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Ciclicità Solare abbinata alle fluttuazioni climatiche nell'emisfero settentrionale

Un team internazionale di scienziati, guidati dal centro GEOMAR Helmholtz di Kiel, ha dimostrato che la cosiddetta North Atlantic Oscillation (NAO), uno dei modelli di circolazione dominanti dell'emisfero settentrionale, è abbinato alla attività solare decennale con un ritardo di uno o due anni. Lo studio appare sulla rivista internazionale Nature Communications.

Come possono essere affidabili le previsioni climatiche per periodi di diversi anni, se le previsioni meteo sono ancora possibili solo per brevi periodi di più giorni? Ci sono opzioni per prevedere lo sviluppo di parametri chiave su tali scale temporali lunghe. Il nuovo studio mostra come il noto ciclo di 11 anni nell' attività solare influisce sullo sviluppo di lungo periodo dei sistemi di pressione dominante su vasta scala nell'emisfero settentrionale.

Serie temporali di attività solare (in basso) e la North Atlantic Oscillation in due simulazioni del modello, senza (blu) e con (giallo) forcing solare:

Per le loro indagini gli scienziati hanno usato un modello di accoppiamento oceano-atmosfera. Inoltre, questo modello comprende un modulo interattivo chimico che può ad esempio far fronte all'effetto della radiazione ultravioletta (UV) in atmosfera. Questo componente aggiuntivo sembra essere fondamentale per trasmettere le variazioni della radiazione solare, che potrebbe avere solo un piccolo impatto diretto sulla superficie terrestre, attraverso un meccanismo complesso dalla stratosfera (10-50 km di quota) alla bassa atmosfera.

"Abbiamo effettuato diversi esperimenti," dice il Dott Rémi Thiéblemont dal GEOMAR, autore principale dello studio. "Abbiamo condotto esperimenti modellistici in un periodo di 145 anni, con e senza l'influenza dell'attività solare". L'influenza del sole potrebbe chiaramente essere individuata nella cosiddetta North Atlantic Oscillation, che è grosso modo la differenza di pressione tra l'alta pressione delle Azzorre e la bassa pressione in Islanda. Il rapporto tra questi due sistemi di pressione spesso determina il tempo in Europa per periodi di tempo più lunghi, ad esempio se i mesi invernali saranno caldi e tempestosi o freddi e nevosi.

I ricercatori hanno scoperto un intervallo di tempo tra le variazioni nell'irradianza solare e i modelli di pressione atmosferica di circa uno o due anni, che può essere spiegato da una interazione tra l'atmosfera e l'oceano. Confrontando i due esperimenti con o senza attività solare, sono stati in grado di dimostrare per la prima volta che l'irraggiamento solare funge da aggancio in fase per l'Oscillazione del Nord Atlantico. in questo contesto, puo essere previsto un aumento della prevedibilità della fase NAO decennale.

"Il fatto che la circolazione nell'alta atmosfera risponde in modo significativo alle fluttuazioni solari, è già noto", spiega il Prof. Dr. Katja Matthes, promotore e co-autore dello studio dal GEOMAR: "Da un lato possiamo dimostrare con questo nuovo studio la trasmissione del segnale di superficie terrestre e la sua interazione con l'oceano, e d'altra parte si può dimostrare l'importanza delle reazioni chimiche per l'accoppiamento".

Finora, la maggior parte dei modelli climatici globali non hanno né una risoluzione sufficiente nella stratosfera né componenti chimici interattivi. Anche se l'effetto solare sulla North Atlantic Oscillation spiega solo una piccola percentuale della varianza totale, la stretta relazione tra l'attività solare e la fase della North Atlantic Oscillation è un indicatore importante per migliorare la prevedibilità della variabilità del clima.

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