Cambiamento dei ghiacciai e del permafrost montano

Driver atmosferici dei cambiamenti nella criosfera montana

Spesse volte le reti di osservazione delle montagne non seguono le procedure di misurazione standard e non sono sufficientemente dense per acquisire cambiamenti su larga scala.

Gli studi esistenti sui modelli specifici per la montagna, in genere, coprono singole catene montuose e attualmente non è stata trovata alcuna iniziativa, come inter-confronto tra modelli o esperimenti di modello coordinati, che affronti in modo specifico e completo la meteorologia delle alte montagne e il clima a livello globale. Ciò rende difficile fornire una valutazione uniforme a livello globale.

Temperatura dell'aria superficiale

Le osservazioni sulla temperatura dell'aria superficiale delle montagne nell'America del Nord occidentale, nelle Alpi europee, nell'Alta montagna asiatica mostrano un riscaldamento negli ultimi decenni con un tasso medio di 0,3°C per decennio. Le tendenze del riscaldamento delle montagne sono basate principalmente su studi che utilizzano osservazioni in situ. I tassi di riscaldamento locale dipendono dalla stagione. Ad esempio, nelle Alpi europee, il riscaldamento è risultato più pronunciato in estate e in primavera, mentre sull'altopiano tibetano il riscaldamento è maggiore in inverno.

Sull'altopiano tibetano, le prove basate sulla combinazione di osservazioni in situ (spesso scarse ad alta quota) con approcci di telerilevamento e modellizzazione, indicano che il riscaldamento è amplificato intorno ai 4000 m s.l.m., ma non oltre i 5000 m s.l.m. Studi nelle Alpi italiane e nell'Himalaya meridionale hanno mostrato un riscaldamento più elevato a quote più basse.

Gli studi di attribuzione per le variazioni della temperatura dell'aria superficiale in particolare nelle regioni montane sono rari. Alcuni ricercatori hanno dimostrato che le emissioni di gas serra antropogeniche sono il fattore dominante nei recenti aumenti di temperatura, parzialmente compensato da altri fattori antropogenici. È probabile che l'influenza antropogenica sia il principale contributo all'aumento della temperatura superficiale nelle regioni di alta montagna dalla metà del 20° secolo.

Fino alla metà del 21° secolo, indipendentemente dallo scenario climatico, si prevede che la temperatura dell'aria superficiale continuerà ad aumentare a un tasso medio di 0,3°C per decennio. Oltre la metà del 21 ° secolo, il riscaldamento atmosferico nelle montagne sarà più forte in uno scenario di elevate emissioni di gas a effetto serra oppure si stabilizzerà in uno scenario di basse emissioni di gas a effetto serra.

Il riscaldamento atmosferico in montagna dipende dall'altitudine?

Nelle regioni montane, la temperatura dell'aria superficiale tende generalmente a diminuire con l'aumentare dell'altitudine, influenzando così direttamente la quantità di precipitazioni che cade sotto forma di neve anziché pioggia. Pertanto, i cambiamenti nella temperatura dell'aria hanno conseguenze diverse per la copertura nevosa, il permafrost e i ghiacciai a diverse altitudini. Numerosi studi hanno riportato che le tendenze della temperatura dell'aria variano con l’altitudine, un fenomeno noto come riscaldamento dipendente dall'elevazione (EDW), con potenziali conseguenze oltre a quelle del riscaldamento uniforme. L'EDW non implica che il riscaldamento sia maggiore a un'altitudine più elevata e minore a un'altitudine più bassa, ma significa che la velocità di riscaldamento non è la stessa in tutte le bande di elevazione. Sebbene questo concetto abbia ricevuto ampia attenzione negli ultimi anni, la manifestazione di EDW varia in base alla regione, alla stagione e all'indicatore di temperatura, il che significa che non esiste un modello uniforme. L'identificazione dei meccanismi alla base di EDW e il modo in cui si combinano è complessa.

Precipitazioni e nevicate

Le variazioni delle precipitazioni passate sono meno ben quantificate delle variazioni di temperatura e sono spesso più eterogenee. Sebbene le regioni montane non mostrino una chiara direzione dell'andamento delle precipitazioni annuali negli ultimi decenni, le nevicate sono diminuite, almeno in parte a causa delle temperature più elevate, soprattutto a quote più basse.

Le proiezioni future delle precipitazioni annuali indicano aumenti dell'ordine dal 5 al 20% nel corso del 21° secolo in molte regioni montane, tra cui nell’Himalaya, Asia orientale, Africa orientale, Alpi europee e regione dei Carpazi, e diminuzioni nel Mediterraneo e le Ande meridionali.

Le variazioni di frequenza e intensità degli eventi di precipitazione estrema variano in base alla stagione e alla regione. Ad esempio, l'aumento delle precipitazioni estreme invernali è previsto nelle Alpi europee. Alle quote più basse, le previsioni a breve termine (2031-2050) e di fine secolo (2081-2100) delle nevicate indicano una diminuzione.

Copertura di neve

La neve sul terreno è una componente essenziale e diffusa della criosfera montana.

La neve svolge un ruolo chiave nei ghiacciai in quanto fornisce una copertura isolante e riflettente sulla loro superficie. Influenza il regime termico del terreno sottostante, incluso il permafrost, con implicazioni per gli ecosistemi.

I cambiamenti climatici modificano le variabili che determinano l'insorgenza e lo sviluppo della copertura nevosa e quelle responsabili della sua ablazione. La copertura nevosa, in particolare nelle aree a bassa quota e media quota delle regioni montane, è stata a lungo identificata come particolarmente sensibile ai cambiamenti climatici.

Ghiacciai

Le aree di alta montagna considerate in questo sezione comprende tutte le regioni glaciali del mondo tranne quelle in Antartide, Groenlandia, Artico canadese e russo e Svalbard e includono circa 170.000 ghiacciai che coprono un'area di ~ 250.000 km².

Questi ghiacciai occupano diverse regioni climatiche. Il loro bilancio di massa è determinato in gran parte dall'equilibrio tra accumulo di neve e fusione sulla superficie del ghiacciaio, guidato principalmente dalle condizioni atmosferiche.

I rapidi cambiamenti nei ghiacciai montani hanno molteplici impatti per i sistemi socio-ecologici, influenzando non solo le proprietà biofisiche come il volume di deflusso e i flussi di sedimenti nei fiumi alimentati dai ghiacciai, i rischi relativi ai ghiacciai e il livello del mare globale, ma anche ecosistemi e mezzi di sussistenza umani, attività socio-economiche e settori come l'agricoltura e il turismo, nonché altri beni intrinseci come i valori culturali.

Si stima che, nel periodo 2006-2015, i ghiacciai di tutte le regioni montane (escluso l'Antartide, la Groenlandia, l'Artico canadese e russo e le Svalbard) si siano ridotti mediamente ad una velocità di -490 ± 100 kg m^-2 anno^-1.

È molto probabile che il riscaldamento atmosferico sia il motore principale della recessione globale dei ghiacciai. Esistono prove, anche se limitate, che aumenti indotti dall'uomo nei gas a effetto serra hanno contribuito ai cambiamenti di massa osservati. È stato stimato che la frazione antropogenica della perdita di massa di tutti i ghiacciai al di fuori della Groenlandia e dell'Antartide è aumentata dal 25 ± 35% nel periodo 1851–2010 al 69 ± 24% nel periodo 1991–2010.

Le perdite di massa dei ghiacciai relative previste su scala globale 2015 - 2100 corrispondono a un contributo a livello del mare di 94 mm equivalente a livello del mare corrispondente ad un aumento medio di 1,1 mm/anno

Permafrost

Ci sono tra i 3,6 e 5,2 milioni di km₂ di territorio sottoposto a permafrost. Per fare un confronto, questa è 14-21 volte maggiore rispetto all'area dei ghiacciai e il 27-29% dell'area globale del permafrost. La distribuzione del permafrost nelle montagne è spazialmente eterogenea.

Dall'inizio degli anni '80, le temperature del permafrost stanno aumentando nella maggior parte delle regioni. Il permafrost nelle Alpi europee, Scandinavia, Canada, Mongolia, Tien Shan e Altopiano tibetano si è riscaldato negli ultimi decenni.

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Lo scioglimento del permafrost è in grado di provocare conseguenze sul clima e sugli ecosistemi. Il permafrost è un terreno permanentemente congelato, ossia sedimenti o rocce che rimangono al di sotto dei 0°C per almeno due anni. Il suo spessore varia da meno di 1 metro a più di 1.000 metri. Il permafrost immagazzina elevati quantitativi di carbonio. Se le alte latitudini nord dovessero avere un aumento significativo della temperatura si assisterebbe ad emissioni di elevati quantitativi di CO₂ e metano.

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