscillation dynamics

(2) Sun-Seon Lee

(3) Axel Timmermann

(4) Malte F. Stuecker

Descrizione foto: Temperature della superficie oceanica simulate ad altissima risoluzione utilizzando un modello di atmosfera accoppiata-oceano. L’ampia struttura fredda ondulata nel Pacifico equatoriale corrisponde a un’onda di instabilità tropicale. Le simulazioni sono state condotte sul Supercomputer IBS / ICCP Aleph. – Credit: Institute for Basic Science.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Fewer El Niño and La Niña events in a warmer world

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