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Una serie di rari disturbi nella stratosfera

È stato un inverno instabile nell’atmosfera sopra l’Antartide. A circa 30 chilometri sopra la superficie ghiacciata del continente, nello strato noto come stratosfera, si è verificata una serie di eventi di riscaldamento a partire da luglio 2024.

Le temperature di luglio nella stratosfera sopra l’Antartide sono in genere intorno ai meno 80 gradi Celsius (meno 112 gradi Fahrenheit). Il 7 luglio, le temperature al centro della stratosfera sono balzate di 15 °C (27 °F), stabilendo un record per le temperature più calde di luglio osservate nella stratosfera nella regione antartica. La temperatura si è poi raffreddata il 22 luglio prima di salire di 17 °C (31 °F) il 5 agosto.

Questi improvvisi eventi di riscaldamento stratosferico hanno sorpreso Lawrence Coy e Paul Newman , scienziati atmosferici del Goddard Space Flight Center della NASA. Coy e Newman sviluppano modelli complessi di assimilazione e rianalisi dei dati dell’atmosfera terrestre per il Global Modeling and Assimilation Office (GMAO) della NASA. “L’evento di luglio è stato il riscaldamento stratosferico più precoce mai osservato nell’intera documentazione di 44 anni del GMAO”, ha affermato Coy.

I venti occidentali in questo strato dell’atmosfera si muovono attorno al Polo Sud in inverno, muovendosi a circa 300 chilometri (200 miglia) all’ora, formando quello che è noto come vortice polare . Ma a volte accade qualcosa che interrompe questo flusso circumpolare simmetrico, causando l’indebolimento dei venti e il cambiamento di forma del flusso. Invece di circolare attorno al Polo Sud, il vortice polare si allunga e i venti si indeboliscono; i venti che si indeboliscono provocano un notevole riscaldamento stratosferico sull’Antartide.

Le mappe sopra mostrano le temperature dell’aria nella stratosfera media (a circa 30 chilometri di altitudine o 10 ettopascal di pressione) per il 5 agosto 2023 (sinistra) e il 5 agosto 2024 (destra). L’allungamento del vortice polare e le temperature più elevate più vicine al polo sono evidenti nella mappa del 2024. I dati per le mappe provengono dal modello GEOS forward processing (GEOS-FP) della NASA, che assimila i dati meteorologici da sistemi di osservazione satellitari, aerei e terrestri.

La mappa sottostante mostra la vorticità potenziale , una quantità che descrive come ruotano le masse d’aria, nella stratosfera il 5 agosto 2024. Le aree di elevata vorticità potenziale appaiono gialle e hanno una circolazione in senso orario; le aree di bassa vorticità potenziale appaiono viola e hanno una circolazione in senso antiorario. Il vortice polare si era allungato e indebolito e il flusso del vento aveva la forma di un’arachide invece del suo solito schema circolare.

A differenza dell’Artico, che sperimenta improvvisi eventi di riscaldamento stratosferico circa una volta all’anno, il vortice polare nell’emisfero australe è in genere molto meno attivo. “Gli eventi di riscaldamento improvvisi si verificano in Antartide una volta ogni cinque anni circa, molto meno frequentemente rispetto all’Artico”, ha affermato Coy. La ragione di ciò, ha aggiunto Coy, è probabile che ci sia più terreno nell’emisfero settentrionale che può interrompere il flusso del vento nella troposfera, lo strato d’aria più vicino al suolo. Questi sistemi meteorologici troposferici su larga scala si spostano verso l’alto nella stratosfera e interrompono il vortice polare.

Anche il meteo nella troposfera antartica è stato insolito a luglio. Temperature superiori di oltre 4°C (7,2°F) alla media hanno interessato ampie zone del continente antartico e, per l’intera regione antartica, il mese ha pareggiato il luglio 1991 come quinto luglio più caldo mai registrato . Tuttavia, Newman ha osservato che attribuire il meteo sperimentato dalle persone nella troposfera, tra cui una tempesta di neve a luglio in Australia , al riscaldamento improvviso della stratosfera non è del tutto chiaro.

I ricercatori continuano anche a studiare l’origine delle perturbazioni in superficie che finiscono per sconvolgere la stratosfera. “Le variazioni nelle temperature della superficie del mare e del ghiaccio marino possono perturbare questi sistemi meteorologici su larga scala nella troposfera che si propagano verso l’alto”, ha affermato Newman. “Ma l’attribuzione del motivo per cui questi sistemi si sviluppano è davvero difficile da fare”.

All’interno della stratosfera, gli scienziati hanno dimostrato che gli eventi di riscaldamento improvvisi sono legati a concentrazioni più elevate di ozono sopra l’Antartide. Lo strato di ozono stratosferico protegge la vita sulla Terra assorbendo la luce ultravioletta, che danneggia il DNA nelle piante e negli animali (inclusi gli esseri umani) e può portare al cancro della pelle. Il cambiamento di circolazione che si verifica con un evento di riscaldamento stratosferico attira l’ozono da altre latitudini verso la regione polare. Finora nel 2024, il buco dell’ozono sopra l’emisfero australe è stato più piccolo del solito.

Immagini NASA Earth Observatory di Wanmei Liang , utilizzando dati GEOS-FP per gentile concessione di Lawrence Coy e del Global Modeling and Assimilation Office presso NASA GSFC. Articolo di Emily Cassidy .

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