Studio dimostra che, in un antico clima caldo caratterizzato dall’aumento di CO₂, El Niño ha raggiunto il suo picco per poi indebolirsi

Il Miocene, iniziato circa 23 milioni di anni fa, rappresenta un intervallo canonico di “Terra calda”, caratterizzato da elevati livelli di CO₂ atmosferica e da un clima globale più caldo. La El Niño-Southern Oscillation (ENSO), in quanto principale modalità di variabilità climatica interannuale, esercita un’influenza significativa sui pattern di precipitazione globali e sul verificarsi di eventi climatici estremi. Studiare la variabilità oceano-atmosfera in condizioni di elevata CO₂ simili a quelle del Miocene fornisce quindi un quadro di riferimento prezioso per valutare le prestazioni dei modelli climatici in climi caldi e per formulare previsioni sul comportamento dell’ENSO in un contesto di continuo riscaldamento.

Modellizzazione dell’ENSO del Miocene in condizioni di aumento della CO₂

Recentemente, un team di ricerca guidato dal Professor Associato Yiwen Li dell’Università Cinese di Geoscienze (Pechino) e dal Ricercatore Jilin Wei dell’Istituto di Fisica dell’Atmosfera dell’Accademia Cinese delle Scienze, insieme a coautori tra cui il primo autore dello studio, Yujun Wang, anch’egli dell’Università Cinese di Geoscienze, ha utilizzato il modello accoppiato atmosfera-oceano FGOALS-g3 e le condizioni al contorno del Miocene del framework MioMIP1 per valutare sistematicamente la risposta dell’ENSO del Miocene all’aumento della CO₂.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Atmospheric and Oceanic Science Letters.

Riscaldamento del Pacifico orientale e focus sull’ENSO

Un aspetto notevole dell’analisi è una caratteristica dello stato medio che viene spesso sottovalutata. Sebbene il Pacifico equatoriale orientale rimanga relativamente freddo in termini di temperatura assoluta della superficie del mare, la sua risposta al riscaldamento dovuta all’aumento della CO₂ è relativamente elevata. Dato che questa regione è adiacente e parzialmente sovrapposta alle principali aree di monitoraggio e impatto dell’ENSO, un riscaldamento spazialmente eterogeneo di questo tipo ha il potenziale di modificare il gradiente termico zonale del Pacifico tropicale e i relativi feedback aria-mare, influenzando così le caratteristiche dell’ENSO.

Questa considerazione motiva un esame mirato delle variazioni di intensità dell’ENSO e del suo comportamento spazio-temporale in diversi scenari di CO₂.

Risposta non lineare dell’ENSO alla forzante di CO₂

Per quantificare questi effetti, gli autori hanno condotto quattro esperimenti di sensibilità alla CO₂ nel Miocene in condizioni al contorno identiche (280, 560, 840 e 1120 ppmv) e hanno incluso una simulazione preindustriale (PI) come riferimento moderno. I risultati hanno indicato che l’ENSO non si intensifica monotonicamente con l’aumento della CO₂. Al contrario, la variabilità dell’ENSO ha raggiunto il picco nel caso di 3×CO₂ ed è risultata sostanzialmente attenuata nel caso di 4×CO₂.

Inoltre, gli eventi El Niño hanno mostrato una durata media leggermente superiore rispetto agli eventi La Niña (circa 12,9 mesi contro 12,2 mesi). Anche la sincronizzazione stagionale dell’ENSO si è spostata: rispetto al benchmark PI, in cui il picco dell’ENSO si verifica più vicino all’inverno boreale, gli esperimenti del Miocene hanno mostrato un picco anticipato, intorno a settembre.

Implicazioni per l’incertezza dell’ENSO e lavori futuri

“I nostri risultati non supportano una semplice aspettativa lineare secondo cui una maggiore concentrazione di CO₂ produca necessariamente una maggiore variabilità dell’ENSO”, afferma l’autore corrispondente, Yiwen Li. “Piuttosto, le simulazioni suggeriscono un comportamento a flesso, con un’amplificazione in prossimità di un particolare livello di CO₂ seguita da una soppressione a concentrazioni di CO₂ più elevate”.

Gli autori sottolineano che l’ENSO deriva da interazioni accoppiate oceano-atmosfera, modellate da molteplici aspetti dello stato di fondo e dei processi di feedback, e che questi risultati forniscono ulteriori vincoli per interpretare l’incertezza dell’ENSO in condizioni di clima caldo.

In prospettiva, il team prevede di estendere i confronti tra i modelli e di incorporare vincoli derivanti da ricostruzioni proxy terrestri e marine. Intendono inoltre condurre esperimenti di sensibilità mirati che coinvolgano componenti delle condizioni al contorno come la topografia e la vegetazione, con l’obiettivo di chiarire in modo più sistematico come i cambiamenti dello stato medio del Miocene modulino l’intensità, la struttura spaziale e la sincronizzazione stagionale dell’ENSO.