Nuova teoria matematica cambia la nostra comprensione del clima

Roma – Una nuova teoria matematica applicata potrebbe migliorare la nostra comprensione del modo in cui il ghiaccio marino influisce sul clima globale, migliorando potenzialmente l’accuratezza delle previsioni climatiche. E’ quanto emerge da uno studio guidato dalla Macquarie University e pubblicato su Proceedings of the Royal Society A. La dottoressa Noa Kraitzman, docente di matematica applicata presso la Macquarie University e autrice principale dello studio, afferma che la ricerca colma una lacuna fondamentale nell’attuale modellizzazione climatica. “Il ghiaccio marino copre circa il 15 percento della superficie dell’oceano durante la stagione più fredda, quando è al suo massimo”, afferma la Kraitzman. “È uno strato sottile che separa l’atmosfera e l’oceano ed è responsabile del trasferimento di calore tra i due”. Il ghiaccio marino agisce come una coperta isolante sull’oceano, riflettendo la luce solare e moderando lo scambio di calore. Con l’aumento delle temperature globali, comprendere il comportamento del ghiaccio marino diventerà sempre più importante per prevedere il cambiamento climatico. Lo studio si concentra sulla conduttività termica del ghiaccio marino, un parametro critico utilizzato in molti modelli climatici globali. La Kraitzman afferma che la struttura unica del ghiaccio marino, insieme alla sua sensibile dipendenza dalla temperatura e dalla salinità, rende difficile misurarne e prevederne le proprietà, in particolare la conduttività termica. “Quando si osserva il ghiaccio marino su piccola scala, ciò che lo rende interessante è la sua struttura complessa, poiché è composto da ghiaccio, bolle d’aria e inclusioni di salamoia. Quando l’atmosfera sopra l’oceano diventa estremamente fredda, sotto i -30 gradi Celsius, mentre l’acqua dell’oceano rimane a circa -2 gradi, si crea una grande differenza di temperatura e l’acqua ghiaccia dall’alto verso il basso. Quando l’acqua si congela rapidamente, spinge fuori il sale, creando una matrice di ghiaccio di acqua puramente ghiacciata che cattura bolle d’aria e sacche di acqua molto salata, chiamate inclusioni di salamoia, circondate da ghiaccio quasi puro.” Queste dense inclusioni di salamoia sono più pesanti dell’acqua dolce dell’oceano e determinano un flusso convettivo all’interno del ghiaccio, creando grandi “camini” da cui fuoriesce il sale liquido. La ricerca si basa su un precedente lavoro sul campo condotto da Trodahl nel 1999, che per primo suggerì che il flusso di fluidi all’interno del ghiaccio marino potrebbe aumentarne la conduttività termica. Il team della Kraitzman ha ora fornito una prova matematica di questo fenomeno. “La nostra matematica mostra sicuramente che un tale miglioramento è prevedibile una volta che inizia il flusso convettivo all’interno del ghiaccio marino”, afferma il dott. Kraitzman. Il modello offre inoltre un modo per mettere in relazione le proprietà termiche del ghiaccio marino con la sua temperatura e il suo contenuto di sale, consentendo di confrontare i risultati teorici con le misurazioni. Nello specifico, fornisce uno strumento da utilizzare nei modelli climatici su larga scala, consentendo potenzialmente di formulare previsioni più accurate delle condizioni future nelle regioni polari. (30Science.com)