Le onde potrebbero diventare più grandi causa dei cambiamenti climatici

Il nuovo studio “Climate-Induced Decadal Ocean Wave Height Variability From Microseisms: 1931–2021”, pubblicato sul Journal of Geophysical Research - Oceans da Peter Bromirski della Scripps Institution of Oceanography dell’Università della California San Diego (USDC), utilizzando registrazioni sismiche risalenti al 1931 , ha ottenuto serie temporali straordinariamente lunghe per dedurre l'altezza delle onde della California. Un metodo unico ma accettato e  sviluppato per la prima volta da Bromirski nel 1999.

I risultati, resi più solidi da 90 anni di statistiche, corroborano un crescente corpo di ricerca che suggerisce che l'attività delle tempeste nell'Oceano Pacifico settentrionale è aumentata a causa dei cambiamenti climatici.

All’USDC evidenziano che «Se il riscaldamento globale accelera, l'aumento dell'altezza delle onde invernali potrebbe avere implicazioni significative per le inondazioni e l'erosione lungo la costa della California, che è già minacciata dall'accelerazione dell'innalzamento del livello del mare».

Bromirski spiega: «Quando le onde raggiungono acque costiere poco profonde, parte della loro energia viene riflessa verso il mare. Quando questa energia delle onde riflesse si scontra con le onde che si avvicinano alla costa, la loro interazione crea un segnale di pressione verso il basso che viene convertito in energia sismica sul fondo del mare. Questa energia sismica viaggia verso l'interno sotto forma di onde sismiche che possono essere rilevate dai sismografi. La forza di questo segnale sismico è direttamente correlata all'altezza delle onde». Il che gli ha permesso di calcolare l'una rispetto all'altra.

Usando questa relazione per dedurre l'altezza delle onde, Bromirski ha dovuto filtrare il "rumore" dei terremoti reali che secondo «E più facile che ci sia  di quanto sembri, perché i terremoti sono in genere di durata molto più breve rispetto alle onde dell'oceano causate dalle tempeste».

Poi. Lo scienziato statunitense ha sviluppato questo nuovo modo per calcolare l'altezza delle onde e spiega ancora: «Vedere modelli o trend in fenomeni come l'attività delle tempeste o le grandi onde associate al cambiamento climatico richiede molti decenni di dati e le boe che misurano direttamente l'altezza delle onde lungo la costa della California raccolgono dati solo dal 1980 circa».  Ma Bromirski era particolarmente interessato ai decenni precedenti al 1970. quando il riscaldamento globale iniziò ad avere una significativa accelerazione. Se fosse riuscito a mettere le mani sui dati delle onde risalenti a diversi decenni prima del 1970, allora avrebbe potuto valutare la potenziale influenza del cambiamento climatico.

Dato che non esistevano misurazioni dirette delle onde risalenti a così lontano nel tempo, negli anni '90 Bromirski iniziò una ricerca di fonti di dati alternative. Nel settembre 1999, insieme a Reinhard Flick e Nicholas Graham, ha pubblicato sul Journal of Geophysical Research - Oceans lo studio “Ocean wave height determined from inland seismometer data: Implications for investigating wave climate changes in the NE Pacific” che descrive dettagliatamente il etodo per derivare le altezze storiche delle onde utilizzando i moderni dati sismici digitali. Durante quello studio, Bromirski ha saputo che l’università della California Berkeley aveva dati sismici che risalivano a quasi 70 anni prima ma il  problema era che erano tutti analogici: solo fogli e fogli di carta ricoperti dalle linee frastagliate delle letture del sismografo. Per lavorare sui molti decenni di dati sismici dell'UC Berkeley per creare un dataset di onde a lungo termine utilizzando questo metodo, Bromirski aveva bisogno di digitalizzare le risme di carta dei risultati sismogrammi analogici che vanno dal 1931 al 1992. in modo da poter analizzare il dataset nel suo insieme. Un procedimento che per essere completato ha richiesto diversi studenti universitari, l’utilizzo di uno scanner piano speciale e diversi anni di lavoro intermittente.

Alla fine, con i dati sismici digitalizzati che coprono il periodo 1931-2021, Bromirski è stato in grado di trasformare quei dati in altezze delle onde e iniziare a cercare gli schemi. L'analisi ha rivelato che «Nell'epoca iniziata dopo il 1970, l'altezza media delle onde invernali della California è aumentata del 13% o di circa 0,3 metri, rispetto all'altezza media delle onde invernali tra il 1931 e il 1969». Bromirski ha anche scoperto che «Rispetto ai due decenni che vanno dal 1949 al 1969, tra il 1996 e il 2016 ci sono stati circa il doppio di eventi di tempesta che hanno prodotto onde superiori a 4 metri di altezza lungo la costa della California».

Bromirski conferma: «Dopo il 1970, c'è un tasso costantemente più alto di eventi con grandi onde. Non è raro avere un inverno con un'alta attività delle onde, ma prima del 1970 quegli inverni si verificavano meno frequentemente. Ora, ci sono pochi inverni con un'attività delle onde particolarmente bassa. E il fatto che questo cambiamento coincida con l'accelerazione del riscaldamento globale intorno al 1970 è coerente con l'aumento dell'attività delle tempeste nel Pacifico settentrionale derivante dal cambiamento climatico».

Questi risultati confermano un aumento dell'altezza delle onde nel Nord Atlantico legato al riscaldamento globale riportato dallo studio “Microseismological evidence for a changing wave climate in the northeast Atlantic Ocean” pubblicato su Nature nel novembre 2000 da un team di ricercatori tedeschi.

Se le onde invernali medie della California continuano ad aumentare a causa dei cambiamenti climatici, potrebbero amplificare gli effetti dell'innalzamento del livello del mare e avere impatti costieri significativi. Bromirski evidenzia che «Le onde corrono in cima al livello del mare, che si sta alzando a causa del cambiamento climatico. Quando il livello del mare si alza ulteriormente durante le tempeste, più energia delle onde può potenzialmente raggiungere scogliere marine vulnerabili, inondare regioni basse sul mare o danneggiare le infrastrutture costiere».

Per vedere come i suoi risultati coincidessero con i modelli atmosferici del Pacifico settentrionale che portano tempreste e mareggiate invernali  sulla costa della California, Bromirski ha cercato di capire se un sistema di bassa pressione invernale semi-permanente situato vicino alle isole Aleutine, l’Aleutian Low si fosse intensificato in epoca moderna e dallo studio emerge che «Un Aleutian Low più pronunciato corrisponde solitamente a una maggiore attività e intensità della tempesta. Dal 1970, l'intensità dell’Aleutian Low è generalmente aumentata».

Bromirski conclude: «Questa intensificazione è una buona conferma che ciò che stiamo vedendo nei dati sulle onde derivati dai dati sismici è coerente con l'aumento dell'attività delle tempeste. Se le tempeste del Pacifico e le onde che producono continueranno a intensificarsi con il progredire del cambiamento climatico e l'innalzamento del livello del mare, si creerà una nuova dimensione che deve essere presa in considerazione per tentare  di prevenire gli impatti costieri in California».