Ocean Heat Content /3

La variazione dell'energia immagazzinata negli oceani come aumento della temperatura del sistema (e quindi scambiata sotto forma di calore) è il risultato di un eccesso di energia infrarossa causato dall'aumento dello squilibrio nel bilancio radiativo al TOA, a sua volta indotto dalla variazione dei forcing radiativi (mainly antropogenici), che erano ancora meno della metà di quelli odierni solo 40 anni fa.

Questo eccesso di energia:

1) finisce per più del 90% negli oceani dove, appunto, contribuisce ad aumentare l'OHC, con corrispondente contributo termosterico all'incremento per espansione del livello dei mari ad un rateo di circa 1.6 mm all'anno fra il 1993 e il 2003 e di circa 1 mm all'anno fra il 2003 e il 2008, pari a poco più della metà del contributo globale. L'aumento da espansione termica dipende fortemente dalla localizzazione dell'immagazzinamento di energia, dal momento che il coefficiente dell'espansione termica varia sia con le temperature che con la pressione: un aumento di 1 mm richiede da 50 a 75x10^20 J se l'energia è depositata nei primi 700 m dell'oceano, quasi il doppio per un deposito di energia al di sotto dei 700 m;

2) circa fra il 2 e il 3% contribuisce a fondere neve e ghiaccio sulle piattaforme continentali (sia le calotte e i ghiacciai montani sia le grandi distese degli inlandsis antartici e groenlandesi) e sui mari artici, e dai primi c'è un corrispondente contributo eustatico all'incremento del livello dei mari ad un rateo di circa 1.2 mm all'anno fra il 1993 e il 2003 e di circa lo stesso rateo in seguito, pari a poco meno della metà del contributo globale. Un aumento eustatico di 1 mm richiede una fusione di 360 Gt di ghiaccio equivalente ad un'energia di 1.2x10^20 J più un 12-13% di energia in più per portare le fredde acque appena fuse a temperatura ambiente. Quindi la fusione glaciale è da 40 a 70 volte (circa 90 volte) più efficiente rispetto all'espansione termica nell'aumentare il livello dei mari se l'energia è immagazzinata nei primi 700 m sotto il mare (se l'energia è depositata al di sotto dei primi 700 m). Se la Terra avesse una superficie glaciale superiore a quella che ha, una situazione ipoteticamente simile a quella descritta avrebbe favorito un incremento decisamente superiore del livello dei mari;

3) circa fra il 2 e il 3% riscalda direttamente il pianeta, aumentandone la temperatura e a sua volta aumentando il feedback radiativo di compensazione verso l'esterno del sistema;

4) circa fra il 2 e il 3% finisce per mutare le condizioni generali del ciclo idrologico fra stato liquido e gassoso, agendo sull'evaporazione e riconfigurando distribuzione, frequenza e intensità delle precipitazioni. Questo, a sua volta, altera il riscaldamento atmosferico e la distribuzione delle nuvole, in quest'ultimo caso inducendo cambiamenti radiativi (le nuvole, come si sa, possono sia riscaldare - aumentando l'effetto serra -, sia raffreddare - fungendo da albedo alla radiazione solare - in dipendenza delle loro proprietà: quota, copertura, spessore). Ad un effetto generale abbastanza equilibrato fra i due, tipico ad es. delle profonde nubi convettive delle regioni tropicali, si contrappone la differenza fra le alte nubi stratificate (effetti radiativi riscaldanti) e i bassi strati e stratocumuli (effetti radiativi raffreddanti, tranne nelle regioni artiche in inverno) e con leggera predominanza radiativa di queste ultime.

Ecco una rappresentazione grafica tratta dall'AR4 cap. 5.2.2.3 della distribuzione di energia nelle differenti componenti del sistema terrestre, paragone fra il periodo 1961-2003 (in blu) e il recente periodo 1993-2003 (in rosso).