Secondo questo nuovo studio, pubblicato dalla rivista scientifica Nature, un imminente collasso della circolazione di ribaltamento meridionale dell’atlantico o Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) è una delle principali preoccupazioni in quanto è uno degli elementi di ribaltamento delle acque più importanti nel sistema climatico terrestre.
Negli ultimi anni, studi basati sui modelli e ricostruzioni paleoclimatiche indicano che le più forti fluttuazioni climatiche improvvise, gli eventi di Dansgaard-Oeschger, sono collegati alla natura bimodale dell’AMOC. Numerosi studi supportati da modelli climatici mostrano un comportamento di isteresi, in cui la modifica di un parametro di controllo, tipicamente l’ingresso di acqua dolce nell’Atlantico settentrionale, rende l’AMOC biforcato attraverso una serie di deviazioni delle correnti marine. I modelli all’avanguardia del sistema Terra possono riprodurre un tale scenario, ma la diffusione inter-modello è ampia e la soglia critica è scarsamente vincolata. Sulla base della generazione di modelli CMIP5, il rapporto IPCC AR6 cita un collasso nel 21 ° secolo come molto improbabile (media confidenza). Tra i modelli CMIP6, c’è una maggiore diffusione nella risposta dell’AMOC agli scenari di riscaldamento, quindi una maggiore incertezza nella valutazione di un futuro collasso.
Ci sono, tuttavia, pregiudizi del modello verso la stabilità sovrastimata dell’AMOC, sia dalla messa a punto che dal record climatico storico, scarsa rappresentazione della formazione di acque profonde, salinità e deflusso glaciale. Quando sistemi complessi, come la circolazione di ribaltamento della corrente, subiscono transizioni critiche modificando un parametro di controllo attraverso un valore critico, avviene un cambiamento strutturale nelle dinamiche. Lo stato precedentemente e statisticamente stabile cessa di esistere e il sistema passa a un diverso stato statisticamente stabile. Il sistema subisce una biforcazione, che per λ sufficientemente vicina a λc può avvenire in un numero limitato di modi piuttosto indipendenti dai dettagli nelle dinamiche. Oltre a un declino dell’AMOC prima della transizione critica, ci sono segnali di allarme precoce (EWS), grandezze statistiche, che cambiano anche prima che avvenga il ribaltamento. Questi sono rallentamenti critici (aumento autocorrelazione) e, dal teorema di fluttuazione-dissipazione, aumento della varianza nel segnale. Quest’ultima è anche definita “perdita di resilienza”, specialmente nel contesto del collasso ecologico. I due EWS sono concetti di equilibrio statistico. Pertanto, utilizzarli come predittori effettivi di una transizione imminente si basa sull’assunzione di dinamiche quasi stazionarie.
L’AMOC è stato monitorato continuamente solo dal 2004 attraverso misurazioni combinate da strumenti ormeggiati, correnti elettriche indotte nei cavi sottomarini e misurazioni della superficie satellitare. Nel periodo 2004-2012 è stato osservato un calo dell’AMOC, ma sono necessarie registrazioni con periodi più lunghi per valutarne la significatività. Per questo, sono state applicate accurate tecniche di fingerprinting a registrazioni più lunghe della temperatura superficiale del mare (SST), che, supportate da un’indagine di un ampio insieme di simulazioni di modelli climatici, hanno trovato le SST nella regione del vortice subpolare (SG) del Nord Atlantico contenere un’impronta digitale ottimale della forza dell’AMOC. La scelta tipica del parametro di controllo è il flusso di acqua dolce nel Nord Atlantico, il deflusso dei fiumi, lo scioglimento dei ghiacci della Groenlandia e l’esportazione dall’Oceano Artico non sono ben limitati.
Le stime dopo il 1970 rimangono costantemente al di sopra del limite superiore dell’intervallo di confidenza e mostrano una tendenza all’aumento, concludendo quindi che il sistema si sta muovendo con alta probabilità verso il punto di non ritorno. Qui viene dimostrato che una transizione dell’AMOC è più probabile che si verifichi intorno al 2025-2095 (intervallo di confidenza del 95%).
Conseguenze
Ma quali sarebbero le conseguenze di un ribaltamento dell’AMOC? Senza queste acque calde, il clima in Europa diventerebbe significativamente più freddo, più simile a quello alle stesse latitudini in Canada e negli Stati Uniti settentrionali. “Nelle simulazioni dei modelli, il collasso dell’AMOC raffredda l’Atlantico settentrionale e riscalda l’Atlantico meridionale, il che potrebbe causare drastici cambiamenti nelle precipitazioni in tutto il mondo. Ci sarebbero cambiamenti nei modelli delle tempeste sulle aree continentali, con effetti sui sistemi monsonici. Pertanto, un futuro arresto dell’AMOC potrebbe portare a enormi migrazioni, con conseguenze sulla produzione agricola e uno spostamento delle popolazioni”.
Abstract
L’Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) è un importante elemento di svolta nel sistema climatico e un futuro collasso avrebbe gravi impatti sul clima nella regione del Nord Atlantico. Negli ultimi anni è stato segnalato un indebolimento della circolazione, ma le valutazioni dell’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), basate sulle simulazioni del modello Climate Model Intercomparison Project (CMIP), suggeriscono che un completo collasso della corrente è improbabile entro il 21 ° secolo. Il ribaltamento di uno stato indesiderato nel clima è, tuttavia in crescente preoccupazione. Le previsioni basate sulle osservazioni si basano sul rilevamento di segnali di precoci allarmi, principalmente un aumento della varianza (perdita di resilienza) e una maggiore autocorrelazione (rallentamento critico), che sono stati recentemente riportati per l’AMOC. Qui forniamo una significatività statistica e stime basate sui dati proposti. Stimiamo che un collasso dell’AMOC si verifichi intorno alla metà di questo secolo.
