I Laghi si Stanno Scaldando (Più del Previsto!): L’Effetto Nascosto del Riscaldamento Globale

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di qualcosa che mi affascina e, lo ammetto, un po’ mi preoccupa: i nostri laghi. Non sono solo splendidi specchi d’acqua, ma giocano un ruolo fondamentale nel clima, scambiando calore con l’atmosfera. Con il riscaldamento globale in atto, però, queste interazioni stanno cambiando in modi che solo ora iniziamo a comprendere a fondo. Ci siamo chiesti: quanto calore rilasciano i laghi nell’atmosfera e come cambierà questo fenomeno in futuro? Quello che abbiamo scoperto è piuttosto sorprendente.

Un Calore Amplificato alle Alte Latitudini

Abbiamo analizzato dati provenienti da modelli climatici e lacustri a livello globale e i risultati parlano chiaro: c’è un aumento significativo nel rilascio di calore dai laghi (che chiameremo LHR, Lake Heat Release) quasi ovunque. In media, parliamo di un incremento globale dell’1.5% circa nel periodo attuale (1991-2020) rispetto all’era pre-industriale.

Ma la vera sorpresa è questa: l’aumento non è uniforme. Circa il 64% dei laghi che mostrano un LHR crescente si concentra nelle medie e alte latitudini (sopra i 45°N). Qui, l’incremento medio relativo (1.8%) è quasi il doppio rispetto ai laghi delle basse latitudini (0.9%). Addirittura, il picco di questo aumento relativo si verifica tra i 75° e gli 80°N, con un impressionante +2.8%!

In termini assoluti, il 93% dei laghi nelle medie-alte latitudini mostra un aumento di LHR superiore a 4 W·m⁻², e quasi un quinto supera gli 8 W·m⁻². Anche se i laghi tropicali si scaldano, il loro contributo totale al rilascio di calore è minore rispetto a quelli nordici, semplicemente perché questi ultimi coprono aree molto più vaste. Insomma, stiamo assistendo a una vera e propria amplificazione del fenomeno nelle regioni più fredde del pianeta.

Perché Proprio Lì? Il Ruolo Chiave del Ghiaccio

Ma cosa causa questa differenza così marcata? Per capirlo, abbiamo scomposto l’LHR nelle sue componenti principali:

• Radiazione a onde lunghe ascendente (LWup): il calore irradiato dalla superficie del lago.
• Radiazione a onde corte ascendente (SWup): la luce solare riflessa.
• Flusso di calore sensibile (SH): lo scambio di calore diretto tra acqua e aria.
• Flusso di calore latente (LH): il calore legato all’evaporazione.

Abbiamo scoperto che l’aumento dell’LHR è guidato principalmente da LWup e LH. Ma la loro importanza varia con la latitudine. Alle medie-alte latitudini, è l’aumento della radiazione a onde lunghe (LWup) a farla da padrone (nel 97% dei laghi!). Alle basse latitudini, invece, è l’aumento del calore latente (LH), cioè l’evaporazione, a dominare (nel 59% dei laghi).

Quindi, l’amplificazione nordica è legata a un’intensificazione della radiazione termica emessa dai laghi. Secondo la legge di Stefan-Boltzmann, un corpo più caldo irradia di più. E infatti, la temperatura superficiale dell’acqua dei laghi (LSWT) sta aumentando. Ma c’è di più.

Abbiamo notato una cosa strana: la sensibilità della LWup all’aumento della temperatura (LSWT) è maggiore proprio alle alte latitudini. Per ogni grado Celsius di aumento della LSWT, questi laghi emettono molta più radiazione termica rispetto ai laghi più caldi. Come è possibile? La risposta sta nel ghiaccio.

Il ghiaccio che copre i laghi in inverno agisce come una coperta isolante. Con il riscaldamento globale, questo ghiaccio si forma più tardi, si scioglie prima ed è spesso più sottile. Questo ha due effetti principali:

1. Meno isolamento: Senza la “coperta” di ghiaccio, il lago, anche se freddo, può scambiare calore più facilmente con l’atmosfera sovrastante, che in inverno è molto più fredda.
2. Più assorbimento di calore: La superficie dell’acqua è molto più scura del ghiaccio o della neve. Meno ghiaccio significa meno riflessione della luce solare (albedo inferiore) e quindi un maggiore assorbimento di energia solare da parte del lago, che si scalda di più.

Questo meccanismo ricorda molto l’amplificazione artica, dove la perdita di ghiaccio marino accelera il riscaldamento dell’Artico. Qui vediamo qualcosa di simile, ma su scala lacustre. La perdita di ghiaccio non solo fa aumentare la temperatura dell’acqua (LSWT), ma rende anche l’emissione di calore (LWup) più sensibile a questi aumenti di temperatura. È come se la “finestra” attraverso cui il lago rilascia calore si allargasse proprio nelle regioni più fredde. Abbiamo trovato una forte correlazione tra la riduzione dello spessore medio annuo del ghiaccio (MAIT) e l’aumento della LWup.

Effetti Stagionali e Proiezioni Future

Questo fenomeno ha anche interessanti variazioni stagionali. Nei laghi senza ghiaccio, l’aumento del rilascio di calore è più intenso in estate, trainato dall’evaporazione (LH). Nei laghi che ghiacciano, la situazione è più complessa: l’aumento dell’emissione termica (LWup) è maggiore in inverno (quando la sensibilità al cambiamento di temperatura è massima a causa del ghiaccio), mentre l’aumento dell’evaporazione (LH) è maggiore in estate.

E cosa ci riserva il futuro? Abbiamo simulato diversi scenari di emissioni di gas serra (RCP 2.6, 6.0, 8.5) fino alla fine del secolo (2070-2099). I risultati indicano che l’LHR continuerà ad aumentare globalmente, e l’amplificazione alle medie-alte latitudini persisterà, diventando ancora più marcata negli scenari a emissioni più elevate (fino a +8.7% in media per RCP 8.5 rispetto ad oggi).

È interessante notare che, nelle proiezioni future, il ruolo della perdita di ghiaccio nel guidare questo aumento di LHR diventa ancora più dominante. La sensibilità dell’emissione termica (LWup) alla temperatura (LSWT) rimane alta nelle regioni fredde, confermando che questa caratteristica è intrinseca ai laghi che sperimentano cicli di gelo e disgelo e non dipende solo dal forcing climatico esterno. Inoltre, sembra che in futuro l’aumento del calore rilasciato in estate (tramite evaporazione LH) supererà l’aumento invernale anche nei laghi che ghiacciano.

Cosa Significa Tutto Questo?

Queste scoperte hanno implicazioni importanti. Il fatto che i laghi, specialmente quelli nordici, stiano rilasciando sempre più calore potrebbe influenzare significativamente il clima regionale. Potrebbe, ad esempio:

• Contribuire a un ulteriore riscaldamento locale, accelerando lo scioglimento della neve nelle aree circostanti.
• Aumentare il rischio di eventi meteorologici estremi, come le intense nevicate “da effetto lago” (lake-effect snow) se i laghi rimangono senza ghiaccio durante ondate di freddo.
• Impattare gli ecosistemi acquatici, alterando i cicli termici e la disponibilità di ossigeno.
• Mettere a rischio le comunità che dipendono dai laghi ghiacciati per trasporti o attività tradizionali.

Nei laghi a basse latitudini, l’aumento dell’evaporazione (LH) potrebbe portare a una perdita di risorse idriche nei bacini circostanti, con conseguenze per l’agricoltura e gli ecosistemi.

Certo, il nostro studio si basa su modelli e ci sono ancora incertezze, come la mancanza di un feedback completo con l’atmosfera nei modelli utilizzati. Tuttavia, questi risultati di “primo ordine” evidenziano un aspetto cruciale e finora poco quantificato del cambiamento climatico. Sottolineano la necessità di migliorare i modelli climatici globali includendo una rappresentazione più realistica dei laghi e delle loro interazioni con l’atmosfera, specialmente alle alte latitudini.

In conclusione, i laghi non sono attori passivi nel sistema climatico. Stanno rispondendo attivamente al riscaldamento globale, e in modi che potrebbero amplificare ulteriormente il cambiamento stesso a livello regionale. Capire questo “effetto riscaldante potenziato” dei laghi è fondamentale per prevedere meglio il futuro del nostro clima e per sviluppare strategie di mitigazione e adattamento efficaci. È un altro pezzo del complesso puzzle climatico che stiamo cercando di ricomporre.

Fonte: Springer