Profondità e spostamento delle acque
Recenti studi hanno evidenziato un significativo approfondimento e spostamento verso i poli degli isopicnali delle acque di modalità, in particolare negli oceani subtropicali e nell’Oceano Australe. Questo indica che le acque di modalità Subtropicale/Subantartica si stanno espandendo e spostando verso località che una volta erano classificate come acque di modalità Subpolare e/o acque intermedie. Tuttavia, questo spostamento non indica necessariamente un riscaldamento netto della massa d’acqua, ma piuttosto un potenziale alleggerimento e riscaldamento dello strato d’acqua intermedia a causa della miscelazione con le acque di modalità riscaldate e approfondite.
Meccanismi di aumento del calore
Ci sono diversi possibili meccanismi che guidano l’aumento dell’assorbimento di calore negli oceani, in particolare nelle regioni di ventilazione delle acque di modalità e intermedie. Il riscaldamento antropogenico fornisce il calore in eccesso per riscaldare l’oceano in regioni dove la temperatura della superficie del mare è più fredda rispetto alla temperatura dell’aria superficiale sovrastante. Inoltre, i cambiamenti nella circolazione legati al trasporto di calore svolgono un ruolo fondamentale nell’accumulo di calore negli oceani subtropicali e nell’Oceano Australe.
L’accumulo di calore negli oceani
Aumento dell’OHC
Il nostro studio ha documentato una forte accelerazione nel riscaldamento globale degli oceani dagli anni ’90, con un aumento di oltre il 25% dell’OHC (Ocean Heat Content) durante il periodo 2010-2020 rispetto al 2000-2010, e quasi un raddoppio durante il 2010-2020 rispetto al 1990-2000. Circa l’89% dell’aumento dell’assorbimento di calore globale, che include il riscaldamento e i cambiamenti di volume, è confinato agli strati di densità delle acque di modalità e intermedie durante l’era Argo 2005-2020.
Definizione delle acque
Le acque di modalità e intermedie sono tradizionalmente definite dalle loro caratteristiche oceanografiche come temperatura, densità, salinità e stratificazione. Queste caratteristiche sono evolute man mano che l’oceano superficiale si è riscaldato e stratificato negli ultimi decenni. Nella nostra analisi, abbiamo utilizzato un insieme di criteri fissi di longitudine, latitudine e densità o profondità per definire queste masse d’acqua e stimare come il loro OHC sia cambiato durante l’era Argo, sebbene abbiamo anche separato gli effetti dei cambiamenti volumetrici dalla trasformazione delle masse d’acqua nell’attribuire il cambiamento totale dell’OHC a ciascuna massa d’acqua.
Conclusioni e discussione
Il nostro lavoro rivela un riscaldamento accelerato negli ultimi decenni nei primi 2000 m dell’oceano e sottolinea l’aumento dell’assorbimento di calore da parte delle acque di modalità e intermedie, con queste due masse d’acqua responsabili della maggior parte del riscaldamento degli oceani durante l’era Argo (2005-2020), nonostante un’area limitata di interazione con l’atmosfera. Come questo assorbimento di calore si svilupperà nei prossimi decenni e oltre rimane altamente incerto. Ad esempio, il riscaldamento e l’addolcimento indotti dal cambiamento climatico sulla superficie sono proiettati a stratificare l’oceano superficiale, riducendo così il ribaltamento di queste masse d’acqua e, di conseguenza, la loro capacità di assorbire calore. Questo avrebbe implicazioni profonde per il tasso di cambiamento climatico antropogenico futuro.
Gli oceani del nostro pianeta sono in costante cambiamento e il loro riscaldamento è un fenomeno che sta attirando sempre più l’attenzione degli scienziati. In questo articolo, esamineremo le tendenze del contenuto di calore oceanico (OHC) negli strati superiori fino a 2000 metri di profondità, utilizzando dati provenienti da diverse fonti osservative e analizzando le variazioni di temperatura e salinità.
Metodologia di studio
Fonti dei dati
Per la nostra analisi, abbiamo utilizzato medie mensili di temperatura in situ e salinità pratica da un prodotto grigliato dell’Istituto di Oceanografia Scripps (SIO) basato sui dati Argo, che fornisce informazioni su 56 livelli di pressione standard (0-2000 dbar) e una griglia regolare di 1°. Questo prodotto grigliato Argo è stato costruito esclusivamente a partire dai dati Argo. Abbiamo utilizzato i dati SIO RG-Argo solo tra 65°S e 65°N a causa della scarsa copertura dei dati osservativi nelle regioni ad alta latitudine, in particolare nelle aree coperte di ghiaccio e nei mari marginali.
Elaborazione dei dati
Abbiamo applicato il Gibbs-Sea Water (GSW) Oceanographic Toolbox del software TEOS-10 per convertire i dati SIO RG-Argo e EN4.2.2 in temperatura conservativa e salinità assoluta, nonché la temperatura in situ dell’IAP in temperatura conservativa. Inoltre, abbiamo calcolato i coefficienti di espansione termica e contrazione alina, la temperatura potenziale di riferimento superficiale e la densità potenziale per i dati SIO RG-Argo, IAP e EN4.2.2, utilizzando funzioni dal GSW Oceanographic Toolbox.
Analisi dei risultati
Calcolo dell’OHC
Il nostro studio si concentra sul riscaldamento degli strati superiori fino a 2000 metri di profondità dell’oceano, in quanto questi sono in contatto più diretto con l’atmosfera e quindi più soggetti al riscaldamento globale. Abbiamo calcolato l’OHC mensile e annuale medio (J m-2) per il periodo di misurazione 1955-2020 per ogni strato isopicnale.
Decomposizione dell’OHC
Poiché l’OHC rappresenta l’integrazione verticale della temperatura per ogni strato isopicnale, abbiamo separato il cambiamento temporale dell’OHC in due termini di contributo: il cambiamento della temperatura potenziale e il cambiamento della densità potenziale. Questo ci ha permesso di analizzare più dettagliatamente le variazioni dell’OHC e di identificare le principali cause del riscaldamento oceanico.
L’analisi dei dati ha mostrato che gli oceani stanno effettivamente subendo un riscaldamento, con variazioni significative di temperatura e salinità. Questo studio fornisce una comprensione più approfondita delle tendenze dell’OHC e delle sue implicazioni per il clima globale. È fondamentale continuare a monitorare e studiare questi cambiamenti per prevedere e mitigare gli effetti del riscaldamento globale sugli ecosistemi marini e sulle comunità umane.