La modellizzazione dei flussi oceanici consente di comprendere meglio il cambiamento climatico
Considerando che gli oceani coprono oltre il 70 % della superficie terrestre, i loro flussi e movimenti rappresentano una risorsa fondamentale ai fini della comprensione e della previsione degli effetti del cambiamento climatico. Con la raccolta di una quantità sempre più vasta di dati sui nostri oceani, ora la sfida consiste nel dare un senso a tutte queste informazioni. Il progetto OCEANDATAMODELS, finanziato dall’UE, ha sviluppato nuovi metodi di analisi dell’enorme mole di dati raccolti mediante strumenti galleggianti specializzati in grado di monitorare le traiettorie delle particelle di acqua oceanica. “La principale innovazione che abbiamo realizzato consisteva nella creazione di nuovi modelli statistici e di strumenti analitici in grado di catturare le oscillazioni rotazionali dei vortici causate dalla rotazione della terra – il cosiddetto effetto Coriolis – nonché gli effetti delle maree e delle relative controcorrenti, noti con il nome di vortici, e le turbolenze dell’acqua”, afferma Sofia Olhede, coordinatrice del progetto OCEANDATAMODELS e docente presso la University College London (UCL). I modelli dei percorsi delle particelle di acqua oceanica sono ora parte integrante della vasta gamma di tecniche statistiche utilizzate dagli scienziati esperti di clima per migliorare il nostro livello di comprensione e le nostre abilità previsionali in fatto di cambiamento climatico. Drifter monitorati dai satelliti I ricercatori del progetto si sono serviti di un’enorme mole di dati diffusi dall’Amministrazione nazionale per l’atmosfera e gli oceani (National Oceanic and Atmospheric Administration) statunitense che ha raccolto centinaia di milioni di osservazioni su vari aspetti, tra cui correnti, temperatura della superficie dei mari, pressione atmosferica, venti e salinità negli ultimi 40 anni nell’ambito del “Global Drifter Programme”. I dati sono stati raccolti dai drifter, ovvero boe galleggianti monitorate da satelliti in grado di seguire il movimento delle particelle di acqua sulla superficie oceanica e che consentono agli scienziati di analizzare attentamente la circolazione generale degli oceani. “Il principale ostacolo legato alla modellizzazione del movimento dei drifter consiste nel fatto che i dati subiscono variazioni sia nel tempo che nello spazio, un fenomeno che prende il nome di prospettiva “lagrangiana”. Inoltre, questa tipologia di dati ci ha richiesto di sviluppare una nuova serie di strumenti basati su un metodo di scienza statistica e dei dati”, spiega il dott. Adam Sykulski, direttore di ricerca presso l’Università di Lancaster. Il progetto ha ideato modelli statistici innovativi basati su un approccio interdisciplinare che attinge sia dalla statistica sia dall’oceanografia. Ciò consentirebbe ai ricercatori di studiare le variazioni nel tempo e nello spazio dei nostri oceani, analizzando fattori quali il vortice di correnti intorno all’equatore e il modo in cui le particelle di acqua provenienti da oceani diversi si mescolano e si spostano sull’intero pianeta. Un esempio di modellizzazione eseguita dai ricercatori è rappresentato dal “diagramma a spaghetti” di drifter che viaggiano in tutto il mondo. I percorsi dei vari drifter aiutano gli scienziati a studiare la velocità e le modalità di miscelazione e di movimento delle acque degli oceani. I modelli sviluppati dall’iniziativa OCEANDATAMODELS non vengono impiegati esclusivamente da scienziati che si occupano di cambiamento climatico, ma anche da esperti che puntano a monitorare e a comprendere il movimento delle sfide ambientali, come le fuoriuscite di petrolio, e il movimento delle specie animali, come il plancton, nelle acque oceaniche del pianeta. I risultati del progetto sono stati pubblicati su numerose riviste scientifiche e alcuni dati possono essere scaricati dalla pagina del sito web del Global Drifter Program. Le tecniche di modellizzazione sviluppate dall’iniziativa OCEANDATAMODELS si prestano anche a essere applicate ad altri campi, tra cui analisi dei segnali sismici, neuroscienza, glaciologia ed ecologia. Nel frattempo, Olhede afferma che un possibile passo successivo per i ricercatori del progetto potrebbe tradursi nell’estensione dell’attuale modello, dall’approccio basato sui dati di superficie bidimensionali delle correnti allo sviluppo di un modello di dati tridimensionali relativo alle profondità oceaniche.
Parole chiave
OCEANDATAMODELS, oceani, drifter, cambiamento climatico, correnti, maree
