Perché il record della temperatura nel 2024 è una sorpresa per gli scienziati

Oltre 1,5°C rispetto all’era preindustriale: è questo l’aumento medio delle temperature misurato dalle agenzie di monitoraggio del clima per l’anno 2024. Un record che può essere spiegato solo in parte con le attività che l’uomo emette gas serra e che gli scienziati stanno ora studiando. cercando di capire.

Come ogni inizio anno, le agenzie di monitoraggio climatico pubblicano i loro dati per quantificare l’aumento medio della temperatura su scala globale rispetto all’epoca preindustriale. Nel suo comunicato stampa del 10 gennaio, il servizio europeo Copernicus indica che il 2024 è stato l’anno più caldo da quando esistono le misurazioni meteorologiche.

Questo valore era particolarmente atteso, perché la soglia di 1,5°C, che rappresenta l’obiettivo più ambizioso dell’accordo sul clima di Parigi, verrà superata per la prima volta nel 2024.

Rising Temperature/NASA Scientific Visualization Studio (ricarica la pagina per riavviare l’animazione)

Quest’anno la temperatura media globale misurata è di 15,1°C. Questa percentuale aumenta regolarmente, come mostrato nell’animazione sopra: è di 0,12°C in più rispetto a quella del 2023 e di 0,72°C in più rispetto alla media del periodo 1991-2020. Ciò equivale a 1,60°C sopra la temperatura del 1850-1900, definita livello preindustriale.

Questo aumento è una media: a livello locale non è uguale per tutti e può comportare cifre più alte – o più basse – a seconda della posizione nel globo. Proviene, per la maggior parte, dalle attività umane che rafforzano l’effetto serra naturale. Ma entrano in gioco anche altri fattori, come vedremo.

Esaminiamo insieme perché questo nuovo record ha sorpreso gli scienziati e quali sono le ipotesi attuali per spiegarlo.

Il bilancio radiativo del pianeta

Dobbiamo innanzitutto ricordare che senza atmosfera la superficie terrestre sarebbe molto più fredda (-18°C), rendendo impossibile lo sviluppo della vita come la conosciamo. Questo fenomeno, noto come effetto serra, è associato alla presenza nell’atmosfera dei cosiddetti gas serra che assorbono le radiazioni emesse dalla terra. Questo è ciò che permette al nostro pianeta di non assomigliare a Marte (atmosfera troppo fredda e sottile) o a Venere (atmosfera troppo calda e densa).

Quando la luce solare entra nell’atmosfera, una parte di essa viene assorbita dall’ozono e dall’ossigeno naturalmente presenti nell’aria, proteggendoci dai raggi ultravioletti più intensi.

Un’altra parte viene riflessa e dispersa dai gas e dalle particelle sospese nell’atmosfera nonché dalle nubi. L’attività vulcanica può talvolta svolgere un ruolo importante qui, generando goccioline di acido solforico che schermano la radiazione solare.

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La restante radiazione incidente può quindi essere riflessa dalla superficie terrestre – un fenomeno noto come albedo – oppure assorbita da essa. L’energia così immagazzinata viene poi riemessa nello spazio sotto forma di radiazione infrarossa (calore). Lungo il percorso, parte di questa radiazione infrarossa viene assorbita dalle nuvole e dai gas serra presenti nell’atmosfera, principalmente vapore acqueo, anidride carbonica, metano, protossido di azoto, ozono e halon. Questa energia viene poi riemessa in tutte le direzioni, anche verso la superficie terrestre, contribuendo all’effetto serra.

Il bilancio radiativo è quindi l’energia che entra nell’atmosfera da cui si deduce l’energia che ne esce. Se questo equilibrio viene disturbato, la conseguenza è che le temperature aumentano o diminuiscono.

Monitorare le temperature per distinguere il tempo dal clima

Esistono variazioni “naturali” delle temperature, legate soprattutto al ciclo annuale delle stagioni, a seconda delle latitudini. Le temperature misurate localmente dipendono infatti dalla quantità di radiazione solare ricevuta, che varia a seconda della latitudine e delle stagioni.

Radiazione netta mensile (in W/m² misurato) dallo strumento CERES a bordo dei satelliti della NASA. I luoghi in cui l’energia in ingresso è maggiore dell’energia in uscita sono arancioni. I luoghi in cui c’è più energia in uscita di quella in entrata sono viola. I luoghi in cui le quantità di bilancio energetico in entrata e in uscita sono bianche/NASA (ricarica la pagina per riavviare l’animazione)

Più ci avviciniamo all’equatore, più energia solare riceviamo. Tra aprile e settembre, l’emisfero settentrionale riceve la maggior quantità di energia solare, mentre l’emisfero meridionale ne beneficia maggiormente durante il resto dell’anno. Con l’inizio dell’inverno, la radiazione netta diventa negativa nella maggior parte dell’emisfero settentrionale e positiva nell’emisfero meridionale.

Nell’arco di un anno intero osserviamo quindi un surplus netto di energia nelle regioni equatoriali e un deficit netto ai poli. Al di là delle sole temperature, questo squilibrio energetico tra l’equatore e i poli costituisce il principale motore della circolazione atmosferica e oceanica, che ridistribuisce questa energia in tutto il pianeta.

Se al bilancio radiativo aggiungiamo i fenomeni termici legati alla presenza di acqua, detti calore sensibile e calore latente (è il calore che deve essere fornito ad un’unità di massa d’acqua per il passaggio da uno stato all’altro, solido , liquido o gassoso), e tenendo conto anche della variabilità interna (correnti marine e venti), riusciamo a spiegare l’intervallo di temperature misurate in tutto il mondo.

Il principale motore della variabilità naturale del clima, che deve essere studiato come un sistema accoppiato oceano-atmosfera, è il fenomeno ENSO (El Niño Southern Oscillation), con la sua componente calda El Niño e la sua componente fredda La Niña. Questi fenomeni sono i principali fattori di variazione da un anno all’altro, di cui bisogna tener conto quando si analizzano le tendenze a lungo termine, così come nel caso delle grandi eruzioni vulcaniche, che occasionalmente possono raffreddare il clima.

A breve termine, le fluttuazioni locali di queste temperature possono essere spiegate da fenomeni fisici: è “il tempo”. Oggi disponiamo di una vasta rete di misurazioni locali, effettuate sia a terra che in mare, integrate da osservazioni effettuate tramite strumenti a bordo di aerei, palloni sonda e una flotta di satelliti che monitorano costantemente l’atmosfera e la superficie terrestre.

Questa rete di osservazione permette di elaborare previsioni meteorologiche per i giorni a venire utilizzando modelli che simulano la dinamica dell’atmosfera attraverso equazioni matematiche.

A lungo termine, questi stessi sistemi di osservazione svolgono un ruolo cruciale nel monitoraggio dei cambiamenti climatici. Accumulando osservazioni su lunghi periodi di tempo e armonizzandole per garantire la coerenza temporale, forniscono la base essenziale per comprendere le tendenze climatiche e i cambiamenti in corso.

Perché il pianeta non si sta riscaldando allo stesso modo ovunque?

Il valore medio di 1,6°C misurato quest’anno nasconde significative disparità locali. Innanzitutto bisogna tenere conto che la Terra è composta per circa il 70% di acqua e per il 30% di terra, ma l’aria si riscalda e si raffredda più rapidamente dell’acqua.

Tutti abbiamo sperimentato questo fenomeno al mare, notando che la temperatura dell’acqua è molto meno sensibile alle fluttuazioni meteorologiche rispetto alla temperatura dell’aria. L’aria si riscalda più velocemente dell’acqua perché ha una bassa capacità termica, una bassa densità e non partecipa ai processi che richiedono calore latente che comportano cambiamenti di stato, a differenza dell’acqua. Di conseguenza, quasi ovunque, la terra si sta riscaldando due volte più velocemente del mare.

Dobbiamo poi tenere conto dei continui trasporti di aria e acqua dall’equatore ai poli e del fatto che temperature più elevate aumentano lo scioglimento dei ghiacci. Questo fenomeno è noto come “amplificazione artica”.

Ciò si spiega in parte anche con la rapida perdita della copertura di ghiaccio marino in questa regione: quando il ghiaccio diminuisce, l’energia solare che sarebbe stata riflessa dal ghiaccio bianco brillante viene assorbita dall’oceano, provocando un ulteriore riscaldamento. Studi recenti mostrano che il Polo Nord si sta riscaldando quattro volte più velocemente rispetto al resto del pianeta.

Un aumento in parte inspiegabile delle temperature nel 2024 – per ora

Nel 2023, una combinazione di fattori ha contribuito a spiegare le temperature record misurate durante tutto l’anno.

E il 2024? Poiché il fenomeno El Niño è passato a una fase neutra (La Niña) da maggio, gli scienziati si aspettavano che le temperature si stabilizzassero, o addirittura diminuissero localmente, durante la seconda metà dell’anno.

Ma le cose non sono andate così: le temperature sono rimaste elevate, soprattutto nell’Oceano Atlantico settentrionale.

Questo aumento più rapido del previsto delle temperature superficiali nel 2023 e nel 2024 è al centro di molti studi attuali ed è stato oggetto di una sessione dedicata presso l’American Geophysical Union (AGU), che ha riunito più di 25.000 scienziati nel dicembre 2024 .

• Una prima spiegazione sarebbe la riduzione, negli ultimi anni, dell’inquinamento atmosferico (buona notizia!), i cui aerosol contribuiscono a raffreddare il pianeta riflettendo la luce solare nello spazio.

• Una seconda strada potrebbe essere la riduzione della copertura nuvolosa a bassa quota, osservata in alcune parti dell’emisfero settentrionale e dei tropici.

I due potrebbero essere collegati, perché le particelle sospese generano nuvole di basso livello.

Tuttavia, secondo altri ricercatori, nessuna delle due spiegazioni spiega completamente l’aumento delle temperature. Questi suggeriscono che il riscaldamento globale stesso potrebbe causare una riduzione della copertura nuvolosa, creando un circolo vizioso che potrebbe accelerare il tasso di cambiamento climatico per i decenni a venire.

Non c’è dubbio che l’evoluzione delle temperature nei prossimi mesi sarà attentamente monitorata da agenzie e scienziati, per comprendere le variazioni locali e globali e adottare misure adeguate per adattarsi a questa nuova realtà.