L’acidificazione degli oceani e il rallentamento della circolazione oceanica sono tra le tendenze di lungo termine che potranno essere contrastate solo nel futuro più ottimistico in termini di riduzione delle emissioni climalteranti. Lo conferma CMCC-ESM2, il modello del Sistema Terra di nuova generazione sviluppato dal CMCC, il nostro più recente contributo allo sforzo globale di rendere sempre più accurate le previsioni del clima futuro, risultato di un lavoro multidisciplinare che ha coinvolto la Fondazione in modo trasversale. 

Negli ultimi decenni lo sviluppo di modelli sempre più complessi ha permesso agli scienziati di lavorare con un’accuratezza senza precedenti e di fornire informazioni sul clima che possono essere utilizzate come strumento di governance, per prendere decisioni e per supportare un’ampia gamma di applicazioni pratiche per gli utenti finali.

I risultati di gruppi di ricerca e progetti che, nel mondo, utilizzano diversi tipi di modelli, se messi a sistema mostrano un alto grado di coerenza e permettono di delineare un quadro completo dei cambiamenti che il nostro pianeta sta subendo. Il CMCC fa parte di questo sforzo globale con il suo modello del Sistema Terra di seconda generazione (CMCC-ESM2), i cui risultati confermano alcune tendenze nelle trasformazioni della chimica e della biologia degli oceani causate dal cambiamento climatico, come evidenziato in un articolo pubblicato dai ricercatori del CMCC sul Journal of Advances in Modelling Earth Systems.

Tra queste tendenze emerge la riduzione dell’ossigeno negli oceani: il riscaldamento dell’acqua riduce la quantità di ossigeno e ne ostacola la disponibilità per diverse specie marine. Nel lungo termine, il fenomeno avrà un impatto sugli ecosistemi degli oceani profondi, su dove e cosa mangiano le creature marine, su quali specie potranno sopravvivere.

Il modello conferma anche l’acidificazione degli oceani e prevede l’inversione di questa tendenza solo nello scenario più ottimistico di mitigazione dei cambiamenti climatici. Con l’aumento dell’anidride carbonica in atmosfera, essa si accumula in misura ancora maggiore negli oceani. Questo porta a una maggiore acidità dell’acqua ed espone gli ecosistemi e gli organismi marini a gravi minacce.

Le proiezioni di CMCC-ESM2 mostrano anche la tendenza all’alterazione della stratificazione delle acque oceaniche, che è alla base della circolazione oceanica di gas e sostanze nutritive e rallenta, spiega Momme Butenschön – uno degli scienziati che ha sviluppato il modello – “il battito cardiaco oceanico, che fa funzionare il sistema circolatorio dell’oceano”. Quando gli oceani si riscaldano, le calotte di ghiaccio si sciolgono e la salinità diminuisce. Le acque calde e meno salate sono meno dense e affondano meno facilmente, rallentando così l’intera circolazione oceanica.

I modelli del Sistema Terra consentono agli scienziati di studiare l’interazione tra l’atmosfera e gli ecosistemi, simulando in modo approfondito il ciclo del carbonio e tenendo conto in particolare della biosfera e della biogeochimica degli ecosistemi, sia negli oceani che sulla terraferma.

Ciò consente di raccogliere informazioni sulla risposta e sul feedback dei sistemi viventi sul clima. L’attuale generazione di modelli del Sistema Terra perfeziona i precedenti fornendo una migliore rappresentazione sia delle dinamiche del clima che del ciclo del carbonio, maturata negli ultimi anni di ricerca scientifica.

Il modello CMCC-ESM2 contribuisce al sesto Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6), uno sforzo globale intrapreso dalla comunità scientifica e coordinato dal World Climate Research Programme (WCRP) per monitorare, simulare e proiettare la risposta della Terra a un aumento della concentrazione atmosferica di anidride carbonica. Mettendo a sistema il lavoro di diverse istituzioni di ricerca in tutto il mondo, mira a una migliore comprensione dei cambiamenti climatici passati, presenti e futuri derivanti da fonti naturali e antropiche.

Il lavoro del CMCC fornisce una rappresentazione coerente delle attuali dinamiche fisiche del clima e della biosfera rispetto alle osservazioni e ai dati disponibili del recente passato. Il riscaldamento globale e l’accumulo di carbonio previsti degli scenari climatici futuri sono paragonabili ai risultati di altri modelli coinvolti nel CMIP, che, nel complesso, forniscono la base di dati per le analisi e i rapporti più recenti dell’IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change.

Come afferma Momme Butenschön “I nostri risultati sono in linea con gli ultimi rapporti dell’IPCC. Per fermare e invertire la tendenza di cambiamento climatico sono necessari progetti di mitigazione radicali e un enorme sforzo per rimuovere l’anidride carbonica dall’atmosfera. I nostri risultati dicono che un rallentamento del cambiamento climatico è possibile solo nello scenario più ottimistico”.

La coerenza dei risultati di questo modello è confermata anche per i pozzi di assorbimento del carbonio e gli ecosistemi terrestri. Il modello studia il comportamento e l’impatto delle piante in diversi scenari, confermando ad esempio, per alcuni di essi, la scomparsa delle foreste alle alte latitudini. Inoltre, le proiezioni future confermano un importante riscaldamento globale nell’emisfero settentrionale con un’intensificazione delle precipitazioni alle alte latitudini.

“Un progetto come questo rappresenta un enorme sforzo da parte di molte persone”, sottolinea Tomas Lovato, primo autore dello studio “Offre un contributo alla conoscenza scientifica globale e fornisce indicazioni al mondo della comunicazione e ai responsabili politici. È un contributo a ciò che è necessario fare per mantenere questo pianeta vivibile per tutti”.

Per maggiori informazioni: 

Lovato, T., Peano, D., Butenschön, M., Materia, S., Iovino, D., Scoccimarro, E., Fogli, P.G., Cherchi, A., Bellucci, A., Gualdi, S. e Masina, S., 2022. Simulazioni CMIP6 con il modello del sistema terrestre CMCC (CMCC-ESM2). Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 14(3), p.e2021MS002814. https://doi.org/10.1029/2021MS002814