Incerte incertezze I - Monsoni

Apro un primo di una serie di post dedicata alle principali incertezze con cui sono giocoforza confrontate le proiezioni climatiche effettuate con l'unico strumento che abbiamo a disposizione per sopperire all'assenza di un'altra Terra dove poter replicare con variazioni significative l'esperimento geofisico carbonico: i modelli frutto di simulazione numerica.

fonte
Oggi parliamo dei monsoni. L'ensemble della media dei modelli che oggi ne riproducono la variabilità delle precipitazioni previste nel prossimo futuro sotto uno scenario di GW rafforzato da aumento delle concentrazioni di gas serra, prevede un aumento generale della loro intensità, pur con significative differenziazioni regionali/stagionali.

Già quello che usciva dal WGI dell'ultimo rapporto dell'IPCC (AR4, basato su lavori che hanno quasi 10 anni di vita) era caratterizzato da questo scenario generale:
In the tropics, an increase in precipitation is projected by the end of the 21st century in the Asian monsoon and the southern part of the West African monsoon with some decreases in the Sahel in northern summer, as well as increases in the Australian monsoon in southern summer in a warmer climate. The monsoonal precipitation in Mexico and Central America is projected to decrease in association with increasing precipitation over the eastern equatorial Pacific that affects Walker Circulation and local Hadley Circulation changes.
Aumento del monsone estivo boreale asiatico, della parte meridionale di quello dell'Africa occidentale e di quello australiano dell'estate australe; diminuzione delle precipitazioni estive nel Sahel e di quelle monsoniche dell'America centrale.

IPCC, AR4, WGI

In questo recente lavoro basato su un ensemble frutto di uno dei migliori experiment design che esce dalla quinta e più recente fase del progetto Climate Model Intercomparison (CMIP5), leggiamo che - sotto uno scenario di concentrazione rappresentativa medio-bassa (RCP4.5) - il 90% dei modelli usati nella simulazione (nonostante uno spread relativamente elevato) prevede un incremento generale dell'attività monsonica, con un aumento dell'1.9% dell'area, del 3.2% del quantitativo di precipitazioni e dell'1.3% della loro intensità per ogni aumento termico generale superficiale di 1K.

Altri risultati delle simulazioni sono i seguenti:

> L'attività generale dei monsoni non dovrebbe cambiare sensibilmente sulle terre emerse, tranne in Asia, ma sulle regioni monsoniche oceaniche tenderà ad aumentare di circa il 6%. L'attività monsonica sull'Asia tenderà ad espandersi verso ovest con un incremento nell'estensione di quasi l'11%

> L'inizio della stagione monsonica estiva dovrebbe essere anticipata e la fine ritardata, ciò che sta ad indicare un allungamento del periodo del monsone estivo, soprattutto nelle regioni asiatiche. I risultati delle simulazioni indicano pure che la regione extra-tropicale boreale a clima mediterraneo (caratterizzata da estati calde e asciutte e da inverni più temperati e piovosi) dovrebbe aspettarsi un allungamento del periodo piovoso invernale.

> Le variazioni nelle precipitazioni monsoniche presentano forti differenze inter-emisferiche, con l'emisfero boreale che vedrebbe un aumento significativo e più importante rispetto a quello australe.

L'aumento generale delle precipitazioni viene attribuito principalmente agli aumenti della convergenza dell'umidità e dell'evaporazione superficiale, mentre l'avvezione orizzontale dell'umidità avrebbe minimi effetti. Un ulteriore separazione di fattori dinamici e termodinamici mostra che l'aumento della convergenza dell'umidità deriva principalmente dalla crescita del vapore acqueo, ma è parzialmente compensata dall'effetto convergente. L'aumento dell'evaporazione superficiale è indotta da un rafforzamento della differenza dell'umidità specifica fra mare e aria, mentre la variazione di velocità dei venti alla superficie dovrebbe giocare un ruolo secondario.
Il quantitativo di precipitazioni monsoniche globali soggiace a forte variabilità interannuale e - come si sa - è significativamente anti-correlato con uno dei più importanti indici che denotano l'ENSO, le SSTA nella zona Niño 3.4 mediate su un anno monsonico tipo (definito da maggio al seguente mese di aprile), sia nelle simulazioni del run di controllo pre-industriale sia in quelle attuali, similmente alle osservazioni. In presenza di un GW guidato dallo scenario di emsissione RCP4.5, tale variabilità delle precipitazioni si intensificherebbe, e il rapporto tra monsoni e El Niño tenderebbe a rafforzarsi. Gran parte di questa intensificazione della variabilità interannuale delle piogge monsoniche è conseguenza delle precipitazioni che cadono sulla terraferma.

Ecco qualche evidenza osservativa: dapprima quel che esce dalla comparazione fra osservazioni e simulazione del run storico fra 1980 e 2005 utilizzando l'insieme dei modelli del progetto CMIP5 (sopra), poi (sotto) l'andamento grafico delle precipitazioni e della circolazione del monsone estivo boreale, definita come shear verticale del vento zonale estivo nel Pacifico tropicale boreale fra 850 e 200 hPa (di cui si riportano gli andamenti).

Lee, Wang 2012

Wang et al. 2013
Notare come soprattutto il monsone estivo asiatico sembra essersi rafforzato, in questi ultimi 3 decenni.
Fra l'altro, la parziale crescita dei ghiacciai nella parte più elevata della catena himalayana (a differenza di quella più bassa, laddove invece sono in perdita di massa pure lì) potrebbe essere dovuta proprio a questa tendenza.

 Indirettamente, questo interessante lavoro fornisce un contributo circa il modo i cui la variabilità interna (per es. il ruolo giocato dall'ENSO ma anche del gradiente longitudinale delle SST del Pacifico tropicale e la variabilità multi-decennale atlantica, AMO) interagisce (vedi per es. qui e qui) e si prevede interagirà in futuro con i monsoni, per es. amplificandone l'attività.
E allora ecco un altro recente lavoro nel quale si sottolinea il ruolo importante (e prevalente sul corto/medio periodo) della variabilità interna e dei processi di feedback intrinseci al sistema stesso. Non è una gran novità e già si sapeva che per es. le circolazioni di Hadley e di Walker subiscono, nel Pacifico, variazioni abbastanza discordanti rispetto a quello che *alcuni* scenari climatici prevedono (vedi per es. qui e qui per una panoramica veloce sulle ipotesi future circa la cella di Hadley). Ma in effetti viene anche segnalato come la proiezione media dell'ensemble di un pugno (il 25%) selezionato fra i potenzialmente più performanti modelli del progetto CMIP5 - sotto il vincolo dello scenario RCP4.5 - mostrino un indebolimento del trend dell'intensità della circolazione monsonica boreale estiva in questo decennio. La cosa non mi pare di estrema rilevanza e in ogni caso va abbastanza in accordo con quanto già segnalato prima, in particolare sembra preminente, in questo caso, il ruolo sia dell'AMO (vedi anche qui) sia del gradiente longitudinale delle SST del Pacifico tropicale.

● Future change of the global monsoon revealed from 19 CMIP5 models
● Northern Hemisphere summer monsoon intensified by mega-El Niño/southern oscillation and Atlantic multidecadal oscillation

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