Prufissuri Tiffany Shaw, Prufessore, Dipartimentu di Geosciences, Università di Chicago
L'emisferu miridiunali hè un locu assai turbulente.I venti à diverse latitudini sò stati qualificati cum'è "ruggiti quaranta gradi", "cinquanta gradi furiosi" è "urlanti sessanta gradi".L'onde righjunghjenu 24 metri (78 piedi).
Comu tutti sapemu, nunda in l'emisferu nordu pò currisponde à e tempeste severi, ventu è onde in l'emisferu miridiunali.Perchè?
In un novu studiu publicatu in Proceedings of the National Academy of Sciences, i mo culleghi è aghju scopre perchè e timpeste sò più cumuni in l'emisferu miridiunali cà in u nordu.
Cumminendu parechje linee di evidenza da l'osservazioni, a teoria è i mudelli climatichi, i nostri risultati indicanu u rolu fundamentale di i "cinture trasportatori" oceaniche mundiali è e grandi muntagne in l'emisferu nordu.
Dimustramu ancu chì, cù u tempu, i timpeste in l'emisferu miridiunali sò diventati più intensi, mentre chì quelli in l'emisferu nordu ùn anu micca.Questu hè coherente cù u mudellu climaticu di u riscaldamentu glubale.
Questi cambiamenti importanu perchè sapemu chì e tempeste più forti ponu purtà à impatti più severi, cum'è venti estremi, temperature è precipitazioni.
Per un bellu pezzu, a maiò parte di l'osservazioni di u clima in a Terra sò stati fatti da a terra.Questu hà datu à i scientisti una stampa chjara di a tempesta in l'emisferu nordu.In ogni casu, in l'emisferu miridiunali, chì copre circa 20 per centu di a terra, ùn avemu micca avutu una stampa chjara di e timpeste finu à chì l'osservazioni satellitari sò diventate dispunibili à a fini di l'anni 1970.
Da decennii di osservazione da u principiu di l'era satellitare, sapemu chì e timpeste in l'emisferu miridiunali sò circa 24 per centu più forti di quelli in l'emisferu nordu.
Questu hè mostratu in a mappa sottu, chì mostra l'intensità media annuale di tempesta osservata per l'Emisferu Sud (in cima), l'Emisferu Nordu (centru) è a diffarenza trà elli (in fondu) da 1980 à 2018. (Nota chì u Polu Sud hè à u cima di u paragone trà u primu è l'ultimu mape).
A mappa mostra a persistente alta intensità di e timpeste in l'Oceanu Meridionale in l'Emisferu Meridionale è a so cuncentrazione in l'Oceani Pacificu è Atlanticu (ombra in aranciu) in l'Emisferu Nordu.A mappa di diffarenza mostra chì e timpeste sò più forti in l'Emisferu Sud chì in l'Emisferu Nordu (ombra aranciu) à a maiò parte di latitudini.
Ancu s'ellu ci sò parechje teorii diffirenti, nimu ùn offre una spiegazione definitiva per a diffarenza di e timpeste trà i dui emisferi.
Scuprite i mutivi pare esse un compitu difficiule.Cumu capisce un sistema cusì cumplessu chì stende à millaie di chilometri cum'è l'atmosfera?Ùn pudemu micca mette a Terra in un vasu è studià.Tuttavia, questu hè precisamente ciò chì facenu i scientisti chì studianu a fisica di u clima.Applicamu e lege di a fisica è l'utilizanu per capiscenu l'atmosfera è u clima di a Terra.
L'esempiu più famosu di questu approcciu hè u travagliu pioneeru di u duttore Shuro Manabe, chì hà ricevutu u Premiu Nobel 2021 in Fisica "per a so prediczione affidabile di u riscaldamentu glubale".E so previsioni sò basate nantu à mudelli fisichi di u clima di a Terra, chì varieghja da i mudelli di temperatura unidimensionali più simplici à mudelli tridimensionali cumpleti.Studia a risposta di u clima à l'aumentu di i livelli di diossidu di carbonu in l'atmosfera attraversu mudelli di cumplessità fisica variata è monitorizza i segnali emergenti da i fenomeni fisici sottostanti.
Per capiscenu più timpeste in l'Emisferu miridiunali, avemu recullatu parechje linee di evidenza, cumprese dati da mudelli climatichi basati in fisica.In u primu passu, studiemu l'osservazioni in quantu à a distribuzione di l'energia in a Terra.
Siccomu a Terra hè una sfera, a so superficia riceve a radiazione solare di manera irregulare da u Sole.A maiò parte di l'energia hè ricivuta è assorbita à l'equatore, induve i raghji di u sole chjappà a superficia più direttamente.In cuntrastu, i pali chì a luce colpisce à l'anguli ripidi ricevenu menu energia.
Dicenni di ricerca anu dimustratu chì a forza di una tempesta vene da questa diferenza di energia.Essenzialmente, cunverte l'energia "statica" almacenata in questa diferenza in energia "cinetica" di u muvimentu.Questa transizione si faci per un prucessu chjamatu "instabilità baroclinica".
Questa vista suggerisce chì a luce di u sole incidente ùn pò micca spiegà u più grande numaru di tempeste in l'Emisferu Sud, postu chì i dui emisferi ricevenu a listessa quantità di luce di u sole.Invece, a nostra analisi osservativa suggerisce chì a diffarenza in l'intensità di a tempesta trà u sudu è u nordu puderia esse dovutu à dui fatturi diffirenti.
Prima, u trasportu di l'energia di l'oceanu, spessu referita cum'è u "cinturione trasportatore".L'acqua s'affonda vicinu à u Polu Nordu, scorri longu u fondu di l'oceanu, s'alza intornu à l'Antartida, è torna in u nordu longu à l'equatore, purtendu energia cun ella.U risultatu finali hè u trasferimentu di energia da l'Antartida à u Polu Nord.Questu crea un cuntrastu d'energia più grande trà l'equatori è i poli in l'emisferu miridiunali cà in l'emisferu nordu, risultatu in e tempeste più severi in l'emisferu miridiunali.
U sicondu fattore hè a grande muntagna in l'emisferu sittintriunali, chì, cum'è u travagliu prima di Manabe suggerì, ammortizza e timpeste.I currenti di l'aria nantu à e grandi catene di muntagna creanu alti è minimi fissi chì reducenu a quantità di energia dispunibule per i timpeste.
Tuttavia, l'analisi di dati osservati solu ùn pò micca cunfirmà sti causi, perchè troppu fattori operanu è interagiscenu simultaneamente.Inoltre, ùn pudemu micca escludiri e cause individuali per pruvà a so significazione.
Per fà questu, avemu bisognu di usà mudelli climatichi per studià cumu si cambianu e timpeste quandu sò eliminati diversi fatturi.
Quandu avemu allisatu e muntagne di a terra in a simulazione, a diffarenza di l'intensità di a tempesta trà l'emisferi hè stata dimezzata.Quandu avemu sguassatu u cinturione trasportatore di l'oceanu, l'altra mità di a diffarenza di a tempesta era andata.Cusì, per a prima volta, scopremu una spiegazione concreta per i timpeste in l'emisferu miridiunali.
Siccomu i timpeste sò assuciati cù impatti suciali severi cum'è venti estremi, temperature è precipitazioni, a quistione impurtante chì duvemu risponde hè se e tempeste future seranu più forti o più debuli.
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Un strumentu chjave in a preparazione di e società per affruntà l'effetti di u cambiamentu climaticu hè a pruvisione di previsioni basate nantu à mudelli climatichi.Un novu studiu suggerisce chì e tempeste medie di l'emisferu miridiunali diventeranu più intense versu a fine di u seculu.
À u cuntrariu, i cambiamenti in l'intensità media annuale di e timpeste in l'Emisferu Nordu sò previsti per esse moderate.Questu hè in parte dovutu à l'effetti di staggione in competizione trà u riscaldamentu in i tròpichi, chì rende e timpeste più forti, è u rapidu riscaldamentu in l'Articu, chì li rende più debuli.
Tuttavia, u clima quì è avà hè cambiatu.Quandu guardemu i cambiamenti in l'ultimi decennii, truvemu chì e tempeste medie sò diventate più intense in u cursu di l'annu in l'emisferu miridiunali, mentre chì i cambiamenti in l'emisferu nordu sò stati insignificanti, in cunfurmità cù e previsioni di mudelli climatichi annantu à u stessu periodu. .
Ancu s'è i mudelli sottovalutanu u signale, indicanu cambiamenti chì si trovanu per i stessi motivi fisichi.Vale à dì, i cambiamenti in l'oceanu aumentanu e timpeste perchè l'acqua più calda si move versu l'equatore è l'acqua più fridda hè purtata à a superficia intornu à l'Antartida per rimpiazzà, risultatu in un cuntrastu più forte trà l'equatore è i poli.
In l'Emisferu Nordu, i cambiamenti di l'oceanu sò compensati da a perdita di u ghjacciu marinu è a neve, facendu chì l'Articu assorbe più luce di u sole è debilitatu u cuntrastu trà l'equatori è i poli.
A scumessa di ottene a risposta ghjusta hè alta.Serà impurtante per u travagliu futuru per determinà perchè i mudelli sottovalutà u signale osservatu, ma serà ugualmente impurtante per ottene a risposta ghjusta per i ragiuni fisichi ghjusti.
Xiao, T. et al.(2022) Tempeste in l'emisferu miridiunali à causa di i terreni è a circulazione di l'oceanu, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, doi: 10.1073/pnas.2123512119
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