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Di Kalte Sonne – 8 Gennaio 2020

La temperatura superficiale degli oceani può essere determinata relativamente facilmente via satellite o tramite rilevamento da nave. Ma per quanto riguarda lo sviluppo della temperatura di strati oceanici più profondi? Il termine tecnico viene detto “contenuto di calore nell’oceano”, o in breve OHC. Nel 2017 Dan Seidov e colleghi hanno dimostrato che l’OHC nell’Atlantico settentrionale è cambiato quasi ciclicamente ogni 60-80 anni. L’orologio è impostato dall’Atlantic Multi-Decade Oscilation (AMO):

Variabilità multidecadale e mutamento climatico nell’Oceano Atlantico settentrionale

La variabilità decadente del contenuto di calore oceanico (OHC) e le tendenze della temperatura nell’arco di circa 60 anni nell’Oceano Atlantico settentrionale sono state analizzate utilizzando una nuova climatologia oceanica ad alta risoluzione basata su osservazioni storiche situate controllate in base alla qualità. Per valutare i mutamenti climatici in questa regione furono confrontati i climi oceanici di due periodi di trent’anni tra il 1955 e il 1984 e il periodo tra il 1985 e il 2012. La distribuzione spaziale del mutamento climatico dell’OHC è altamente disomogenea, con il mutamento climatico più forte a sud-est dell’estensione della Corrente del Golfo. Ciò può essere causato dal rallentamento della circolazione di ribaltamento meridionale dell’Atlantico in concomitanza con il sollevamento di acqua calda subtropicale. Il cambiamento climatico di 30 anni mostra un più alto guadagno di OHC nella regione della Corrente del Golfo rispetto a quanto riportato in stime temporali più brevi. La modifica dell’OHC è generalmente coerente con l’indice di oscillazione multidecadale dell’Atlantico. Questa coerenza suggerisce che potrebbe esistere una quasi ciclicità dell’OHC, con un periodo da 60 a 80 anni, sovrapposta alla lenta tendenza al riscaldamento in tutto il bacino.

In un altro articolo,  Piecuch et al. 2017 l’OHC viene preso in causa nella zona subpolare del Nord Atlantico. Anche qui è stato riscontrato un alto livello di variabilità naturale, ma questo non sembra essere direttamente collegato all’AMO. Un estratto:

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Meccanismi alla base dei recenti cambiamenti decadali nel contenuto di calore subpolare nell’Oceano Atlantico del Nord

La zona Subpolare del Nord Atlantico (SPNA) è soggetto a una forte variabilità decadale, con implicazioni per il clima superficiale e la sua prevedibilità. Nel 2004-2005, le tendenze della temperatura superficiale dell’oceano e del mare decadali dell’SPNA si sono invertite da un periodo di riscaldamento durante il 1994-2004 ad un periodo di raffreddamento nel 2005-2015. Questa recente inversione di tendenza decadale nel contenuto di calore dell’oceano SPNA (OHC) è stata studiata utilizzando una stima dello stato dell’oceano globale fisicamente coerente e soggetta a restrizioni di osservazione per il periodo 1992-2015. La coerenza fisica della stima facilita l’attribuzione causale quantitativa delle variazioni oceaniche. La diagnostica del bilancio di calore chiuso rivela che l’inversione di tendenza di SPNA OHC è il risultato dell’avanzamento del calore da parte della circolazione oceanica nella media latitudine.

Maggiori informazioni su Piecuch et al. 2017

In corrispondenza di ciò, lo sviluppo della temperatura del Nord Atlantico settentrionale per i primi 700 m (via Climate4You):

Ora andiamo nel Pacifico. Lì, il ciclo delle macchie solari di 11 anni sembra avere un impatto sull’OHC, come Wang et al. 2015 ha pubblicato:

Variabilità decadale del contenuto di calore nell’oceano superiore del Nord Pacifico: risposta al ciclo solare di 11 anni

Le serie temporali di anomalia del contenuto di calore oceanico (OHCa) in alcune aree del Pacifico sono significativamente correlate con l’irraggiamento solare totale (TSI). Utilizzando il metodo composito di differenza media, abbiamo determinato la risposta media di OHCa nei 700 m superiori dell’oceano alla TSI. Tra le aree ad alta risposta solare,  scopriamo due regioni, una nel Pacifico centrale e l’altra nel Pacifico occidentale, dove l’OHCa presenta variazioni decadali, ma in fasi diverse. La variazione di fase della risposta solare indica che esiste una risposta dell’OHCa alla TSI.

Linsley et al. 2015 ha descritto una variabilità naturale dell’OHC nel Pacifico meridionale negli ultimi 200 anni con la modifica della polarità di correlazione. abstract:

Cambiamenti decadali nelle temperature superficiali dei mari del Pacifico meridionale e relazione con l’oscillazione decadale del Pacifico e il contenuto di calore nell’oceano superiore

I cambiamenti decadenti nelle temperature della superficie del mare Pacifico (SST) e il contenuto di calore nell’oceano superiore (OHC) rimangono scarsamente compresi. Presentiamo una serie temporale di SST mediamente composita di origine corallina media derivata Sr/Ca che risale al 1791 da Figi, Tonga e Rarotonga (FTR) nella regione sensibile del Pacifico Decadal Oscillation (PDO) del Pacifico sud-occidentale. I massimi delle SST decadali tra il 1805 e il 1830 nell’era comune (CE) indicano inspiegabili SST elevate verso la fine della Piccola era glaciale. Il periodo medio di variabilità delle SST decadale in questa regione ha un periodo vicino ai 25 anni. Decenni di SST FTR più caldi (più freddi) si verificano insieme a fasi negative (positive) della PDO da almeno ~ 1930 CE e si correlano positivamente con l’OHC del Pacifico meridionale (0–700 m). L’SST FTR è anche inversamente correlato con i cambiamenti decadali nelle SST del Pacifico equatoriale misurato dal corallo Sr/Ca. Collettivamente, questi risultati supportano il meccanismo fluttuante delle cellule ribaltanti meridionali poco profonde degli alisei per la modulazione decadale degli SST del Pacifico e dell’OHC.

Bova et al. 2016 hanno studiato la storia della temperatura nel Pacifico centro-orientale e hanno trovato esempi di salti di riscaldamento rapido di oltre 2 ° C in soli 200 anni negli ultimi 10.000 anni.

In uno studio simile dal Pacifico equatoriale di Rosenthal et al. 2017, i ricercatori hanno scoperto che le masse d’acqua nel mezzo della colonna d’acqua erano 1,5-2 ° C più calde qualche migliaio di anni fa di quanto lo siano oggi. Ciò corrisponde al massimo termico dell’olocene (HTM). I punti salienti dell’indagine:

Una paleo-prospettiva sul contenuto di calore degli oceani: lezioni dall’Olocene e dall’era comune

Qui esaminiamo i registri proxy delle temperature intermedie dell’acqua dai nuclei di sedimenti nel Pacifico equatoriale e nell’Oceano Atlantico nord-orientale, che si estendono per 10.000 anni oltre il record strumentale.

Questi dati suggeriscono che le acque intermedie erano più calde di 1,5-2 ° C durante il massimo termico dell’Olocene rispetto al secolo scorso.

Masse d’acqua intermedie raffreddate di 0,9 ° C dall’anomalia del clima medievale alla piccola era glaciale.

I registri suggeriscono che i processi dinamici forniscono un meccanismo efficiente per amplificare piccoli cambiamenti nell’insolazione in cambiamenti relativamente grandi nell’OHC.

Per lunghi periodi l’interno dell’oceano si comporta come un condensatore e crea grandi anomalie di calore (positive e negative) che possono mitigare o amplificare le piccole perturbazioni radiative osservate rispettivamente nella tendenza dell’Olocene e nelle anomalie dell’era comune.

Evidentemente l’interno dell’oceano è più sensibile alle piccole forzanti esterne rispetto all’oceano superficiale globale a causa dell’alta sensibilità dello scambio di calore nelle alte latitudini alle variazioni climatiche.

Per contesto ecco lo sviluppo della temperatura degli oceani negli ultimi 500 milioni di anni, documentato da Veizer & Prokoph 2015:

Temperature e composizione isotopica dell’ossigeno degli oceani fanerozoici

La temperatura degli antichi oceani è un vincolo importante per comprendere la storia del clima del nostro pianeta. La classica paleotermometria dell’isotopo di ossigeno su conchiglie fossili, sebbene molto efficace quando applicata alla porzione più giovane (cenozoica) della documentazione geologica, si ritiene che produca solo risultati inaffidabili per il “tempo profondo” del Fanerozoico, sia perché la tendenza secolare empiricamente ben documentata a valori δ 18 O più negativi con l’aumentare dell’età sono stati generati da processi di ricristallizzazione post-deposizionale o, se primari, implicano oceani caldi ecologicamente sgradevoli. Qui presentiamo una raccolta di misurazioni δ 18 O per 58.532 conchiglie marine di calcite a basso Mg che coprono quasi l’intero eone Fanerozoico, sosteniamo che il declino secolare di circa – 6 ‰ è primario, proponiamo che rifletta la composizione isotopica del mare che cambia ossigeno acqua e definire una nuova tendenza di base per δ 18 O di acqua paleo-marina;  quest’ultimo fornisce un nuovo modello per il calcolo delle temperature ambientali degli habitat di esemplari fossili. Il modello risultante per i taxa fossili (foraminiferi, brachiopodi, belemniti e bivalvi) imita le loro controparti moderne in intervalli e modalità di temperatura. Questo quadro concettuale consente l’applicazione di concetti attualistici alle temperature degli habitat ambientali dei fossili e ci fornisce uno strumento atteso da tempo per l’interpretazione della storia geologica del “tempo profondo”.

Illustrazione dalla carta (raffreddamento = altalene verso l’alto, riscaldamento = altalene verso il basso):

Fonte: KALTE SONNE

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