Periodi freddi anomali

Oggi si parla di raffreddamenti (quasi globali). Questo non è un post ironico sullo stile di uno degli ultimi brillanti post della Cassandra. No, lo stream ha fatto affluire, oggi, alcune considerazioni su specifiche caratteristiche apparentemente paradossali che accompagnano due periodi connotati da generale riscaldamento climatico, periodi lontani nel tempo ma spesso, molto spesso paragonati e contrapposti fra di loro per ragioni abbastanza evidenti (pur se non così stringenti e imprescindibili, imho).

Il XX secolo è indubbiamente anche il secolo che dà inizio all'influenza da parte dell'uomo e delle sue attività sul clima. Antropocene, come è stata definita questa era da Crutzen (anche se c'è qualche "dissidente" per il quale questa influenza sarebbe cominciata molto prima...): si parla infatti, in gergo, di AGW, Anthropogenic Global Warming.

Il periodo che va grossomodo dal X al XIII secolo è stato uno dei 3-4 ottimi climatici olocenici, forse - dopo l'attuale - quello più discusso, dibattuto, senz'altro studiato e, in parte, anche mitizzato. Optimum climatico medievale, diventato poi MWP (Medieval Warm Period) o in italiano PCM (Periodo Caldo Medievale), oggi sostituito - nella letteratura scientifica - più frequentemente da MCA (Medieval Climate Anomaly).

Naturalmente, non si può confrontare un periodo lungo un secolo con un altro che abbraccia un arco temporale di una lunghezza quadrupla, anche perché quest'ultimo non fu temporalmente e spazialmente così omogeneo come l'attuale GW, pur nell'incertezza associata alla ricostruzione del clima di 1000 anni fa.

Ciononostante, però, quel che in generale spesso non si considera è che entrambi gli ottimi sono stati accompagnati da eventi temporalmente e spazialmente contrari rispetto alla caratteristica climatica dominante, quella del riscaldamento.

Sia in epoca medievale che nel XX secolo, ci furono periodi e aree per le quali, forse, sarebbe più opportuno parlare di PFM (non la band ;-) come Periodo Freddo Medievale risp. AGC come Anthropogenic Global Cooling. La differenza, come vediamo fra poco, è però sostanziale e non da poco: nel primo caso il PFM, ad es., connotò vastissime regioni marine tropicali ed è spiegabile sostanzialmente tramite un mix di variabilità interna, deboli forcing naturali e reiterati feedback, mentre nel secondo caso l'AGC fu confinato prevalentemente nell'emisfero nord, soprattutto durò un trentennio e la letteratura scientifica è oramai quasi concorde nel diagnosticarne le cause principali come effetti collaterali della forte industrializzazione e quindi conseguenza dell'antropocene. Vediamo in breve.

. PFM

Come si può osservare in questa mappa (tratta da questo recente lavoro), il famoso caldo medievale sembrerebbe essere stata una prerogativa sostanzialmente confinata in area nordatlantica. Ci sono anche altre regioni con anomalie termiche superiori alla media standard (ad es. nel sud degli USA, nel Vicino Oriente o un po' nell'area Indo-Pacifica, da qui), ma si notano anche estese aree più fredde della media standard. In particolare (vedi qui, qui, qui, qui, qui), ricostruzioni mediante campionamenti proxy di diversa natura, ci mostrano uno stato protratto di Nina nel Pacifico equatoriale, accompagnato da una configurazione boreale molto simile alla fase negativa della PDO. Un forcing solare probabilmente un poco più forte, unitamente ad assenza di forti eruzioni vulcaniche esplosive (prima della "madre" di tutte le eruzioni oloceniche, quella del 1258), ha probabilmente favorito (anche qui) questa situazione dello stato dell'ENSO. La variabilità interna del sistema accoppiato oceano-atmosfera e i feedback indotti dalla persistenza di questa configurazione sul lungo periodo, unitamente all'influenza che l'ENSO è in grado di esercitare sulla PDO, dovrebbero aver fatto il resto. Sul Nordatlantico, invece, una MOC sostenuta era probabilmente in grado di mantenere le SST più calde della media, in una configurazione simile alla fase positiva dell'AMO.

Queste 3 caratteristiche, da sole, sono probabilmente state in grado di deviare il jetstream sul comparto euro-atlantico in maniera tale da favorire persistenti fasi di NAO+ ed EA+, favorevoli a condizioni climatiche più calde su questo settore. Per es., ecco cosa hanno ingenerato, recentemente (comunque in epoca antropocenica), 4 anni di Nina e AMO+ (ma con oceani tropicali più caldi della media)...

Insomma: il PCM vale per un europeo o un groenlandese tanto quanto il PFM varrebbe per un polinesiano o un cileno...

. AGC

Questo bel post di tamino spiega le origini e le caratteristiche del raffreddamento del trentennio fra gli anni 40 e la metà degli anni 70. In questo grafico, per es., viene mostrato come nell'emisfero sud (meno toccato dalla produzione di aerosol) non ci sia la fase di stasi e/o di raffrescamento che invece ha connotato l'andamento termico del XX secolo nell'emisfero nord. L'analisi dei punti di cambiamento dei trend, mostra altresì che dal 1975 siamo in rapida ascesa e questo può essere associato ad un mix di fattori: effetto dei GHG molto meno "mascherato" da quello degli aerosol perché in continuo aumento i primi e in diminuzione i secondi (perlomeno in ampie aree dell'emisfero nord, con le recenti eccezioni di alcune zone dei paesi emergenti asiatici), variabilità interna (vedi oscillazioni oceaniche multidecennali, come la PDO) e land use change. Più un effetto non trascurabile di bias (che spiega in parte lo step climatico del 1976), su cui ci tornerò.

Al di là delle fluttuazioni interne (e cicli oceanici come l'AMO furono probabilmente influenzati, a loro volta, dal global dimming dagli anni 50-60 onwards risp. dal global brightening dagli anni 80-90 onwards, tenuto conto dell'inerzia, vedi ad es. qui o qui...), quindi, oggi si sa che il transitorio AGC (ma meglio sarebbe dire: ANHC) fu ampiamente influenzato dallo stesso tipo di agente che causa il raffreddamento prodotto dalle eruzioni vulcaniche esplosive: la forte emissione di solfati, in questo specifico caso di origine antropica.

Gli ice cores groenlandesi mostrano chiaramente la concentrazione dei solfati negli ultimi 2 millenni (notare i picchi in corrispondenza delle casuali e importanti eruzioni vulcaniche, come la "madre" del 1258), smussando il grafico per "scremarlo" dal noise stocastico delle eruzioni vulcaniche e rimuoverne il segnale (gli aerosol eruttati rimangono in stratosfera un paio di anni, mentre la produzione antropica in troposfera è stata continua), emerge il trend del XX secolo e - proprio come un ulteriore mazza da hockey! - ecco che affiora in tutta la sua chiarezza l'incremento recente (qui una comparazione fra la stima delle emissioni e la concentrazione negli ultimi 150 anni).

Questo numero del JGR fa il punto sullo stato dell'arte in materia, consiglio la lettura di questo fondamentale e didascalico paper di Martin Wild per farsi un'idea più dettagliata. Altre info (soprattutto sugli effetti indiretti dei solfati) c/o Ulrike Lohmann dell'IACETH.