Un recente studio, pubblicato su Geophysical Research Letters, combina osservazioni satellitari storiche con dati di rianalisi atmosferica per ricostruire una serie storica pluridecennale della copertura nuvolosa bassa, con l’obiettivo di migliorare gli attuali modelli climatici. Lo studio rivela che la copertura nuvolosa bassa ha storicamente avuto un effetto protettivo contro il riscaldamento, ma i modelli climatici prevedono comunque una riduzione dell’effetto delle nubi basse in futuro, unitamente a una crescente sensibilità climatica.
Una comprensione ancora incerta delle nubi basse
Gli scienziati sanno che le nubi basse riflettono la luce solare nello spazio e che questo può provocare un effetto di raffreddamento. Tuttavia, permangono incertezze su come queste nubi siano influenzate dal riscaldamento globale. La maggior parte dei modelli climatici prevede che le nubi basse sugli oceani tropicali diminuiranno con il riscaldamento del pianeta, amplificando ulteriormente tale effetto, ma l’entità di questa diminuzione e il grado di impatto sul riscaldamento variano a seconda del modello.
Finora, le serie storiche di dati satellitari sulle nubi sono risultate frammentarie a causa del cambiamento nel tempo degli strumenti, delle calibrazioni e delle definizioni di nube utilizzate. Ciò ha impedito una stima diretta e affidabile di come le nubi basse siano cambiate durante il periodo di riscaldamento globale moderno, rendendo difficile la modellazione degli effetti delle nubi nelle proiezioni future.
Alcuni studi hanno dedotto il feedback delle nubi basse dalla relazione tra le nubi e i fattori di controllo delle nubi (CCF), combinando poi tale relazione con le proiezioni del modello CMIP6. Questi studi generalmente producono valori di feedback positivi della copertura nuvolosa bassa (LCC) con magnitudini variabili, il che significa che hanno un effetto di riscaldamento (mentre valori di feedback negativi della LCC indicano un effetto di raffreddamento).
Gli autori del nuovo studio affermano che il feedback attuale delle nubi basse non viene spesso discusso, ma studi precedenti hanno dimostrato che il feedback delle nubi basse tropicali dedotto potrebbe essere da tre a quattro volte inferiore quando le variazioni dei CCF vengono ricavate dai dati storici anziché dalle proiezioni CMIP6. Essi sostengono che ciò mette in dubbio la plausibilità delle stime future del feedback delle nubi basate su scenari di riscaldamento idealizzati.
I dati satellitari forniscono una maggiore chiarezza storica
Il team ha combinato le osservazioni di 13 satelliti con i dati di rianalisi atmosferica nel tentativo di ricostruire le condizioni delle nuvole nel periodo compreso tra il 1979 e il 2025. A tal fine, ha sviluppato un framework basato sulle anomalie che minimizza le distorsioni dipendenti dalla piattaforma e dall’algoritmo e fornisce confronti più coerenti tra i satelliti.
I risultati hanno mostrato che la copertura nuvolosa bassa tropicale è aumentata di circa lo 0,18% per decennio dal 1979 al 2025. Questo aumento è stato principalmente dovuto alle nubi stratocumulo, particolarmente efficaci nel riflettere la luce solare. Hanno inoltre stimato che l’aumento della copertura nuvolosa abbia prodotto un feedback negativo delle nubi basse di circa -0,79 watt per metro quadrato per grado Celsius, un’influenza di raffreddamento che ha contribuito al rallentamento del riscaldamento negli ultimi decenni.
“Questo aumento complessivo della LCC si è verificato in concomitanza con un incremento di circa 1 K della temperatura media globale della superficie terrestre, collegando i cambiamenti delle nuvole al trend di riscaldamento osservato. La decomposizione dei CCF indica che il trend positivo della LCC è principalmente guidato dagli aumenti della forza di inversione stimata (EIS) e dei contributi della velocità del vento in superficie (rispettivamente 0,14 ± 0,04%/decade e 0,07 ± 0,02%/decade), mentre il contributo della SST (−0,08 ± 0,02%/decade) agisce nella direzione opposta e compensa parzialmente l’aumento“, scrivono gli autori dello studio.
Combinazione di dati storici con modelli climatici
Sebbene il riscaldamento storico mostri un’associazione con un feedback negativo delle nubi basse che fornisce un gradito effetto di raffreddamento, il team ha scoperto che quando i modelli corrispondevano a questi dati storici, la notizia non era comunque positiva. Quando il team ha confrontato i dati storici osservati con le simulazioni dei modelli climatici CMIP6, ha scoperto che i modelli che meglio corrispondevano ai pattern e alle tendenze delle nuvole osservate prevedevano il feedback positivo più forte delle nuvole basse in futuro e una maggiore sensibilità climatica.
In altri esperimenti con modelli climatici idealizzati che non corrispondevano alle osservazioni storiche, la risposta media ha mostrato una perdita di nuvole basse e un riscaldamento maggiore. Ciò sembra dovuto al fatto che le osservazioni storiche indicano nuvole più riflettenti, in particolare nel Pacifico orientale, mentre i modelli di riscaldamento idealizzati favorivano nuvole meno riflettenti.
La maggior parte dei modelli prevedeva un maggiore riscaldamento nel Pacifico orientale, simile a quello delle regioni del Pacifico occidentale, ma i modelli osservati mostrano invece che una miscela di aria calda e fredda ha permesso la formazione di una copertura nuvolosa bassa. Tuttavia, gli scienziati prevedono che un ulteriore riscaldamento e cambiamenti nella circolazione atmosferica finiranno per invertire questo effetto protettivo.
Sebbene questo studio fornisca stime del feedback delle nuvole che potrebbero migliorare le proiezioni sull’aumento futuro delle temperature, c’è ancora margine di miglioramento in questi modelli. Gli autori scrivono: “migliorare la rappresentazione delle tendenze della temperatura superficiale del mare nei modelli climatici accoppiati – e definire meglio le loro componenti forzate rispetto a quelle interne – sarà quindi fondamentale per ridurre le incertezze nel feedback delle nuvole e nella sensibilità climatica“.
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