Il Buco dell’Ozono Ha Raffreddato i Tropici? La Scienza Dice Sì!

Ragazzi, parliamoci chiaro: il pianeta si scalda, giusto? Lo sentiamo dire ovunque, ed è vero. Eppure, c’è un angolo del mondo, precisamente il Pacifico tropicale orientale, che negli ultimi decenni sembra aver fatto il “controcorrente”. Invece di scaldarsi come il resto del globo, ha mostrato una tendenza al raffreddamento. Un vero rompicapo per noi scienziati (sì, mi ci metto dentro anch’io, con passione!). Ma se vi dicessi che una parte della risposta potrebbe trovarsi lassù, molto in alto, nella stratosfera, legata a quel famoso “buco” nell’ozono di cui sentivamo tanto parlare negli anni ’80 e ’90? Sembra fantascienza, ma seguitemi.

Il Mistero del Pacifico “Freddo”

Questa tendenza al raffreddamento nel Pacifico orientale, che somiglia tanto a una fase prolungata de La Niña (quel fenomeno climatico che porta acque più fredde in superficie in quella zona), non è una cosa da poco. Ha un sacco di conseguenze:

• Influenza i pattern climatici globali.
• Ha rallentato (apparentemente) il riscaldamento globale osservato.
• Ha potenziato la circolazione atmosferica tropicale nota come Circolazione di Walker.
• Ha contribuito a periodi di siccità in alcune aree, come il sud-ovest americano.

Il bello (o il brutto, dipende dai punti di vista) è che i nostri modelli climatici, quelli che usiamo per prevedere il futuro, fanno una fatica tremenda a replicare questo raffreddamento storico. Anzi, la maggior parte di loro prevede l’opposto per il futuro: un riscaldamento più accentuato proprio lì, in stile El Niño. Capite bene che questa discrepanza crea un bel po’ di incertezza sulle proiezioni future.

Un Sospettato Inatteso: Il Buco dell’Ozono

E qui entra in gioco lui, il protagonista che non ti aspetti: il buco dell’ozono antartico. Sappiamo da tempo che la drastica riduzione dell’ozono sopra l’Antartide, causata dai famigerati CFC (clorofluorocarburi), ha avuto effetti potenti sull’atmosfera dell’emisfero australe. In particolare, ha modificato i venti, rendendo più forte e spostando verso il polo il cosiddetto Southern Annular Mode (SAM), specialmente durante l’estate australe (dicembre-febbraio, DJF).

Qualche tempo fa, è stata avanzata l’ipotesi: e se questi cambiamenti indotti dal buco dell’ozono, attraverso complesse “teleconnessioni” atmosferiche e oceaniche, avessero raggiunto i tropici, causando quel raffreddamento? L’idea era affascinante, ma c’erano dei punti interrogativi:

• Il buco dell’ozono ha iniziato a formarsi seriamente negli anni ’60-’70 e ha smesso di peggiorare negli anni 2000 grazie al Protocollo di Montreal, mentre il raffreddamento tropicale è emerso più tardi, dagli anni ’80 in poi. C’era un ritardo da spiegare.
• L’impatto principale del buco dell’ozono sul SAM è stagionale (estate australe), ma il raffreddamento tropicale osservato è presente tutto l’anno. Come si conciliavano le cose?
• Quali erano esattamente i meccanismi, specialmente il ruolo dell’oceano, in questa connessione a distanza?

L’Indagine: Simulazioni al Computer per Isolare l’Effetto

Per vederci chiaro, abbiamo (come comunità scientifica) usato uno strumento potentissimo: un modello climatico globale accoppiato atmosfera-oceano, il Community Earth System Model versione 1 (CESM1). Abbiamo messo in piedi un esperimento virtuale molto astuto. Abbiamo confrontato due grandi gruppi (ensemble) di simulazioni:

1. Ensemble “ALL”: Simulazioni che includevano tutti i fattori storici noti che influenzano il clima (gas serra, aerosol, attività solare, E ANCHE la deplezione dell’ozono stratosferico).
2. Ensemble “xO3S”: Simulazioni identiche alle prime, MA con una differenza cruciale: l’ozono stratosferico era mantenuto fisso ai livelli del 1955, prima che il buco iniziasse a formarsi seriamente. In pratica, in queste simulazioni, il buco dell’ozono non si formava.

Confrontando i risultati medi dei due ensemble (“ALL” meno “xO3S”), potevamo isolare in modo inequivocabile l’impatto climatico dovuto esclusivamente alla deplezione dell’ozono stratosferico.

E il risultato? Sorprendente e chiaro: le simulazioni hanno mostrato che la deplezione dell’ozono stratosferico ha effettivamente causato una tendenza al raffreddamento nel Pacifico tropicale e subtropicale orientale, con un pattern molto simile a quello osservato nella realtà (tipo La Niña). Non solo, ma senza l’effetto del buco dell’ozono (nell’ensemble xO3S), il modello tendeva ancora di più verso un riscaldamento El Niño-like, peggiorando la discrepanza con le osservazioni. Bingo!

Svelare il Meccanismo: Un Viaggio Lento Attraverso l’Oceano

Ok, abbiamo la prova che il buco dell’ozono c’entra. Ma come fa esattamente? E perché questo effetto arriva con decenni di ritardo rispetto alla massima deplezione dell’ozono (che è stata tra gli anni ’70 e i 2000)? La risposta, amici miei, sta nel ruolo cruciale e lento dell’oceano.

Il Segnale Parte dall’Antartide (ma non direttamente)

Il buco dell’ozono, come detto, potenzia i venti occidentali sull’Oceano Meridionale (SAM positivo), soprattutto in estate (DJF). Questo, a sua volta, influenza le temperature superficiali dell’Oceano Meridionale (SST), ma in modo complesso e stagionale. Nel nostro modello, vediamo un certo raffreddamento nell’Oceano Meridionale in estate (DJF), ma non così marcato e persistente come quello osservato nella realtà (probabilmente lì entrano in gioco altri fattori come la variabilità naturale o lo scioglimento dei ghiacci).

La vera chiave non sembra essere un “trasferimento” diretto del freddo superficiale dall’Oceano Meridionale ai tropici. Il meccanismo è più sottile e coinvolge le medie latitudini.

La Risalita Lenta nelle Medie Latitudini

I cambiamenti nei venti indotti dall’ozono non si limitano a rafforzare i venti occidentali vicino all’Antartide. Spostano l’intera fascia dei venti verso il polo. Questo crea anomalie anche più a nord, nelle medie latitudini (intorno ai 40-50°S), dove i venti possono diventare più orientali del normale.

Questi venti anomali “smuovono” la circolazione oceanica (la cosiddetta Meridional Overturning Circulation, MOC, in quel settore). In particolare, innescano una lenta risalita (upwelling) di acque più fredde dagli strati intermedi dell’oceano verso la superficie proprio nelle medie latitudini del Pacifico. Questo processo di upwelling è lento, richiede decenni per manifestarsi in modo significativo in superficie. Ecco spiegato il ritardo!

L’Effetto Domino e l’Amplificazione Tropicale

Una volta che queste acque più fredde raggiungono la superficie nelle medie/subtropicali latitudini (cosa che nel modello avviene in modo marcato dagli anni ’90/2000 in poi), il segnale può propagarsi verso l’equatore. E qui entrano in gioco dei potenti meccanismi di feedback positivo che amplificano il raffreddamento iniziale e lo rendono persistente tutto l’anno:

• Feedback Vento-Evaporazione-SST (WES): L’acqua superficiale più fredda raffredda l’aria sovrastante. Questo può rafforzare gli alisei (i venti che soffiano verso l’equatore), i quali aumentano l’evaporazione dalla superficie dell’oceano, raffreddandola ulteriormente. Un circolo che si autoalimenta.
• Feedback delle Nuvole Basse: L’aria più fredda e stabile sopra l’oceano più freddo, specialmente al largo delle coste del Sud America, favorisce la formazione di estesi strati di nuvole basse (stratocumuli). Queste nuvole bianche riflettono molta radiazione solare verso lo spazio, impedendole di scaldare l’oceano sottostante e contribuendo così a un ulteriore raffreddamento.

Questi feedback tropicali sono molto efficaci e non dipendono strettamente dalla stagione del buco dell’ozono. Ecco perché un segnale inizialmente legato all’estate australe e mediato da lenti processi oceanici può tradursi in un raffreddamento tropicale presente tutto l’anno.

Mettere Tutto in Prospettiva

Attenzione, però. Questo non significa che il buco dell’ozono sia l’unica causa del raffreddamento osservato nel Pacifico tropicale. Assolutamente no. È un pezzo importante del puzzle, ma ci sono altri “indiziati” che probabilmente hanno contribuito:

• Le emissioni di aerosol antropogenici (inquinamento), soprattutto dall’emisfero nord.
• Effetti transienti legati all’aumento della CO2 stessa.
• La variabilità naturale intrinseca del sistema climatico, su scale decadali o multidecadali (oscillazioni del Pacifico, dell’Atlantico, dell’Oceano Meridionale).
• Potenziali effetti dello scioglimento dei ghiacci antartici (un fattore non incluso nella maggior parte dei modelli attuali).

Il nostro studio suggerisce che la difficoltà dei modelli nel simulare il raffreddamento osservato potrebbe derivare, in parte, da una sottostima dell’impatto remoto dell’ozono, magari legata a una rappresentazione non perfetta dei feedback delle nuvole basse (un noto “tallone d’Achille” di molti modelli).

Cosa Ci Riserva il Futuro? L’Effetto della Guarigione dell’Ozono

E qui arriviamo alla parte forse più importante e che ci riguarda da vicino. Grazie al successo del Protocollo di Montreal, le sostanze che distruggono l’ozono sono state bandite e lo strato di ozono sta lentamente “guarendo”. Il buco si sta chiudendo! Questa è una fantastica notizia per la protezione dalla radiazione UV, ma… che implicazioni ha per il clima, alla luce di quanto abbiamo scoperto?

Se la deplezione dell’ozono ha contribuito al raffreddamento La Niña-like, la sua guarigione nei prossimi decenni potrebbe avere l’effetto opposto. Potrebbe contribuire a indebolire o addirittura invertire questa tendenza, spingendo il Pacifico tropicale verso condizioni più El Niño-like, come peraltro previsto dalla maggior parte dei modelli a causa del riscaldamento globale generale.

Questo potenziale cambiamento avrebbe conseguenze significative:

• Potrebbe “smascherare” un riscaldamento globale più rapido di quello osservato negli ultimi decenni (la cosiddetta sensibilità climatica effettiva potrebbe rivelarsi più alta).
• Potrebbe alterare i pattern di precipitazione globali, ad esempio portando potenzialmente più umidità nel sud-ovest americano, invertendo la tendenza alla siccità vista di recente.

Conclusioni: Un Pianeta Interconnesso

Insomma, questa ricerca ci svela un altro affascinante esempio di quanto sia complesso e interconnesso il nostro sistema climatico. Chi avrebbe mai pensato che un problema chimico nella stratosfera sopra l’Antartide potesse influenzare la temperatura dell’oceano ai tropici, a migliaia di chilometri di distanza e con decenni di ritardo, attraverso una complessa catena di eventi che coinvolge venti, correnti oceaniche profonde e nuvole?

Ci ricorda che per capire davvero il cambiamento climatico, passato, presente e futuro, dobbiamo considerare tutti i pezzi del puzzle, anche quelli apparentemente più remoti o inaspettati. E ci dice anche che le nostre azioni (come il Protocollo de Montreal) possono avere effetti profondi e a volte sorprendenti sul clima globale. Continuiamo a studiare e a monitorare, perché il nostro pianeta non smette mai di sorprenderci!

Fonte: Springer