1. Introduzione generale
L’Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) è un’oscillazione naturale e di lunga durata (su scala multidecennale) delle temperature superficiali del mare (Sea Surface Temperature, SST) nell’Atlantico settentrionale. È caratterizzata dall’alternanza tra fasi “calde” e fasi “fredde”, ciascuna della durata di alcune decine di anni, che influiscono profondamente sui regimi climatici e meteorologici di vasta parte dell’emisfero settentrionale.
La scoperta formale e la descrizione scientifica dell’AMO risalgono a studi condotti alla fine degli anni ’90 e all’inizio dei 2000. I ricercatori notarono che i dati storici sulle temperature superficiali del Nord Atlantico presentavano un ciclo “multidecennale” di riscaldamento e raffreddamento, che non poteva essere spiegato unicamente dalle oscillazioni annuali o decennali più brevi, né dal riscaldamento globale di lungo periodo. Da qui nasce il concetto di AMO come forzante naturale e come componente chiave nella variabilità del sistema climatico.
2. Definizione e caratteristiche principali
L’AMO si misura tramite un indice specifico (AMO index), costruito a partire dalla deviazione delle temperature superficiali medie dell’Atlantico settentrionale (approssimativamente da 0° a 70°N di latitudine) rispetto alla media di lungo periodo, dopo aver rimosso il trend generale di riscaldamento globale. Attraverso questa procedura, è possibile isolare la componente multidecennale di variabilità.
2.1 Periodicità
La periodicità associata all’AMO è dell’ordine di 60-90 anni (più o meno 30-40 anni in fase positiva e altrettanti in fase negativa), anche se esistono variazioni notevoli nelle diverse ricostruzioni. Non si tratta di un’oscillazione perfettamente ciclica come l’oscillazione stagionale, bensì di un comportamento semiperiodico, in cui la durata effettiva delle singole fasi può variare di diversi anni.
2.2 Fasi calda e fredda
- Fase calda (positive phase): durante questa fase, le temperature superficiali marine dell’Atlantico settentrionale risultano superiori alla media di riferimento. L’anomalia termica positiva influenza la circolazione atmosferica, la formazione di sistemi di alta e bassa pressione e, di conseguenza, i percorsi delle perturbazioni atlantiche.
- Fase fredda (negative phase): in questa fase, le temperature superficiali dell’Atlantico settentrionale sono inferiori rispetto alla media. Ciò può determinare differenze significative nelle temperature e nella distribuzione delle precipitazioni su vaste aree, soprattutto in Europa e in Nord America.
3. Meccanismi fisici e cause
Indagare i meccanismi fisici all’origine dell’AMO è fondamentale per capire in che modo questa oscillazione si mantenga, come passi da una fase all’altra e quale ruolo rivesta nel sistema climatico globale. Le ricerche attuali suggeriscono che l’AMO sia sostanzialmente regolata da processi interni al sistema oceano-atmosfera, in particolare da:
- Circolazione termoalina (o overturning) dell’Atlantico: spesso definita AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation), questa corrente tridimensionale trasferisce grandi quantità di calore dai tropici verso le latitudini più elevate. Le variazioni nella forza o nella geometria di questa circolazione profonda possono modificare i tempi e l’intensità con cui il calore viene rilasciato in atmosfera, dando luogo a fluttuazioni multidecennali delle SST.
- Scambi di calore aria-mare: il rilascio o l’assorbimento di calore dalla superficie marina all’atmosfera può essere condizionato dalla copertura nuvolosa, dalle correnti superficiali, dal vento e da altri fattori meteorologici. Una variazione sufficientemente estesa e prolungata di questi scambi termici può innescare o rinforzare periodi di anomalia termica positiva o negativa.
- Retroazioni interne: una volta instaurata un’anomalia termica (positiva o negativa), i processi di retroazione (feedback) agiscono su tempi più lunghi, potenziando e stabilizzando lo stato anomalo. Ad esempio, una fase calda può generare una maggiore evaporazione, che a sua volta modifica i pattern di precipitazione e la copertura nuvolosa, contribuendo a sua volta alla persistenza dell’anomalia.
- Forzanti esterne e interazioni con altri fenomeni: l’AMO non è isolata dalle altre oscillazioni o dai trend globali. Variazioni nei flussi di aerosol solfati derivanti da eruzioni vulcaniche o attività industriali, così come i cicli solari e l’andamento dei gas serra, possono modulare l’intensità delle fasi dell’AMO, rendendone più complessa la descrizione.
4. Effetti sul clima regionale e globale
4.1 Impatto in Europa
L’Europa, specialmente la parte centro-settentrionale, risente delle fasi dell’AMO. In una fase calda, ad esempio, può aumentare la probabilità di estati più calde, ondate di calore e periodi di siccità. Al contempo, si può osservare una riduzione della copertura nuvolosa estiva e un potenziale incremento delle ore di soleggiamento. Durante una fase fredda, le condizioni tendono a spostarsi verso situazioni più instabili e fresche, con maggiori precipitazioni atlantiche.
4.2 Impatto in Nord America
Anche il Nord America è fortemente influenzato: alcuni studi mostrano che una fase calda dell’AMO può favorire estati più torride e possibili deficit idrici nelle regioni centrali e sudorientali degli Stati Uniti. In presenza di acque atlantiche più calde della norma, inoltre, l’energia disponibile per la formazione e l’intensificazione degli uragani può risultare maggiore, aumentando la potenza delle tempeste tropicali nell’Atlantico.
4.3 Implicazioni globali
L’AMO, pur essendo localizzata nell’Atlantico settentrionale, può avere ripercussioni più ampie in quanto contribuisce alla modulazione del calore trasportato verso l’Artico. Un AMO in fase calda, con temperature oceaniche più alte, può accelerare la fusione del ghiaccio marino artico e influire sulla circolazione atmosferica di vasta scala (incluso il getto polare). Non bisogna poi dimenticare gli effetti sulle risorse biologiche: le variazioni termiche dell’oceano incidono sulla distribuzione delle specie marine, sui periodi di fioritura del fitoplancton e sulle attività di pesca.
5. Storia delle fasi dell’AMO e osservazioni strumentali
Analizzando dati strumentali (disponibili con continuità dal tardo XIX secolo) e ricostruzioni paleoclimatiche (attraverso proxy come anelli degli alberi o carote di ghiaccio), si è osservato che:
- Dal 1860 circa al primo decennio del XX secolo, l’Atlantico settentrionale ha vissuto una fase relativamente calda.
- Tra gli anni 1900-1920 e l’inizio degli anni ’60 si è evidenziato un passaggio a condizioni generalmente più fredde.
- Dai primi anni ’70 fino a metà degli anni ’90, l’Atlantico settentrionale ha attraversato una fase fredda.
- A partire dalla metà degli anni ’90 si è registrata una nuova fase calda, con picchi a inizio 2000.
Le oscillazioni non sono nettamente “separate”, ma questi periodi rappresentano le tendenze prevalenti. Le cause precise delle transizioni di fase sono oggetto di studio continuo. Si sospetta che cambiamenti nelle emissioni di aerosol, mutamenti nella circolazione termoalina e la variabilità interna dell’oceano possano aver concorso a queste oscillazioni.
6. Metodi di studio e incertezze
6.1 Metodi di studio
I climatologi utilizzano molteplici approcci per studiare l’AMO:
- Analisi dei dati osservativi: comprensiva delle serie storiche di temperatura superficiale marina, dati di navi e boe oceanografiche, misure satellitari (dagli anni ’70 in poi) e stime indirette del passato (proxy).
- Modelli climatici globali (GCM): servono per simulare l’evoluzione del sistema oceano-atmosfera, sia nelle ricostruzioni del passato (hindcast) sia per le proiezioni future (forecast e scenari). Questi modelli consentono di testare ipotesi su cause e effetti della variabilità multidecennale.
- Analisi statistica e spettrale: mediante strumenti come la trasformata wavelet o l’analisi di Fourier, i ricercatori possono identificare periodicità caratteristiche e metterle in relazione con altre variabili, quali l’Oscillazione Nord-Atlantica (NAO) o la Pacific Decadal Oscillation (PDO).
6.2 Incertezze e dibattito scientifico
Nonostante vi sia un ampio consenso sull’esistenza dell’AMO, persistono alcune incognite in merito a:
- Origine e dinamica esatta: se l’AMO sia il riflesso di processi fisici intrinseci del Nord Atlantico (principalmente legati alla circolazione termoalina) o se risenta fortemente di fattori esterni (cicli solari, aerosol, forcing antropico).
- Interazioni con il riscaldamento globale: la separazione del segnale naturale (AMO) dal segnale di riscaldamento globale è un compito statistico complesso, e i risultati possono dipendere dalle metodologie adottate.
- Prevedibilità: sebbene le fasi dell’AMO si estendano su scale multidecennali, l’abilità di prevedere con anni o decenni di anticipo il passaggio da una fase calda a una fredda è ancora limitata. I modelli climatici stanno migliorando, ma l’incertezza rimane elevata.
7. Implicazioni pratiche e previsioni
Lo studio dell’AMO ha importanti implicazioni applicative: la variabilità multidecennale dell’oceano atlantico influisce sui regimi di precipitazioni in Africa occidentale (ad esempio, il Sahel), sulla frequenza e l’intensità degli uragani atlantici, sulle attività agricole e sulla disponibilità idrica in Europa e Nord America. Conoscere in anticipo se l’AMO si trovi in fase calda o fredda può aiutare nella pianificazione di settori chiave:
- Agricoltura: condizioni più secche o più piovose possono influenzare la resa dei raccolti, richiedendo strategie di irrigazione o di stoccaggio adeguate.
- Energia: la produzione di energia rinnovabile, in particolare l’energia solare ed eolica, può essere modulata da cicli più stabili (alta pressione, meno nuvole) o più instabili (maggiore nuvolosità, ventosità variabile).
- Protezione civile e gestione del rischio: un elevato numero di uragani intensi in Atlantico può suggerire una maggiore attenzione nelle regioni costiere degli Stati Uniti e dei Caraibi. Allo stesso modo, periodi siccitosi prolungati richiedono strategie di conservazione e distribuzione dell’acqua.
7.1 Prospettive future
Secondo alcune proiezioni, potremmo assistere a un parziale declino delle temperature superficiali atlantiche nel corso delle prossime decadi, suggerendo un’eventuale transizione verso una fase fredda dell’AMO. Tuttavia, il riscaldamento globale di fondo e l’aumento dei gas serra possono “mascherare” o attenuare parzialmente questa tendenza, rendendo più complessa la lettura del segnale AMO. I modelli climatici di ultima generazione stanno cercando di migliorare le simulazioni delle correnti oceaniche profonde e della variabilità interna, per fornire proiezioni sempre più affidabili.
8. Conclusioni
L’Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) rappresenta una componente cruciale della variabilità climatica naturale che interessa l’Oceano Atlantico settentrionale. Le sue fasi calde e fredde, della durata di diverse decadi, influenzano in modo significativo la circolazione atmosferica, le precipitazioni, le temperature e la copertura nuvolosa in vaste regioni dell’emisfero settentrionale, con ricadute importanti su settori socio-economici fondamentali (agricoltura, energia, gestione delle risorse idriche, protezione civile).
Lo studio dettagliato dell’AMO, attraverso dati osservativi di lungo periodo e modelli climatici sempre più sofisticati, ha permesso di identificare alcuni meccanismi chiave, come la circolazione termoalina e i processi di retroazione oceano-atmosfera. Tuttavia, permangono incertezze riguardo all’esatta causa dei cambi di fase e alla prevedibilità di tali transizioni su scale temporali multidecennali. Inoltre, l’interazione con il riscaldamento globale complica l’interpretazione dei dati, rendendo essenziale un approccio di ricerca integrato e multidisciplinare.
Comprendere l’AMO è fondamentale per affinare le proiezioni climatiche e migliorare la capacità di adattamento a eventi estremi legati a siccità, ondate di calore, precipitazioni intense e fenomeni tropicali di alta intensità. In definitiva, la ricerca in questo campo si muove verso una migliore caratterizzazione del ruolo dell’Atlantico settentrionale nel sistema climatico e della sua evoluzione futura, nella consapevolezza che le oscillazioni naturali sono parte integrante di un clima in rapida trasformazione a causa delle attività umane.