Deserto Paradosso: Le regioni secche sfidano le previsioni sull'umidità dei cambiamenti climatici

Nuove ricerche hanno scoperto che l'umidità atmosferica nelle regioni aride e semi-aride non è aumentata come previsto con il riscaldamento globale, contraddicendo le previsioni dei modelli climatici. Credit: SciTechDaily.com

Uno studio recente ha scoperto che l'umidità atmosferica nelle regioni aride e semi-aride non sta aumentando come previsto con il riscaldamento globale, ponendo nuove sfide per la scienza del clima e sollevando preoccupazioni riguardo ai maggiori rischi di incendi boschivi e fenomeni meteorologici estremi.

Le leggi della termodinamica stabiliscono che un'atmosfera più calda può contenere più vapore acqueo, ma nuove ricerche hanno scoperto che l'umidità atmosferica non è aumentata come previsto nelle regioni aride e semi-aride del mondo a causa del riscaldamento climatico.

Le scoperte sono particolarmente sorprendenti perché i modelli climatici hanno previsto che l'atmosfera diventerà più umida, anche nelle regioni secche. Se l'atmosfera è più secca del previsto, le regioni aride e semi-aride potrebbero essere ancora più vulnerabili a futuri incendi boschivi e ondate di calore estreme rispetto alle previsioni.

Gli autori del nuovo studio, guidato dal National Center for Atmospheric Research (NCAR) della National Science Foundation degli Stati Uniti (NSF NCAR), non sono certi di cosa stia causando la discrepanza.

"Gli impatti potrebbero essere potenzialmente gravi", ha detto la scienziata del NSF NCAR Isla Simpson, autrice principale dello studio. "Si tratta di un problema globale, ed è qualcosa di completamente inaspettato rispetto ai risultati dei nostri modelli climatici".

Simpson e i suoi coautori affermano che è necessaria ulteriore ricerca per determinare perché il vapore acqueo non sta aumentando. Le ragioni potrebbero riguardare il fatto che l'umidità non si sposta dalla superficie terrestre verso l'atmosfera come previsto o che circola nell'atmosfera in modi imprevisti. È anche possibile che un meccanismo completamente diverso possa essere responsabile.

Aggiungendo al mistero, il nuovo studio ha mostrato che mentre il vapore acqueo aumenta nelle regioni umide del mondo, non aumenta tanto durante i mesi più secchi dell'anno.

Lo studio appare questa settimana nei Proceedings of the National Academy of Sciences. La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation, dalla NOAA e dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. Tra gli autori vi sono scienziati dell'Università della California, Los Angeles; dell'Università della California, Santa Barbara; della Cornell University; di Polar Bears International e della Columbia University.

Una regola di base della scienza del clima è che l'atmosfera può contenere più umidità man mano che si riscalda. Questo è noto come la relazione di Clausius-Clapeyron ed è la ragione per cui i modelli climatici prevedono costantemente che il vapore acqueo atmosferico aumenterà man mano che il pianeta si riscalda.

Tuttavia, quando Simpson stava lavorando su un rapporto per la NOAA nel 2020 sul cambiamento climatico nel sud-ovest degli Stati Uniti, si è resa conto che l'atmosfera si stava seccando molto più di quanto ci si aspetterebbe sulla base delle simulazioni dei modelli climatici.

Intrigata, Simpson e i suoi coautori hanno esaminato l'atmosfera globalmente per determinare se il vapore acqueo stava aumentando in linea con le proiezioni climatiche. Il team di ricerca si è rivolto a diverse fonti di osservazioni dal 1980 al 2020. Queste comprendevano reti di stazioni meteorologiche e set di dati che stimano l'umidità basandosi su osservazioni provenienti da fonti come sonde meteorologiche e satelliti.

Per loro sorpresa, gli scienziati hanno scoperto che il vapore acqueo nelle regioni aride e semi-aride era generalmente costante anziché aumentare di circa il 7% per ogni 1° Celsius (1,8° Fahrenheit) di riscaldamento, come ci si aspetterebbe sulla base della relazione di Clausius-Clapeyron. Il vapore acqueo è effettivamente diminuito nel sud-ovest degli Stati Uniti, che ha registrato una riduzione a lungo termine delle precipitazioni.

"Questo è contrario a tutte le simulazioni dei modelli climatici in cui aumenta a un ritmo vicino alle aspettative teoriche, anche nelle regioni secche", hanno scritto gli autori nel nuovo articolo. "Dato il collegamento tra il vapore acqueo, gli incendi boschivi, il funzionamento degli ecosistemi e gli estremi di temperatura, questa questione deve essere risolta al fine di fornire proiezioni climatiche credibili per le regioni aride e semi-aride del mondo".

Lo studio ha osservato che la situazione sta portando a un aumento del deficit di pressione di vapore, che è la differenza tra la quantità di umidità che l'atmosfera può contenere e quella effettivamente presente nell'aria. Quando il deficit aumenta, può agire come un fattore critico per gli incendi boschivi e lo stress degli ecosistemi.

"Potremmo affrontare rischi ancora maggiori rispetto a quanto previsto per regioni aride e semi-aride come il sud-ovest, che è già stato colpito da carenze idriche senza precedenti e stagioni di incendi estremi", ha detto Simpson.

Lei e i suoi colleghi hanno scoperto una situazione più complessa nelle regioni umide, dove il vapore acqueo atmosferico è aumentato come previsto dai modelli climatici durante le stagioni più piovose. Questo aumento si è stabilizzato leggermente durante i mesi più secchi, ma non si è appiattito quanto nelle regioni aride e semi-aride.

Per quanto riguarda la questione del perché il vapore acqueo nell’atmosfera non aumenta come previsto nelle regioni aride, gli autori suggeriscono sostanzialmente due possibilità: la quantità di umidità che viene spostata dalla superficie terrestre all’aria potrebbe essere inferiore rispetto ai modelli, o il modo in cui l'atmosfera trasporta l'umidità nelle regioni secche può differire dai modelli.

I problemi con il trasporto atmosferico sono meno probabili, concludono, perché ciò non spiegherebbe necessariamente il comportamento comune tra tutte le regioni aride e semi-aride del mondo, che ricevono umidità da luoghi diversi.

Ciò lascia la superficie terrestre come il colpevole più probabile. Gli autori ipotizzano diverse possibili cause: nella realtà il terreno potrebbe avere meno acqua disponibile nell’atmosfera rispetto ai modelli, potrebbe seccarsi più del previsto man mano che il clima si riscalda, oppure le piante potrebbero trattenere l’umidità in modo più efficace e rilasciarne meno nell’ambiente. l'atmosfera.

Gli autori hanno anche considerato la possibilità che ci sia un errore nelle osservazioni. Ma hanno concluso che ciò era improbabile poiché la discrepanza è strettamente legata alla siccità delle regioni di tutto il mondo, e viene riscontrata costantemente anche quando si divide la registrazione in segmenti temporali più brevi per evitare errori dovuti a cambiamenti di strumentazione.

Simpson ha sottolineato che sono necessarie ulteriori ricerche per determinare la causa.

“È un problema davvero complicato da risolvere, perché non disponiamo di osservazioni globali di tutti i processi che contano per dirci come l’acqua viene trasferita dalla superficie terrestre all’atmosfera”, ha affermato. “Ma dobbiamo assolutamente capire cosa non va perché la situazione non è quella che ci aspettavamo e potrebbe avere implicazioni molto gravi per il futuro”.