Data: 31 marzo 2014

Fonte: Aarhus University

Sommario: Le fluttuazioni naturali nella temperatura dell’Oceano Nord Atlantico hanno un impatto significativo sul clima nell’emisfero settentrionale. Queste fluttuazioni sono il risultato di una danza complessa tra le forze della natura, ma i ricercatori possono ora dimostrare che l’attività solare e l’impatto delle eruzioni vulcaniche hanno dettato questa “danza”, nel corso degli ultimi due secoli.

Mads Faurschou Knudsen, Bo Holm Jacobsen, Marit-Solveig Seidenkrantz, Jesper Olsen. Evidence for external forcing of the Atlantic Multidecadal Oscillation since termination of the Little Ice Age. Nature Communications, 2014; 5 DOI: 10.1038/ncomms4323

Le fluttuazioni naturali della temperatura dell’oceano Nord Atlantico hanno un impatto significativo sul clima nell’emisfero settentrionale. Queste fluttuazioni sono il risultato di una danza complessa tra le forze della natura, ma i ricercatori della Aarhus University possono ora dimostrare che l’attività solare e l’impatto delle eruzioni vulcaniche hanno comandato questa “danza” nel corso degli ultimi due secoli.

Immaginate una sala da ballo, in cui, due ballerini apparentemente tengono il tempo al proprio ritmo individuale. Improvvisamente, i due partner si trovano a ballare con lo stesso ritmo, e dopo uno sguardo più attento, è chiaro chi guidando loro.

Con un’immagine come questa,  i ricercatori della Aarhus University sono stati in grado di vedere quando hanno confrontato gli studi di rilascio di energia solare e l’attività vulcanica negli ultimi 450 anni, con le ricostruzioni delle variazioni di temperatura oceaniche durante lo stesso periodo.

I risultati hanno mostrato che in realtà negli ultimi 250 anni – dal periodo noto come la piccola era glaciale – una chiara correlazione può essere vista in cui le forze esterne, vale a dire l’energia del ciclo Solare e l’impatto delle eruzioni vulcaniche, sono accompagnate da una corrispondente variazione di temperatura con un ritardo di circa cinque anni.

Nei due secoli precedenti, cioè durante la Piccola Era Glaciale, il collegamento non era così forte, e la temperatura dell’Oceano Atlantico sembra aver seguito il proprio ritmo in misura maggiore.

I risultati sono stati recentemente pubblicati sulla rivista scientifica Nature Communications.

Oltre a riempire un altro pezzo del puzzle associato alla comprensione della complessa interazione delle forze naturali che controllano il clima, i ricercatori danesi hanno aperto la strada che collega le due interpretazioni concorrenti di origine del fenomeno dell’oscillazione.

Le fluttuazioni di temperatura scoperte intorno al millennio

Il clima è definito sulla base dei dati, inclusi i valori medi di temperatura rilevati in un periodo di trenta anni. Il nord europa ha quindi un clima caldo e umido rispetto ad altre regioni sulle stesse latitudini. Ciò è dovuto alla Corrente Nord Atlantica (spesso indicato come la Corrente del Golfo), una corrente oceanica che trasporta acqua relativamente calda dalla parte sud-occidentale del Nord Atlantico verso il mare al largo delle coste del Nord Europa.

Intorno alla fine del millennio, tuttavia, i ricercatori del clima si resero conto che la temperatura media dell’Oceano Atlantico non era del tutto stabile, ma in realtà ha oscillato alla stessa velocità per tutto il Nord Atlantico. Questo fenomeno viene chiamato Multidecadal Atlantic Oscillation (AMO), che consiste in periodi relativamente caldi di durata trenta-quarant’anni sostituiti da periodi freddi della stessa durata. I ricercatori, sono stati in grado quindi., di leggere le piccole variazioni sistematiche della temperatura dell’acqua nel Nord Atlantico, grazie alle misurazioni effettuate dalle navi nel corso degli ultimi 140 anni.

Sebbene le fluttuazioni delle temperatura sono piccole – meno di 1 ° C – vi è un consenso generale tra i ricercatori sul clima che il fenomeno AMO ha avuto un forte impatto sul clima nella zona intorno al Nord Atlantico per migliaia di anni, ma fino ad ora c’è stato un forte dubbio, su cosa poteva aver causato questa lenta variazione della temperatura dell’oceano Atlantico. Un modello spiega il fenomeno come variabilità interna nella circolazione oceanica. Un altro modello spiega che l’AMO, deve essere guidato da fluttuazioni nella quantità di energia solare ricevuta dalla Terra, è come essere colpiti da piccoli cambiamenti nella energia irradiata dal Sole stesso e le conseguenze delle eruzioni vulcaniche. Entrambi questi fattori, sono noti anche come “forze esterne” che hanno un impatto sul bilancio radiativo della Terra.

Tuttavia, vi era stato, un notevole scetticismo verso l’idea, che il fenomeno AMO, poteva essere guidato da forzature esterne a tutti – uno scetticismo che i ricercatori Aarhus ora dimostrano quanto sia infondato.

“Le nostre nuove indagini mostrano chiaramente che, dalla piccola era glaciale, c’è stata una correlazione tra le forze esterne note e le fluttuazioni di temperatura nell’oceano che aiutano a controllare il clima. Allo stesso tempo, tuttavia, i risultati mostrano anche, che questa non può essere l’unica forza trainante l’AMO, e la spiegazione deve pertanto essere trovata in una complessa interazione tra una serie di meccanismi. Occorre inoltre rilevare che queste fluttuazioni, si verificano, in basi uniformemente crescenti delle temperature oceaniche degli ultimi 50 anni – un incremento collegato con il riscaldamento globale”, dice il professore associato Mads Faurschou Knudsen, Dipartimento di Geoscienze, Università di Aarhus, che è l’autore principale dell’articolo.

Dati convincenti dal proprio archivio della Terra

I ricercatori hanno cercato di riprodurre simulazioni al computer del fenomeno fin dalla scoperta della AMO, in parte per permettere una migliore comprensione del meccanismo sottostante. Tuttavia, è difficile per i modelli informatici riprodurre il segnale effettivo dell’AMO, che può essere letto nei dati di temperatura da 140 anni.

Il Professore Associato Knudsen e i suoi colleghi hanno invece combinato tutti i dati disponibili dal proprio archivio della Terra, vale a dire gli studi precedenti di oggetti come gli isotopi radioattivi e la cenere vulcanica nelle carote di ghiaccio. Questo fornisce informazioni sul rilascio dell’energia solare e l’attività vulcanica negli ultimi 450 anni, ed i ricercatori hanno confrontato i dati con le ricostruzioni del ritmo della temperatura dell’AMO durante lo stesso periodo.

“Abbiamo solo misurazioni dirette della temperatura dell’Oceano Atlantico per gli ultimi 140 anni, misurate dalle navi. Ma come si fa a misurare la temperatura dell’acqua più indietro nel tempo? Studi di anelli di accrescimento degli alberi provenienti da tutte le regione del Nord Atlantico entrano in scena qui, dove ‘buono’ e ‘cattivo’ le condizioni di crescita sono calibrate per le misure reali, e gli anelli di accrescimento degli alberi lungo le coste più indietro nel tempo possono quindi agire come termometri di riserva”, spiega il professore associato Knudsen.

I risultati forniscono una nuova e importante prospettiva sul fenomeno AMO perché si basano su dati e non modelli di computer, che sono intrinsecamente incompleti. Il problema è che i modelli non descrivono completamente tutte le correlazioni fisiche e il feedback nel sistema, in parte perché questi non sono pienamente compresi. E quando i modelli sono quindi in grado di riprodurre il segnale effettivo dell’AMO, è difficile sapere se hanno catturato l’essenza del fenomeno AMO.

Impatto del sole e dei vulcani

Un tentativo di spiegare semplicemente come forze esterne come il Sole e vulcani possono controllare il clima potrebbe risultare così: un Sole forte riscalda l’oceano, mentre la cenere da eruzioni vulcaniche protegge il Sole e raffredda l’oceano. Tuttavia, non è affatto così semplice.

“Le fluttuazioni della temperatura dell’oceano hanno un ritardo di circa cinque anni in relazione alle vette che possiamo leggere nelle forze esterne. Tuttavia, l’effetto diretto delle grandi eruzioni vulcaniche si vede chiaramente già nel medesimo anno nella temperatura atmosferica media globale, cioè un ritardo molto più breve. L’effetto che abbiamo studiato è più complesso, e ci vuole tempo perchè questo effetto si diffonda  nelle correnti oceaniche”, spiega il professore associato Knudsen.

“Un interessante nuova teoria tra i ricercatori solari e meteorologi è che il Sole può controllare le variazioni climatiche attraverso le grandi variazioni di radiazioni UV, che sono in parte viste in connessione con i cambiamenti dell’attività delle macchie solari durante il ciclo undecennale del sole. Le radiazioni UV riscaldano la stratosfera, in particolare attraverso un aumento della produzione di ozono, possono avere un impatto sui sistemi eolici e, quindi, indirettamente, sulle correnti oceaniche globali”, dice il Professore Associato Knudsen. Tuttavia, egli sottolinea che i ricercatori non hanno ancora completamente compreso come uno sviluppo nella stratosfera può influenzare le correnti oceaniche sulla Terra.

Verso una migliore comprensione del clima

“Nel nostro precedente studio del clima nella regione del Nord Atlantico durante gli ultimi 8000 anni, siamo stati in grado di dimostrare che la temperatura dell’Oceano Atlantico non è stato presumibilmente controllata dall’attività solare. Qui la temperatura ha oscillato nel suo ritmo a lunghi intervalli, con periodi caldi e freddi della durata di 25-35 anni. Il modello prevalente era che questa fluttuazione del clima in mare è stato di circa il 30-40% più veloce rispetto alla fluttuazione che avevamo già osservato nell’attività solare, che durò circa 90 anni. Ora possiamo vedere che l’Oceano Atlantico vorrebbe – o forse addirittura preferisce – danzare da solo, tuttavia, in determinate circostanze, le forze esterne interrompono proprio il ritmo dell’oceano e assumono l’iniziativa, che è stato il caso degli ultimi 250 anni”, dice il professore associato Bo Holm Jacobsen, del dipartimento di Geoscienze, Università di Aarhus, che è il co-autore dell’articolo.

“Sarà interessante vedere quanto a lungo l’Oceano Atlantico si lascia guidare in questa danza. La sfida scientifica risiede in parte nella comprensione delle condizioni generali in base alle quali il fenomeno AMO è sensibile alle fluttuazioni dell’attività solare e le eruzioni vulcaniche”, ha continuato.

“Durante l’ultimo secolo, l’AMO ha avuto una forte influenza su importanti fenomeni meteorologici come la frequenza degli uragani e la siccità – con notevoli conseguenze economiche e umane. Una migliore comprensione di questo fenomeno è quindi un passo importante per gli sforzi e per affrontare e mitigare l’impatto delle variazioni climatiche“, conclude il professore associato Knudsen.

Fonte : http://www.sciencedaily.com/releases/2014/03/140331114502.htm