Confronto tra andamento tendenziale delle temperature globali (linea rossa) e nord emisferiche oltre il 64° parallelo (linea nera). Clickare sull'immagine per ingrandirla. Elaborazione per MTG di "Sandro" su dati NASA GISS.

Cerchiamo subito di entrare nel dettaglio e spiegare i meccanismi supposti alla base del fenomeno oggetto di questo articolo.
Nel farlo ripartiamo dal concetto di feedback positivo in cui un cambiamento iniziale in un sistema climatico, indotto da una forzante esterna, dà inizio ad una catena di eventi che amplificano il cambiamento iniziale stesso.

Venendo all'Artico troviamo alla base la relazione tra ghiaccio ed effetto albedo. Una visione semplificata del feedback è questa: l'aumento di temperatura scioglie più ghiaccio e neve scoprendo superfici (suolo e oceano) che hanno una minore albedo. Questo aumenta il riscaldamento producendo così un ulteriore scioglimento di ghiaccio e neve, quindi altro riscaldamento. Il feedback sarà maggiore nella regione Polare perché è lì che si trova la gran parte di neve e ghiaccio del pianeta e perché durante quasi tutto l'anno sono presenti inversioni termiche nei bassi strati che limitano i rimescolamenti e bloccano il riscaldamento sulla superficie. L'Artico è più sensibile dell'Antartico perché è più caldo con temperature vicine a quelle di fusione.

Entriamo ora nel dettaglio di ciò che si verifica quando le temperature sono prossime al punto di fusione. Quando la neve inizia a sciogliersi aumenta la propria granulometria e questo ne diminuisce la capacità di riflettere la radiazione solare (albedo) accelerando il tasso di scioglimento. Quando il ghiaccio marino inizia a sciogliersi si formano pozze di acqua che ne riducono l'albedo. Quando la banchisa inizia a fratturarsi la superficie diviene irregolare favorendo l'assorbimento di una maggiore quantità di radiazione.

Affinché il meccanismo sia efficace è necessario che parte del calore in più accumulato arrivi nei suoi effetti fino alla stagione estiva successiva. Le interazioni tra riscaldamento dell'Oceano Artico ed estensione e spessore dei ghiacci è fondamentale a questo riguardo. Dall'autunno fino alla primavera il ghiaccio, con uno spessore tipicamente di 1-4 metri, protegge l'oceano dal contatto con l'aria notevolmente più fredda. Più superficie ghiacciata viene persa durante l'estate maggior calore accumulerà l'oceano. Il ghiaccio tornerà a formarsi in autunno-inverno ma con maggiore difficoltà e con minor spessore, parte del calore verrà ceduto all'atmosfera attraverso le fessure ed i canali tra i ghiacci. Questa cessione di calore spiega perché è atteso (e riscontrato) un aumento delle temperature superficiali più forte in autunno ed inverno. Tuttavia parte del calore verrà trattenuto fino a primavera quando il sottile strato ghiacciato comincerà a fondere prima, esponendo precocemente ai raggi solari una sempre maggiore porzione d'oceano. Questo assorbirà così una maggiore quantità di radiazione solare e l'amplificazione proseguirà quindi di anno in anno perpetuando il feedback positivo. Allo stesso tempo l'incremento radiativo direttamente legato all'effetto dei gas-serra cresce. Alla fine del processo c'è la prospettiva di un Oceano Artico libero dai ghiacci nella stagione estiva.

Una prima teorizzazione dell'importante ruolo che può ricoprire la relazione tra copertura nevosa/ghiaccio e albedo nei processi climatici risale ai primi lavori di J. Croll (1875). Il meccanismo può valere anche all'inverso, nel caso in cui si produca un iniziale raffreddamento che aumenti l'estensione dei ghiacci e della copertura nevosa.

Ad oggi si comincia ad avere una certa comprensione della complessità dei meccanismi che regolano l'andamento climatico del nostro pianeta. Periodiche variazioni nella circolazione atmosferica ed oceanica interagiscono tra loro e con l'estensione dei ghiacci artici oltre che essere da questa influenzati. Si aggiunga che i dati sono scarsi, frammentari o derivati se si escludono gli ultimi 25 anni. E' quindi oggetto di dibattito, in ambito scientifico, se il meccanismo sopra descritto stia realmente svolgendo un ruolo di primo piano nei cambiamenti climatici in atto ed in quelli di un prossimo futuro.

Di questo ci occuperemo nel prossimo articolo.

Bibliografia essenziale:

Mark C. Serreze e Jennifer A. Francis (2006) Arctic on the fast track of change Weather - March 2006, Vol. 61, No. 3, p. 65-69

Danilo Ronci

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