La riduzione dell'ozono sopra il Polo Nord causa un'anomalia meteorologica
I ricercatori dell'ETH di Zurigo forniscono le prove: La distruzione dell'ozono sopra l'Artico in primavera provoca un clima anomalo in tutto l'emisfero settentrionale. In molti luoghi il clima diventa più caldo e secco della media, o troppo umido.
Molti conoscono il buco dell'ozono di Chi siamo in Antartide. Ciò che è meno noto è che occasionalmente l'ozono protettivo nella stratosfera viene distrutto anche sopra l'Artico e lo strato di ozono si assottiglia. Ciò è accaduto di recente nei mesi primaverili del 2011 e del 2020.
Dopo questi due eventi, i ricercatori climatici hanno osservato anomalie meteorologiche in tutto l'emisfero settentrionale. In Europa centrale e settentrionale, in Russia e soprattutto in Siberia, in quei primi anni il clima fu eccezionalmente caldo e secco. Nelle regioni polari, invece, prevalevano condizioni di umidità. Queste anomalie climatiche sono state particolarmente pronunciate nel 2020. Anche in Svizzera la primavera fu particolarmente calda e secca.
La ricerca sul clima contesta l'esistenza di un nesso causale tra la distruzione dell'ozono nella stratosfera e le anomalie meteorologiche osservate. Anche il vortice polare nella stratosfera, che si forma in inverno e si disintegra in primavera, svolge un ruolo. Gli scienziati che hanno studiato il fenomeno finora sono giunti a risultati contraddittori e a conclusioni diverse.
Ora la dottoranda Marina Friedel e il borsista del FNS Ambizione Gabriel Chiodo del gruppo di Thomas Peter, professore di chimica dell'atmosfera all'ETH di Zurigo, in collaborazione con l'Università di Princeton e altre università, stanno facendo luce sulla questione.
Le simulazioni rivelano un legame
Per scoprire una possibile relazione causale, i ricercatori hanno simulato il fenomeno integrando la distruzione dell'ozono in due diversi modelli climatici. La maggior parte dei modelli climatici tiene conto solo di fattori fisici, ma non delle variazioni del contenuto di ozono nella stratosfera, anche perché ciò richiederebbe una capacità di calcolo molto maggiore.
Tuttavia, i nuovi calcoli chiariscono che la causa delle anomalie meteorologiche osservate nell'emisfero settentrionale nel 2011 e nel 2020 è principalmente la distruzione dell'ozono sopra l'Artico. Le simulazioni effettuate dai ricercatori con i due modelli coincidono in gran parte con i dati osservativi dei due anni e di altri otto eventi simili utilizzati a scopo di confronto. Tuttavia, se la distruzione dell'ozono veniva "disattivata" nei modelli, le osservazioni non potevano essere riprodotte.
"Da un punto di vista scientifico, ciò che ci ha sorpreso di più è che i modelli utilizzati per le simulazioni erano fondamentalmente diversi, ma hanno prodotto un risultato simile", afferma il co-autore Gabriel Chiodo, borsista SNSF Ambizione presso l'Istituto per l'atmosfera e il clima.
Chiarito il meccanismo
L'assottigliamento dell'ozono nella stratosfera è all'inizio del fenomeno, come hanno ora studiato i ricercatori. Affinché l'ozono venga distrutto lì, le temperature nell'Artico devono essere molto basse. "La distruzione dell'ozono avviene solo quando fa abbastanza freddo e il vortice polare nella stratosfera, a circa 30-50 chilometri dal suolo, è forte", sottolinea Friedel.
Normalmente, l'ozono assorbe le radiazioni UV emesse dal sole e quindi riscalda la stratosfera. Ciò contribuisce al decadimento del vortice polare in primavera. Tuttavia, se c'è meno ozono, la stratosfera si raffredda e il vortice si rafforza. E questo ha un effetto sulla superficie terrestre. "Un forte vortice polare produce gli effetti osservati in superficie", spiega Chiodo. L'ozono svolge quindi un ruolo significativo nel modificare la temperatura e la circolazione intorno al Polo Nord.
Possibili previsioni a lungo termine più accurate
Le nuove scoperte potrebbero aiutare i ricercatori climatici a produrre previsioni meteorologiche e climatiche stagionali più accurate in futuro. Ciò consentirà di prevedere meglio i cambiamenti di calore e di temperatura. "Questo è importante per l'agricoltura", sottolinea Chiodo.
"Sarà interessante osservare e modellare il futuro sviluppo dello strato di ozono", afferma Friedel. Questo perché l'assottigliamento dello strato di ozono continua, anche se le sostanze che lo danneggiano, come i clorofluorocarburi (CFC), sono state vietate dal 1989. I CFC sono molto longevi e rimangono in atmosfera per 50-100 anni. Continuano a dispiegare il loro potenziale distruttivo decenni dopo essere stati tolti dalla circolazione. "Tuttavia, le concentrazioni di CFC stanno diminuendo costantemente, il che solleva la questione della rapidità con cui lo strato di ozono si riprenderà e di come ciò influirà sul sistema climatico", spiega il ricercatore climatico.
Riferimento alla letteratura
Friedel M, et al. L'assottigliamento dell'ozono artico in primavera costringe ad anomalie climatiche nell'emisfero settentrionale. Nature Geoscience, 2022. DOI: pagina esterna10.1038/s41561-022-00974-7