AMOC – Aggiornamento n. 4; il rallentamento dell’AMOC vs fiumi atmosferici

Introduzione

Come sappiamo, l’AMOC (“Atlantic Meridional Overturning Circulation”, ovvero “capovolgimento della circolazione atlantica lungo il meridiano”, cioè in direzione sud → nord → sud) non è soltanto una corrente oceanica; essa è una componente fondamentale del sistema climatico perché contribuisce a redistribuire il calore fra le diverse regioni dell’Atlantico.

Quando la sua intensità cambia, cambia anche il trasporto di calore verso il Nord Atlantico. Questo può modificare la distribuzione delle temperature superficiali dell’oceano (SST, Sea Surface Temperature, ossia T°C dello spessore millimetrico/centimetrico più superficiale dell’acqua) e, di conseguenza, i contrasti termici in base ai quali si organizza la circolazione atmosferica.

Nella precedente rassegna sull’AMOC ci siamo focalizati soprattutto sul “cosa potrebbe accadere se” si verificasse un suo collasso, cioè su quali  potrebbero esserne le conseguenze sulla circolazione atmosferica e, più in generale, sul Clima, per effetto degli inevitabili scambi termici. Ora entriamo più nel merito degli effetti di un rallentamento di questa circolazione termoalina, vale a dire basata sui due fattori fisici di temperatura e salinità.

Un recente studio, pubblicato su Nature Communications (cfr. [B.1]), affronta proprio questo secondo aspetto, cercando di isolare gli effetti prodotti dal rallentamento dell’AMOC rispetto a quelli dovuti al riscaldamento globale nel suo complesso.

Per farlo, gli Autori hanno utilizzato due serie di simulazioni dello stesso modello climatico: una nella quale l’AMOC è libera di indebolirsi e una in cui essa è mantenuta sostanzialmente costante.

La differenza fra i due esperimenti ha permesso di evidenziare il contributo specifico del rallentamento dell’AMOC.

Il meccanismo individuato dallo studio; i “fiumi atmosferici”

AMOC ↓ → trasporto di calore ↓ → modifica delle temperature dell’Atlantico → modifica dei contrasti termici → modifica della circolazione atmosferica → variazione dei venti occidentali (westerlies) → modifica del trasporto del vapore acqueo

Quello evidenziato non è un collegamento puramente teorico; nelle simulazioni gli Autori riescono a seguire questa catena attraverso le modificazioni della circolazione atmosferica.

Uno degli effetti analizzati riguarda gli Atmospheric Rivers (AR), i “fiumi atmosferici”, corridoi relativamente stretti nei quali l’atmosfera trasporta grandi quantità di vapore acqueo.

Questi sistemi hanno un ruolo importante nel ciclo globale dell’acqua: quando raggiungono le coste, possono produrre precipitazioni molto intense, contribuendo sia all’approvvigionamento idrico sia, in determinate condizioni, agli eventi alluvionali.

Lo studio mostra che il rallentamento dell’AMOC può modificare la frequenza e/o l’intensità dei fiumi atmosferici attraverso due meccanismi distinti.

• Dinamico – La modifica dei contrasti termici dell’Atlantico influenza la circolazione atmosferica e, in particolare, i vènti occidentali alle medie latitudini.
• Termodinamico – Il rallentamento dell’AMOC modifica la distribuzione della temperatura e dell’umidità atmosferica.

Nell’emisfero settentrionale le simulazioni mostrano una generale riduzione dell’umidità, mentre nell’emisfero australe si osserva la tendenza opposta.

I due effetti possono sommarsi (medie latitudini, emisfero australe) con effetti potenzialmente disastrosi, oppure compensarsi (Nord-Atlantico, Groenlandia), secondo se il maggior apporto di umidità si somma all’intensificazione dei westerlies, oppure  è attenuato dal raffreddamento oceanico nell’area conseguente al rallentamento dell’AMOC.

Gli effetti fisici del rallentamento

Nelle simulazioni, il rafforzamento dei venti occidentali interessa anche la circolazione atmosferica alle medie latitudini e può propagarsi attraverso le cosiddette Onde di Rossby, modificando la posizione e l’intensità dei sistemi atmosferici a grande scala. Gli autori rilevano inoltre un’intensificazione delle attività associate alle traiettorie delle perturbazioni nell’emisfero settentrionale. Il risultato è una modificazione della distribuzione degli Atmospheric Rivers.

Rispetto allo stesso scenario climatico (riscaldamento globale) ma con AMOC mantenuta sostanzialmente costante, nel periodo 2076–2100 il rallentamento dell’AMOC produce nelle simulazioni un aumento della loro frequenza fino a circa +1,53% sull’Europa occidentale e fino a circa +3,02% sul Nord America.

Che cosa significano, concretamente, questi numeri? L’aumento della frequenza dei fiumi atmosferici non costituisce di per sé una misura dell’aumento delle alluvioni o delle precipitazioni estreme. Significa però che aumenta il numero delle occasioni nelle quali grandi quantità di vapore possono essere trasportate verso una determinata regione. Quando questi flussi incontrano condizioni atmosferiche e orografiche favorevoli alla condensazione, possono tradursi in precipitazioni intense, con conseguenze che vanno dall’approvvigionamento idrico al rischio di piene, alluvioni e frane, in particolare durante la stagione invernale.

• Nord America – In quest’area, un aumento fino al +3,02% della frequenza degli Atmospheric Rivers può avere un forte impatto soprattutto sulla costa occidentale (come la California): il rallentamento dell’AMOC intensifica i venti occidentali dominanti (westerlies), che spingono intensi “fiumi di vapore” direttamente contro i rilievi montuosi costieri, costringendoli a condensare e a scaricare quantità maggiori di pioggia in pochissimo tempo.
• Europa Occidentale – Qui un aumento consistente si concentrebbe sulle aree esposte alla circolazione atlantica (Isole Britanniche, Francia occidentale, Spagna settentrionale) dove i terreni avrebbero meno tempo per drenare l’acqua tra un evento e il successivo, saturandosi velocemente ed aumentando il rischio di esondazioni fluviali e frane.

I modelli dimostrano che il rallentamento dell’AMOC agisce come un modulatore dinamico: non crea solo un riscaldamento o un raffreddamento lineare, ma sposta geograficamente le traiettorie dell’umidità globale. Questo significa che infrastrutture e sistemi di drenaggio progettati sulla base della climatologia passata potrebbero trovarsi, in uno scenario di questo tipo, a dover gestire una frequenza diversa di eventi di forte trasporto di vapore rispetto a quella alla quale sono stati dimensionati.

Il Paradosso termodinamico

Il rallentamento dell’AMOC riduce l’umidità trasportata verso le zone artiche, diminuendo la frequenza dei fiumi atmosferici sulla Groenlandia. Tuttavia, l’aumento della frequenza alle medie latitudini (Europa e Nord America) indica che una maggiore quantità di umidità viene trasportata e scaricata a latitudini più meridionali. Questo può tradursi in un minore apporto di precipitazioni sulla Groenlandia e, nel lungo periodo, in un minore spessore glaciale, ma anche in nevicate straordinarie ad alta quota sulle catene montuose meridionali (come la Sierra Nevada in America o le Alpi e i Pirenei in Europa), quando questi fiumi di vapore incontrano aria fredda continentale, alternando però piogge calde a quote medie che accelerano lo scioglimento precoce della neve (rain-on-snow events).

Conclusione

Riepilogando, i numeri mostrano che una variazione della circolazione oceanica può contribuire a modificare la circolazione atmosferica e, attraverso questa, la distribuzione del vapore e delle precipitazioni.

Ciò non significa tuttavia che ogni anomalia meteorologica possa essere attribuita all’AMOC; gli Atmospheric Rivers, per esempio, sono influenzati anche da altri fattori, fra cui l’ENSO, El Niño-Southern Oscillation (“Oscillazione Meridionale di El Niño”), una delle principali fonti di variabilità climatica interannuale; significa però che l’AMOC costituisce una delle componenti attraverso le quali il sistema climatico può trasferire una perturbazione dall’oceano all’atmosfera, modificando la circolazione dei venti e, di conseguenza, la distribuzione e intensità delle precipitazioni.

L’importanza della “fisiologia” dell’AMOC non risiede pertanto soltanto in ciò che potrebbe accadere nel caso limite di un suo collasso, ma anche nelle modificazioni che un suo rallentamento può indurre sull’equilibrio fra oceano, atmosfera e ciclo dell’acqua ed in questo risiede la necessità del controllo costante della sua evoluzione.

L’Articolo scientifico di riferimento

[B.1] “Atlantic meridional overturning circulation slowdown modulates atmospheric rivers in a warmer climate”, Mohima Sultana Mimi, Wei Liu , WeimingMa & Gang Chen, Nature Communications, 4 maggio 2026