Climalteranti.it

Pubblichiamo la traduzione del post scritto per Realclimate dell’oceanografo e climatologo Stefan Rahmstorf, “New study suggests the Atlantic overturning circulation AMOC “is on tipping course”. Il termine AMOC, Atlantic Meridional Overturning Circulation, in italiano capovolgimento meridionale della circolazione atlantica, è il termine scientifico per indicare l’intera circolazione oceanica che trasporta acqua e calore verso nord, e di cui una parte è la ben nota “Corrente del golfo”. Lo studio appena pubblicato, che si aggiunge ad altri usciti nei mesi scorsi, indica un rischio di gravissimo sconvolgimento del clima europeo come feedback del surriscaldamento indotto dalle attività umane.

Un nuovo lavoro è stato pubblicato oggi in Science Advances. Il suo titolo è esplicativo: “Segnali precoci osservabili e basati sulla fisica del sistema dicono che AMOC si avvia ad un punto di non-ritorno”. Lo studio fa seguito ad un altro scritto da colleghi danesi nello scorso luglio, che allo stesso modo indagava i segnali precoci di un punto di svolta dell’AMOC (ne abbiamo parlato qui) ma usando metodi e dati diversi.

Il nuovo lavoro di van Westen et al. è un avanzamento importante nella conoscenza della stabilità dell’AMOC, e viene da quello che considero un centro leader negli studi di stabilità dell’AMOC, Utrecht, Paesi Bassi (alcuni dei loro contributi, sviluppati negli ultimi 20 anni, sono nella lista dei lavori di riferimento, con autori come Henk Dijkstra, René van Westen, Nanne Weber, Sybren Drijfhout ed altri.)

L’articolo è il risultato di un importante sforzo computazionale, basato sull’esecuzione di un modello climatico all’avanguardia (il modello CESM con risoluzione orizzontale di 1° per la componente oceano/ghiaccio marino e 2° per la componente atmosfera/terra), per 4.400 anni di simulazione modellistica. Ci sono voluti 6 mesi per farlo funzionare sui 1.024 core della struttura di supercalcolo olandese, il più grande sistema nei Paesi Bassi in termini di calcolo ad alte prestazioni.

Si tratta del primo tentativo sistematico di trovare il punto di non ritorno dell’AMOC in un modello climatico globale accoppiato oceano-atmosfera di buona risoluzione spaziale, utilizzando l’approccio di quasi-equilibrio che ho sperimentato nel 1995 con un modello con solo la componente oceanica, con  risoluzione relativamente bassa, data la limitata potenza di calcolo disponibile 30 anni fa.

Se non avete familiarità con le questioni riguardanti il rischio di bruschi cambiamenti della circolazione oceanica, l’anno scorso ho riassunto brevemente dieci fatti chiave su questo argomento in questo post sul blog.

Figura 1. Schema dell’AMOC, con l’acqua calda che scorre verso nord, affonda alle latitudini settentrionali e poi ritorna come una corrente fredda e profonda verso sud. La mappa di sfondo mostra il cambiamento della temperatura della superficie del mare dal 1870, sulla base delle osservazioni oceaniche, tra cui l’impronta digitale del rallentamento AMOC di una “macchia fredda” nel Nord Atlantico subpolare e l’eccessivo riscaldamento a nord della Corrente del Golfo. Figura adattata da Caesar et al., Nature 2018.

Ma ora, passiamo direttamente ai principali risultati del nuovo articolo:

 
1. Conferma che l’AMOC ha un punto di non ritorno oltre il quale si interrompe se l’Oceano Atlantico settentrionale viene diluito con acqua dolce (aumentando le precipitazioni, il deflusso dei fiumi e l’acqua di fusione), riducendone così la salinità e la densità. Questo è stato suggerito da semplici modelli concettuali a partire da Stommel 1961, confermato per un modello 3D della circolazione oceanica nel mio articolo su Nature del 1995, e successivamente in un primo progetto di interconfronto dei modelli nel 2005, tra gli altri studi. Ora questo punto di svolta è stato dimostrato per la prima volta in un modello climatico accoppiato globale all’avanguardia, demolendo la speranza che con maggiori dettagli e risoluzione del modello qualche meccanismo di feedback avrebbe potuto prevenire un collasso dell’AMOC. (Questa speranza non è mai stata molto convincente, poiché le registrazioni paleoclimatiche mostrano chiaramente bruschi cambiamenti dell’AMOC nella storia della Terra, comprese le rotture complete dell’AMOC innescate dall’input di acqua di disgelo (eventi di Heinrich). L’ultima interruzione dell’AMOC si è verificata circa 12.000 anni fa e ha innescato l’evento freddo del Dryas recente intorno all’Atlantico settentrionale).
2. Conferma, utilizzando dati osservativi, che l’Atlantico è in rotta per una brusca transizione, cioè si sta muovendo verso questo punto di non ritorno. La domanda da un miliardo di dollari è: quanto è lontano questo punto di svolta?
3. Tre studi recenti (per saperne di più su questi si veda questo post del blog), utilizzando dati e metodi diversi, hanno sostenuto che ci stiamo avvicinando al punto di non ritorno e che potrebbe essere troppo vicino per essere rassicurante, ponendo anche il rischio di attraversarlo nei prossimi decenni. Tuttavia, l’affidabilità dei metodi utilizzati è stata messa in discussione (come discusso qui su RealClimate). Sulla base della loro epica simulazione al computer, il gruppo olandese ha proposto un nuovo tipo di segnale di allerta precoce, basato sulla fisica e osservabile – il trasporto di acqua dolce da parte dell’AMOC all’ingresso dell’Atlantico meridionale, attraverso la latitudine della punta meridionale dell’Africa – che ho proposto in uno studio del 1996. Non presentano una particolare stima del periodo di tempo per raggiungere il punto di non ritorno, poiché saranno necessarie ulteriori osservazioni della circolazione oceanica a questa latitudine, ma notano a proposito dello studio di Ditlevsen dello scorso anno che “la loro stima del punto di non ritorno (dal 2025 al 2095, livello di confidenza del 95%) potrebbe essere accurata“.
4. Il nuovo studio conferma le preoccupazioni del passato secondo cui i modelli climatici sovrastimano sistematicamente la stabilità dell’AMOC. Per quanto riguarda il cruciale trasporto di acqua dolce AMOC nei modelli, il nuovo studio sottolinea che la maggior parte dei modelli non simulano bene questo aspetto: “Questo non è in accordo con le osservazioni, che è un bias ben noto nei modelli CMIP di fase 3 (38), fase 5 (21) e fase 6 (37)”. La maggior parte dei modelli ha anche il segno sbagliato di questa importante parametro di analisi, che determina se il feedback sulla salinità atlantica è stabilizzante o destabilizzante, questa distorsione del modello è una delle ragioni principali per cui, a mio avviso, l’IPCC ha finora sottovalutato il rischio di un collasso dell’AMOC, in quanto si è basato su modelli climatici affetti da questi problemi.
5. Lo studio fornisce anche simulazioni più dettagliate e a più alta risoluzione degli impatti di un collasso AMOC sul clima, anche se considerati isolatamente e non combinati con gli effetti del riscaldamento globale indotto dalla CO₂ (Fig. 2). Mostrano come in particolare l’Europa settentrionale, dalla Gran Bretagna alla Scandinavia, subirebbe impatti devastanti, come un raffreddamento delle temperature invernali tra i 10 °C e i 30 °C che si verificherebbe entro un secolo, portando a un clima completamente diverso entro un decennio o due, in linea con l’evidenza paleoclimatica sui bruschi cambiamenti della circolazione oceanica. Inoltre, mostra importanti cambiamenti nelle fasce delle precipitazioni tropicali. Questi (e molti altri) impatti di un collasso AMOC sono noti da molto tempo, ma finora non sono stati dimostrati in un modello climatico di così alta qualità.

Fig. 2 Variazione di temperatura durante il collasso dell’AMOC (durante il periodo modellistico 1750-1800 – non sono gli anni del calendario! – nota 2) nella nuova simulazione del modello di van Westen et al. 2024. Notizie particolarmente negative per la Gran Bretagna e la Scandinavia.

Dati gli impatti, il rischio di un collasso dell’AMOC è qualcosa da evitare a tutti i costi.

Come ho già detto: il problema non è se siamo sicuri che questo accadrà. Il problema è che avremmo bisogno di escluderlo con una probabilità del 99,9 %. Una volta che avremo un segnale di avvertimento inequivocabile e definitivo, sarà troppo tardi per fare qualcosa al riguardo, data l’inerzia del sistema.

Nel complesso, il nuovo studio aumenta significativamente la crescente preoccupazione per un collasso dell’AMOC in un futuro non troppo lontano. Aggiunge quindi ancora più peso ai recenti rapporti che suonano forti sirene di allarme, come il rapporto dell’OCSE sui punti di non ritorno climatici del dicembre 2022 e il rapporto sui punti di non ritorno globali pubblicato nel dicembre 2023. Se continueremo a ignorare questo problema, sarà a nostro rischio e pericolo.

Aggiornamento del 10 febbraio

Nelle reazioni all’articolo, vedo che alcuni fraintendono questo come uno scenario modellistico irrealistico per il futuro. Non lo è. Questo tipo di esperimento non è affatto una proiezione futura, ma piuttosto è stato fatto per tracciare la curva di stabilità dell’equilibrio (questo è l’approccio di quasi-equilibrio menzionato sopra). Al fine di tracciare la risposta del sistema, l’apporto di acqua dolce deve essere aumentato in modo estremamente lento, e questo è il motivo per cui questo esperimento utilizza così tanto tempo al computer. Dopo che in questo modo è stato trovato il punto di non ritorno del modello, è stato utilizzato per identificare i precursori che potrebbero avvertirci prima di raggiungere il punto di non ritorno, i cosiddetti “segnali anticipati di allarme”. Quindi, gli scienziati si sono rivolti ai dati di rianalisi (prodotti basati sulle osservazioni, mostrati nella Fig. 6 dell’articolo) per verificare la presenza di un segnale di allarme precoce. La conclusione principale che l’AMOC è “in rotta verso un punto di non ritorno” si basa su questi dati.

In altre parole: sono i dati osservativi dell’Atlantico meridionale che suggeriscono che l’AMOC è sulla strada del punto di non ritorno. Non la simulazione del modello, che serve solo a capire meglio quali segnali di allerta funzionano, e perché.

Post originale di Stefan Rahmstorf su RealClimate qui

Nota 1: per facilitare la lettura abbiamo tradotto il termine “tipping point” con “punto di non ritorno”, pur se il concetto di tipping point è più legato all’avvenire di una brusca transizione. La definizione IPCC di tipping point è “una soglia critica oltre la quale un sistema si riorganizza, spesso in modo brusco e/o irreversibile”, quindi la componente di irreversibilità è solo uno degli aspetti. Un altro aspetto cruciale è l’accadimento di un cambiamento climatico repentino, un “Abrupt climate change”, definito come “Un cambiamento improvviso su larga scala nel sistema climatico che avviene nell’arco di pochi decenni o meno, persiste (o si prevede che persista) per almeno alcuni decenni e provoca impatti sostanziali sui sistemi umani e/o naturali”.

Nota 2. Gli anni indicati nelle figure sono quelli dall’inizio della simulazione modellistica, non sono gli anni del nostro calendario storico. In altre parole, dopo 1750 anni dall’inizio delle simulazioni dell’iniezione di acqua dolce nel nord atlantico si ha la brusca transizione descritta nella figura. L’articolo mostra come a causa di una serie di feedback interni, ad un certo punto la riposta del sistema AMOC varia in modo molto brusco (“spectacular” è il termine usato dagli autori dell’articolo per descrivere questo cambiamento), pur in presenza di variazioni piccole della causa, l’iniezione di acqua dolce. Anche le variazioni del clima, in particolare quello europeo, sono altrettanto brusche, con “un raffreddamento molto forte e rapido del clima europeo con diminuzione della temperatura superiori a 3°C per decennio”.

Traduzione di Claudio della Volpe,  revisione e note di Stefano Caserini

Tags: Rahmstorf, Realclimate

. Climalterantə on Feb 12th 2024 Categorie: Impatti, Oceani, TraduzioniStampa questo articolo