Il lontano passato della Terra e potenzialmente il suo futuro includono stati climatici “serra” estremamente caldi, ma si sa poco su come si comporta l’atmosfera del nostro pianeta in tali codizioni.
“Se si osserva una vasta area dei tropici profondi oggi, si può notare che piove sempre da qualche parte,” ha affermato Jacob Seeley, ricercatore presso l’Università di Harvard. “Abbiamo scoperto che in climi estremamente caldi, potrebbero esserci più giorni senza pioggia da nessuna parte su un’enorme parte dell’oceano“. “Poi, improvvisamente, un enorme temporale scoppia su quasi l’intera area, scaricando un’enorme quantità di pioggia. Poi c’è quiete per un paio di giorni e il tutto si ripete“.
“Questo ciclo episodico di diluvi è uno stato atmosferico nuovo e completamente inaspettato,” ha aggiunto il professor Robin Wordsworth dell’Università di Harvard.
La ricerca non solo getta luce sul lontano passato e sul lontano futuro della Terra, ma può anche aiutare a comprendere i climi degli esopianeti in orbita attorno a stelle lontane.
In un modello atmosferico, i ricercatori hanno aumentato la temperatura della superficie del mare della Terra fino a 54°C, aggiungendo più anidride carbonica – circa 64 volte la quantità attualmente presente nell’atmosfera – o aumentando la luminosità del Sole di circa il 10%.
A quelle temperature, nell’atmosfera iniziano ad accadere cose sorprendenti.
Quando l’aria vicino alla superficie diventa estremamente calda, l’assorbimento della luce solare da parte del vapore acqueo atmosferico riscalda l’aria sopra la superficie e forma quello che è noto come “strato di inibizione”, una barriera che impedisce alle nuvole convettive di salire nell’atmosfera superiore e formare nuvole di pioggia.
Tutta quell’evaporazione rimane bloccata nell’atmosfera vicina alla superficie.
Allo stesso tempo, le nuvole si formano nell’atmosfera superiore, sopra lo strato di inibizione, poiché il calore viene disperso nello Spazio.
La pioggia prodotta in quelle nuvole di livello superiore evapora prima di raggiungere la superficie, restituendo tutta quell’acqua al sistema.
“È come caricare una batteria enorme. Hai molto raffreddamento in alto nell’atmosfera e parecchia evaporazione e riscaldamento vicino alla superficie, separati da questa barriera,” ha affermato Seeley. “Se qualcosa può attraversare quella barriera e consentire al calore e all’umidità della superficie di irrompere nella fresca atmosfera superiore, causerà un enorme temporale“.
Questo è esattamente ciò che accade. Dopo diversi giorni, il raffreddamento per evaporazione dei temporali dell’alta atmosfera erode la barriera, innescando un diluvio lungo ore.
In una simulazione, i ricercatori hanno osservato più precipitazioni in un periodo di 6 ore di quante alcuni cicloni tropicali ne generano negli Stati Uniti in diversi giorni.
Dopo la tempesta, le nuvole si dissipano e le precipitazioni si fermano per diversi giorni mentre la batteria atmosferica si ricarica e il ciclo continua.
“La nostra ricerca dimostra che ci sono ancora molte sorprese nel sistema climatico,” ha affermato Seeley.
“Sebbene un aumento di 30°C delle temperature della superficie del mare sia molto più di quanto previsto per i cambiamenti climatici causati dall’uomo, spingere i modelli atmosferici in un territorio sconosciuto può rivelare scorci di ciò di cui è capace la Terra“.
“Questo studio ha rivelato una nuova fisica in un clima che è solo leggermente diverso dalla Terra odierna da una prospettiva planetaria,” ha affermato il prof. Wordsworth. “Solleva grandi nuove questioni sull’evoluzione climatica della Terra e di altri pianeti su cui lavoreremo per molti anni a venire“.
I risultati sono stati pubblicati su Nature.
