Decifrare il ruolo delle nuvole a fase mista nel sistema climatico
Le nuvole a fase mista svolgono un ruolo fondamentale in relazione alle condizioni meteorologiche e climatiche del nostro pianeta. Queste nuvole, che possono contenere sia ghiaccio che liquidi, sono responsabili della maggior parte delle precipitazioni che raggiungono la superficie terrestre. La comprensione delle precise modalità con cui tali formazioni si modificano nell’ambito del riscaldamento globale risulta di cruciale importanza per garantire una modellizzazione accurata dei futuri cambiamenti climatici. Gli sforzi di modellizzazione compiuti sino ad ora, tuttavia, hanno rappresentato in modo errato questi cambiamenti di fase. «Sappiamo ora da più o meno un decennio che i modelli climatici globali tendono a simulare una quantità eccessiva di ghiaccio ma insufficiente di liquidi nelle nuvole», spiega Trude Storelvmo, scienziata dell’atmosfera attiva presso l’Università di Oslo che riveste il ruolo di coordinatrice del progetto MC2. I ricercatori coinvolti nel progetto MC2, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, hanno collaborato allo scopo di ottenere un quadro più preciso in merito alle fasi delle nuvole, il che consentirebbe ai modelli climatici di simularne le retroazioni e, pertanto, il livello di riscaldamento che dovremmo attenderci nel futuro. «A causa del riscaldamento, in un processo graduale le nuvole che contengono ghiaccio saranno sempre più costituite da liquidi», afferma Storelvmo. «Questo fenomeno fa sì, inoltre, che esse riflettano una maggior quantità di radiazione solare nello spazio, smorzando il riscaldamento provocato dai gas a effetto serra.» Nel caso in cui i modelli simulino inizialmente una quantità eccessiva di ghiaccio, esagereranno anche per quanto riguarda l’effetto di smorzamento, facendo sembrare il clima meno sensibile ai gas serra rispetto a quanto non sia in realtà.
Combinare le osservazioni sul campo con le simulazioni ad alta risoluzione
Il gruppo di ricerca ha innanzitutto condotto alcune prove sul campo per raccogliere dati sulle nuvole effettuando misurazioni concrete alle latitudini più settentrionali, dove vi è una presenza abbondante di nubi sufficientemente fredde da contenere ghiaccio. È stata impiegata una combinazione di diversi tipi di misurazioni, sia a terra sia all’interno delle nuvole mediante palloni frenati e velivoli. Questi dati raccolti sul campo, relativi ad esempio all’abbondanza delle particelle di nucleazione del ghiaccio, sono stati utilizzati per alimentare le simulazioni dei modelli elaborate dai ricercatori. Inoltre, i dati li hanno aiutati a valutare tali simulazioni per quanto concerne la rappresentazione delle fasi delle nuvole e della struttura spaziale. Gli scienziati hanno quindi combinato le osservazioni sul campo effettuate con le simulazioni ad alta risoluzione e le osservazioni satellitari, il che ha permesso loro di apportare le appropriate modifiche ai modelli climatici globali per poter determinare nuovamente il modo in cui rispondono ai cambiamenti provocati dai gas a effetto serra.
Il rapporto tra retroazione delle nuvole e riscaldamento
Più o meno a metà del progetto, il gruppo di ricerca si è imbattuto in un risultato molto interessante. «Abbiamo scoperto che la retroazione negativa delle fasi delle nuvole subisce modifiche nel corso del tempo in condizioni di riscaldamento sostenuto. In altri termini, ogni ulteriore aumento di temperatura indebolisce leggermente l’effetto di smorzamento, sino ad annullarlo del tutto», spiega Storelvmo. Tutto ciò causa un’accelerazione del riscaldamento e il passaggio a un nuovo stato climatico, più sensibile rispetto alle perturbazioni generate dai gas serra. «Quando abbiamo pubblicato i risultati non abbiamo parlato di punti di non ritorno, ma ciò potrebbe essere considerato in questo modo», riferisce Storelvmo. La scienziata ha ricevuto una sovvenzione del CER per approfondire ulteriormente questo effetto nell’ambito del progetto STEP-CHANGE.
Vantaggi per la comunità scientifica più ampia
La comunità di ricerca impegnata nello studio della retroazione climatica ha perlopiù concentrato l’attenzione sulle proprietà macroscopiche delle nuvole e sul loro stretto legame con i modelli di circolazione atmosferica che, osserva Storelvmo, sono sicuramente importanti. D’altro canto, la retroazione delle fasi delle nuvole è principalmente determinata da proprietà microscopiche, come ad esempio quelle di particelle di aerosol, gocce di nuvole e cristalli di ghiaccio, nonché dalle loro interazioni. «Ritengo che MC2 abbia dimostrato la reale importanza di queste proprietà su microscala in relazione al riscaldamento globale, il che implica l’impossibilità di ignorarle», aggiunge Storelvmo, che conclude: «Mi auguro che il progetto abbia richiamato l’attenzione sulla rilevanza delle fasi delle nuvole per quanto riguarda la previsioni climatiche».
Parole chiave
MC2, nuvola, fase mista, cambiamenti climatici, modello, ghiaccio, acqua, nucleazione, aerosol, campo, osservazioni
