Tre decenni e un terzo di ghiaccio in meno: perché?

Qualche giorno fa è uscito su Science Daily il commento a uno studio di fresca pubblicazione sul GRL. In realtà più che di uno studio si tratta dei risultati di una campagna di misurazione del volume del ghiaccio artico, misure rese possibili recentemente con l’impiego di un satellite europeo, il CryoSat-2.

CryoSat-2 estimates of Arctic sea ice thickness and volume

Dati riferiti ad un solo biennio, l’ultimo, ma con queste misure e con quelle della missione satellitare GRACE della NASA, questo gruppo di ricerca ha messo a punto un modello con il quale afferma di avere una buona confidenza circa il fatto che il volume della massa glaciale artica sia diminuita di oltre il 30% dall’inizio delle misure satellitari, cioè dal 1979.

Curiosamente proprio in questi giorni stavamo ragionando su altri due paper usciti sempre sul GRL con i quali si cerca di affrontare il tema delle cause di questa diminuzione. In realtà questi scritti non sono in relazione tra loro, però, pur affrontando il tema in modo differente, finiscono in parte per essere in contraddizione.

• Observations reveal external driver for Arctic sea-ice retreat
• Regions of rapid sea ice change – An inter-hemispheric seasonal comparison

Il primo di questi si concentra essenzialmente sull’area artica e, utilizzando le simulazioni climatiche impiegate dall’IPCC, prova a verificare l’esistenza di forcing interni o esterni che mostrino un elevato livello di correlazione con il trend di diminuzione dei ghiacci. Non trovando alcun forcing interno che soddisfi questa ipotesi, gli autori dichiarano e mostrano che l’unico forcing che mostri un buon livello di correlazione con questo trend è quello della CO2. Sicché, senza specificare attraverso quale meccanismo questa correlazione divenga un rapporto causale e senza chiedersi come mai un forcing globale quale quello dell’aumento della concentrazione di anidride carbonica abbia effetti così tangibili sulla calotta artica settentrionale e ne abbia di minimi o intangibili su quella meridionale, scopriamo ancora una volta che il ghiaccio diminuisce perché aumenta la CO2.

Il secondo articolo da’ decisamente più soddisfazione. Come si recepisce immediatamente dal titolo, si tratta di uno studio che riguarda le dinamiche delle masse glaciali di entrambe le calotte polari. L’analisi, partendo dalle informazioni relative alla stagione dello scioglimento e a quella di nuovo congelamento, identifica un aumento consistente della durata del periodo delle “acque libere” in area artica, un aumento altrettanto consistente per una porzione dell’Antartide, più precisamente la Penisola Occidentale, e una diminuzione invece dell’esposizione dell’acqua alla radiazione solare per il versante orientale sempre dell’Antartide. Trovando una correlazione positiva tra l’anticipo dello scioglimento e il ritardo nel congelamento e non trovandone alcuna nel processo opposto, gli autori giungono alla conclusione che il fattore dominante sia da identificarsi con il feedback positivo innescato dalla diminuzione dell’albedo, ovvero dalla maggior quantità di energia ricevuta dalla superficie liquida dalla radiazione solare. Di non trascurabile importanza, inoltre, il forcing esercitato dalla ventilazione, ovvero dalla disposizione delle anomalie bariche in grado di generare flussi nei bassi strati tali da favorire il deflusso dei ghiacci lontano dalle calotte polari con conseguente scioglimento più abbondante.

Si entra dunque nel merito delle dinamiche della circolazione atmosferica, cioè del motore della redistribuzione del calore sulla superficie del Pianeta. Leggiamo dal paper che le situazioni capaci di innescare il feedback positivo per aumento della stagione delle acque libere risultano essere in relazione con la fase positiva degli indici barici emisferici, la NAM e la SAM, fase che sembrerebbe essersi accentuata in seguito ad uno shift della circolazione atmosferica i cui effetti appaiono tangibili a partire dagli anni ’80 nell’emisfero nord e dagli anni ’90 in quello sud. Il fatto che le variazioni delle dinamiche glaciali appaiano più graduali rispetto alle modifiche della circolazione atmosferica, può spiegarsi con le caratteristiche delle dinamiche stesse, soggette a risposte abrupte, tipiche di un sistema che collassa in modo istantaneo a fronte di un forcing graduale, concetto questo identificabile anche dai grafici della figura 2 dell ‘articolo. Si potrebbe configurare quindi una catena causale tipo la seguente, avvalorata, sebbene non esplicitamente dagli stessi autori:

• Maggiore disponibilità di energia nella fascia intertropicale (per cause che qui non sono oggetto di indagine) →
• Il sistema risponde irrobustendo la Cella di Hadley che quindi porta la sua energia più a nord di quanto facesse in precedenza (escludendo dal computo le fiammate dovute agli eventi di EL NINO) →
•  Il limite di azione dei gradi anticicloni subtropicali si porta più a Nord (ed in Europa lo notiamo dalla maggiore frequenza e persistenza dei promontori subtropicali da sud o sudovest) →
•  Si irrobustiscono le westerlies, le quali attraverso onde sparse su una vasta gamma di scale (onde di Rossby, onde di Bjerknes, vortici a mesoscala…) trasferiscono energia verso le alte latitudini.

Con questa catena causale trovano spiegazione anche:

•  Il fatto che le temperature nella fascia intertropicale salgano poco (la cella di Hadley in quanto cella convettiva diretta trasferisce l’energia con grande efficienza)
• Il fatto che il ghiaccio marino duri meno (è eroso dalle westerlies sia per effetto dei venti sia per la maggiore energia trasportata verso nord)
• Il fatto che il ghiaccio marino sul versante orientale dell’Antartide (meno esposto all’effetto delle westerlies di quanto lo sia la penisola antartica) non vada in crisi, anzi aumenti (e con questo vale la pena chiedersi se il fatto che non vada in crisi sia da legare ad una tendenza del sistema a virare verso il freddo in virtù della più ridotta attività solare).

Lo schema indicato dovrebbe essere poi ulteriormente complicato prendendo in considerazione le dinamiche oceaniche, anch’esse responsabili di una parte consistente del trasporto di calore dalle basse alle alte latitudini.

Sicché, con le dovute riserve rispetto al fatto che in un sistema regolato dai feedback individuare l’esatta direzione delle relazioni causali è forse impossibile, se si considera l’innesco del feedback positivo come un fatto successivo alla tendenza all’aumento della lunghezza della stagione delle acque libere, almeno l’innesco di questa dovrebbe in prima istanza essere imputato allo shift delle westerlies, cioè degli indici barici emisferici, il cui verificarsi è “curiosamente” prossimo in termini temporali al cambiamento di fase degli indici oceanici (PDO e AMO), cambiamento presumibilmente prossimo ad una nuova inversione, comunque avvenuto in modo tutt’altro che graduale e quindi difficilmente relazionabile all’azione di un forcing esogeno (leggi CO2 antropica) con azione lineare. E qui troviamo la contraddizione con il primo di questi articoli.

Infine, come mera considerazione a latere, vale la pena anche ricordare che nel periodo caldo medioevale, che secondo proxy vegetali avrebbe goduto di una anomalia positiva persistente delle westerlies durata circa 200-300 anni (si veda in proposito l’articolo di Trouet et al. apparso nel 2009 su Science), i vichinghi sfruttarono molto per i loro grandi viaggi il lungo periodo di assenza di ghiacci, forse simile a quello di cui parliamo oggi. Non è dato sapere cosa facessero i ghiacci antartici all’epoca, ma di sicuro sappiamo che al riguardo non si possa certamente parlare di forzanti estranee al sistema.