domenica 27 giugno 2010

Fluttuazioni pacifiche

Il pendolo pacifico si sta riportando velocemente dall'altra parte e la Nina sta riemergendo alla grande.
In questi ultimi 12 mesi l'energia si è scaricata in modo massiccio, inducendo forte convezione profonda sulle regioni tropicali a SST più elevate (vedi ad es. le alluvioni sul nordest del Brasile e in Cina meridionale), l'umidificazione dell'atmosfera associata ha favorito la forte perdita di calore che sta velocemente riportando il Pacifico verso una situazione tipicamente Nina-like. Sta per partire un nuovo evento di Nina, probabilmente - a giudicare dalle forti anomalie delle sea temperatures subsuperficiali, dall'esplosivo change rate delle SST nella "sensibile" zona Nino 3.4 e dell'indice atmosferico SOI, solitamente un po' laggato rispetto alle SSTA - più forte di quello del 2007/08. Anche il rally stocastico dell'Oscillatore dei Venti Globali (GWO, indicatore che mostra come varia il momento angolare relativo globale in atmosfera) denota una tendenza chiara verso una configurazione Nina-like.

Evidentemente cambieranno molte cose nei prossimi mesi.

L'ENSO è *la sorgente principale* della variabilità interannuale del sistema oceano-atmosfera-terraferma: andando ad interagire con tutti i principali raccordi atmosferici fra una cella e l'altra, modifica la circolazione globale, la forza e la direzione dei jetstreams, il windshear, l'Oscillatore dei Venti Globali, la forza degli alisei, le zone di evaporazione e quindi modifica SST in altre aree oceaniche e distribuzione e intensità delle precipitazioni, riconfigura zone di convergenza e divergenza, convezione profonda e quindi anche albedo, modula assorbimento e rilascio naturale di CO2....
È talmente importante che, secondo alcuni recenti studi sull'associazione fra ciclo solare e SST oceaniche (via influenza termica della bassa stratosfera), l'ENSO agisce da mediatore fra il sole e il clima.

In generale il Nino scalda il pianeta (soprattutto la troposfera tropicale), viceversa la Nina tende a raffreddarlo. Ma non ovunque e sempre allo stesso modo e non in modo lineare! Principalmente El Nino scalda il pianeta in 4 modi, 3 dei quali sono meramente radiativi e uno idrodinamico/radiativo:

1) riduce l'albedo nel Pacifico (l'acqua più calda sfavorisce la formazione di nubi basse altamente riflettive);

2) inietta grandi quantità di vapore acqueo nell'atmosfera;

3) aumenta le temperature nella media troposfera tropicale, perché, aumentando l'evaporazione, su acque particolarmente calde diventa più frequente la convezione profonda con un significativo aumento di calore latente trasferito nella medio-alta troposfera dove il vapore ricondensa (da notare che, nel budget dei flussi di energia, poco più del 15% dell'emissione terrestre nell'IR è fornito dal flusso di calore latente dalla superficie verso l'atmosfera e questo valore, pari a 80 Wm^-2, viene ampiamente influenzato dalle T delle warm pools tropicali - soprattutto quella indo-pacifica - e dall'ENSO) → riduzione del gradiente termico lungo l'adiabatica satura, le temperature aumentano più in quota che in superficie;

4) al di fuori delle regioni tropicali, il riscaldamento indotto dal Nino è principalmente da ricondurre a cambiamenti persistenti delle configurazioni bariche e della circolazione atmosferica forzati dal Pacifico tropicale. L'influenza dell'oceano Pacifico si manifesta sulla variazione atmosferica sia attraverso dispersione di Rossby waves planetarie a partire dalle regioni con convezione profonda associata a divergenza orizzontale al livello dei jet dell'alta troposfera, sia attraverso cambiamenti nelle circolazioni cellulari di Hadley e di Walker con tendenza a riscaldare l'atmosfera nei loro rami discendenti. Per cui, ad es., nelle regioni nelle quali il Nino riduce le precipitazioni (es. Australia, Asia sudorientale, alcune parti dell'Africa e la parte settentrionale del Sudamerica), un aumentato flusso di radiazione solare incidente contribuisce al riscaldamento superficiale fino ad alcuni mesi dopo il picco dell'evento. Le teleconnessioni (azione sui jet dalle Rossby) contribuiscono al riscaldamento estensivo su buona parte del Nordamerica nordoccidentale (PNA+), ma sull'Eurasia il suo influsso e più debole, variabile e spesso opposto (come abbiamo vissuto lo scorso inverno, ma su questo punto ci tornerò in un futuro post).


La Nina agisce perlopiù in senso opposto a quel che ho descritto nei precedenti 4 punti.

In più, come già detto, l'ENSO modula assorbimento ed emissione naturale di CO2.
Le fluttuazioni interannuali nel rateo di crescita della CO2 che si possono osservare ad es. qui (se ne parla anche in questo post dell'Effetto Cassandra), infatti, sono proprio dovute all'ENSO (vedi per es. qui, qui, qui o qui) e alle sue notevoli implicazioni su oceani, atmosfera e biosfera. Vengono modificati, di volta in volta, gli equilibri naturali delle sorgenti e dei pozzi di carbonio. Quando emerge, il Nino tende in primis ad influenzare la componente oceanica del sistema biogeochimico associato al ciclo del carbonio e a ridurre provvisoriamente il rateo di crescita della CO2. Da un lato, infatti, diminuisce l'upwelling di acque fredde e ricche di nutrienti e di carbonio nel Pacifico tropicale orientale: questo porta ad avere acque superficiali più calde, indi riduzione del degassamento di CO2 da questa regione (che è una delle principali sorgenti oceaniche di CO2 naturale). Dall'altro, la diminuzione di biomassa e di fitoplancton indotta dal Nino - che di per sé tende a ridurre la capacità di assorbimento di CO2 da parte di quell'ampia porzione di oceano – aumenta l'efficienza della pompa biologica (il gradiente fra superficie e profondità oceaniche del carbonio inorganico disciolto, controllato dalla biocenosi marina) contribuendo ad aumentare il flusso di carbonio verso l'oceano.

Appena il Nino entra nella sua fase matura (e per diversi mesi a seguire), poi, prevalgono gli effetti sulla componente atmosferica e biosferica terrestre del sistema e in questo caso vengono favorite le emissioni di CO2. Infatti i picchi in concomitanza con le fasi mature del Nino, oltre alla già segnalata diminuzione di fitoplancton in oceano, si possono spiegare con gli effetti meteorici che il fenomeno induce su ampie regioni continentali ai margini del bacino oceanico e coperte da vegetazione pluviale. È ben noto che al Nino sono associate riduzioni di precipitazione e maggiori siccità nel sudest asiatico (per es. in Indonesia) e in Amazzonia: queste siccità favoriscono un aumento degli incendi della foresta pluviale, aumento che a sua volta causa questi picchi nell’emissione della CO2 (vedi ad es. qui o qui); la combustione di biomassa e dei depositi di carbone e torbe superficiali presenti soprattutto in Indonesia provoca emissione diretta di CO2 e, per le foreste, perdita funzionale di fotosintesi con relativa diminuzione di pozzi di stoccaggio naturale del gas serra.

In caso della Nina, il tutto più o meno si rovescia: maggior degassamento dal Pacifico tropicale orientale all'inizio e poi soprattutto minori effetti siccitosi e incendiari sulla biosfera terrestre in seguito, oltre all'aumento della produzione di fitoplancton in oceano.

In sintesi: circa i 2/3 delle fluttuazioni interannuali osservate nel rateo di crescita della CO2 atmosferica sono imputabili agli effetti che l'ENSO produce sulla biosfera terrestre, il rimanente terzo è invece guidato dagli effetti sull'oceano.

4 commenti:

  1. "Ma non ovunque e sempre allo stesso modo e non in modo lineare!"
    Colour me surprised... bel post, quasi quasi potresti incorporarne dei pezzi in wikipedia- l'Enso in italiano non è granché

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  2. Grazie! Aspetto la revisione da parte di Costa, poi vediamo...:-D

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  3. @ Steph
    eh va beh ti burli di me
    stavolta invece oltre a farti i complimenti ho solo domande
    quindi inverno freddino in nord europa?
    ci sono anche correlazioni metano enso oltre che CO2 enso?

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  4. Grazie!
    Non so, è ancora presto per le proiezioni invernali. Cmq, al di là di tutto il resto, la Nina - di solito - tende a riscaldare il Nordeuropa in ragione dello spostamento verso latitudini più elevate del jetstream polare, con associata avvezione di mite aria oceanica su Scandinavia e oltre. Vedremo.

    Metano: certo, ma solamente attraverso le ripercussioni che l'ENSO produce sulla biosfera terrestre (per es. suoli umidi o più asciutti, incendi forestali o di biomassa con liberazione di gas metano ecc.), non sul mare.

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