Negli ultimi anni, le ondate di calore marine hanno avuto un impatto sempre maggiore sugli oceani del mondo e sui loro ecosistemi. Amplificate dal crescente riscaldamento globale, queste ondate si verificano con maggiore frequenza e durano più a lungo. L’Artico non è immune a questa tendenza, poiché si sta riscaldando più velocemente di qualsiasi altra regione del nostro pianeta. Tuttavia, a causa di processi e condizioni locali, le ondate di calore marine nell’Artico differiscono sostanzialmente da quelle degli oceani non polari. Un recente studio condotto dall’Istituto Alfred Wegener, pubblicato sulla rivista Communications Earth & Environment, riassume come queste ondate si sono evolute negli ultimi decenni e cosa sa la scienza sulle forze che le determinano.
Le ondate di calore marine
Le ondate di calore marine sono singoli eventi estremi in cui le temperature del mare sono insolitamente elevate per almeno cinque giorni. Si verificano quando una forte radiazione solare o aria calda riscaldano l’acqua, oppure quando le correnti oceaniche trasportano acqua insolitamente calda. “Studi recenti dimostrano che anche il numero di ondate di calore marine è aumentato significativamente nell’Artico negli ultimi decenni“, afferma la Dottoressa Marylou Athanase dell’Istituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz per la ricerca polare e marina (AWI).
Nel nuovo studio, i ricercatori climatici hanno riassunto lo stato attuale delle conoscenze scientifiche, evidenziando quanto poco siano stati studiati questi eventi termici. Mentre la ricerca sulle ondate di calore marine è aumentata vertiginosamente in tutto il mondo negli ultimi anni, gli studi nell’Artico rimangono scarsi e non esiste una valutazione completa delle loro caratteristiche, dei fattori scatenanti e degli impatti, né di come questi fattori interagiscano. “Eppure nell’Artico, anche un aumento temporaneo della temperatura di una frazione di grado può avere impatti a cascata sull’ecosistema polare, sensibile al calore, e possibili implicazioni per il sistema climatico globale“, afferma Athanase.
Lo studio
I dati disponibili mostrano che la durata, l’intensità e la frequenza delle ondate di calore marine nell’Artico sono aumentate significativamente dagli anni ’80. Durante questi eventi estremi, le temperature superficiali del mare possono superare la media stagionale fino a 4°C. “I mari marginali dell’Artico si stanno affermando sempre più come zone critiche”, spiega Athanase. “Qui, le ondate di calore superficiali aumentano di circa 0,6°C ogni decennio e si verificano con una frequenza circa doppia rispetto alla media globale. Le stime per tutti i settori artici variano da 1 a 3 eventi all’anno”.
A profondità maggiori, tra i 50 e i 500 metri, le ondate di calore sono simili o addirittura più intense. Sul fondale marino, tuttavia, non mostrano quasi alcun aumento di frequenza o intensità; in alcune regioni, si registra addirittura una diminuzione. Soprattutto, la durata delle ondate di calore marine nell’Artico sta aumentando più rapidamente che in qualsiasi altra parte del mondo, variando da circa 10 a 40 giorni, a seconda della regione. L’evento più lungo mai registrato si è verificato nel Mare di Barents nel 2016: per oltre 480 giorni, le temperature in superficie e sul fondale marino sono state di ben 1°C superiori alla media.
Cosa causa le ondate di calore marine nell’Artico?
Nell’Artico, esistono processi climatici che non hanno equivalenti alle latitudini inferiori: la presenza di ghiaccio marino, che altera i flussi di calore tra l’atmosfera e l’oceano, e l’immissione di calore oceanico immagazzinato in profondità sotto la superficie artica, rappresentano una classe di fattori influenti finora trascurata. “Due meccanismi interconnessi in particolare stanno guidando l’aumento delle ondate di calore marine: il riscaldamento generale dell’oceano e la diminuzione del ghiaccio marino”, afferma Athanase. “L’apporto di calore dall’atmosfera all’oceano nell’Artico dipende in gran parte dal ghiaccio marino. Quando questo si scioglie in estate, la superficie del mare può assorbire più radiazione solare, il che a sua volta intensifica il riscaldamento attraverso il feedback ghiaccio-albedo“. Ad esempio, durante le ondate di calore marine del 2007 e del 2020, l’Oceano Artico ha assorbito quasi il doppio dell’energia solare rispetto alla norma estiva a causa della bassissima copertura di ghiaccio marino.
Lo scioglimento del ghiaccio marino ha un ulteriore effetto amplificatore: l’acqua dolce rilasciata dallo scioglimento del ghiaccio forma un sottile strato sopra l’acqua salata dell’oceano. Questo strato è così sottile che anche una piccola quantità di calore è sufficiente ad aumentarne la temperatura ben oltre i livelli normali. “Le simulazioni modellistiche stimano che questo effetto sostenga le ondate di calore marine in superficie, prolungandole e intensificandole in media del 20%“, afferma Athanase.
Nell’Oceano Artico, le ondate di calore marine possono anche essere generate dalle profondità, il che differisce fondamentalmente da quanto accade in altri oceani. A differenza delle latitudini inferiori, dove le acque più calde si trovano in superficie, nell’Artico le acque calde provenienti dall’Atlantico circolano negli strati più profondi. Le tempeste autunnali o invernali agitano il mare, mescolando e potenzialmente trasportando questo calore accumulato dalle profondità alla superficie. Le stime suggeriscono che tale risalita di acqua calda sia responsabile di circa un quinto di tutte le ondate di calore marine sulla superficie artica.
Non tutti i fattori che contribuiscono a questo fenomeno si trovano nell’oceano; anche la copertura nuvolosa influenza sia l’insorgenza che l’intensità delle ondate di calore marine. “Negli oceani non polari, le ondate di calore sono spesso legate a un meccanismo di feedback tra nuvole basse, radiazione solare e temperatura della superficie del mare”, afferma Athanase. “Le temperature più elevate riducono la copertura nuvolosa negli strati inferiori dell’atmosfera, consentendo a una maggiore quantità di radiazione solare di raggiungere la superficie. Questo intensifica il riscaldamento e, di conseguenza, le ondate di calore marine”.
Nell’Artico, tuttavia, questo meccanismo funziona in modo diverso. Sebbene anche una maggiore radiazione solare aumenti le temperature della superficie del mare durante l’estate, le temperature più elevate e l’espansione delle aree oceaniche libere dai ghiacci portano all’evaporazione e a una maggiore copertura nuvolosa, non a una minore. Sebbene una maggiore copertura nuvolosa riduca la quantità di radiazione solare che raggiunge la superficie, questo effetto di raffreddamento può essere compensato da due fattori: con il ritiro dei ghiacci marini, la superficie scura dell’oceano assorbe più energia solare e l’atmosfera nuvolosa irradia anche più calore verso la superficie.
“Infatti, i recenti aumenti delle ondate di calore estive e autunnali sulla superficie del mare coincidono con un moderato aumento della copertura nuvolosa”, conclude Athanase. “Ma se sia in definitiva l’aumento della luce solare o la nuvolosità a svolgere il ruolo maggiore nel determinare le ondate di calore marine nell’Artico è ancora una questione aperta”.
“Con il progredire del riscaldamento globale, le simulazioni future suggeriscono che l’Artico sperimenterà alcuni degli aumenti più marcati al mondo nella frequenza e nell’intensità delle ondate di calore marine”, afferma Athanase. Tuttavia, mancano ancora ricerche specificamente pensate per le condizioni polari. “Con il nostro studio, completiamo il quadro globale delle ondate di calore marine aggiungendo il ‘pezzo artico del puzzle’. E lo facciamo in un momento in cui questa regione sta cambiando più velocemente di qualsiasi altro oceano”.
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