Il mare continua ad accumulare la maggior parte dell’energia in eccesso del sistema climatico, ma stabilire dove finisca quel calore è più difficile che misurarne l’aumento complessivo. Una ricerca pubblicata su Earth System Science Data propone una ricostruzione che combina altimetria satellitare, gravimetria della missione GRACE e profili delle boe Argo. Il quadro globale ottenuto è compatibile con altre stime, mentre la ripartizione tra bacini presenta scarti anche rilevanti rispetto a modelli e prodotti osservativi esistenti.
Altimetria, gravimetria satellitare e profili Argo permettono di stimare l’espansione dell’acqua e ricostruire il calore accumulato nei diversi bacini oceanici. Immagine illustrativa generata con intelligenza artificiale.
essd.copernicus.orgAbstract. The current energy imbalance at the top of atmosphere and corresponding heating of the Earth system is the main driver of steric sea level change through ocean heat uptake (OHU). A global constant heat capacity factor is commonly applied to retrieve ocean heat content (OHC) from observed ocean-average steric sea level. We propose an extension to this methodology, which focuses on the leading modes of steric variability, which are derived from an ocean model and fitted to GRACE gravity, satellite altimetry and in situ Argo observations within a joint inversion framework. These modes are utilized to obtain data driven OHC estimates by establishing a mapping between modeled OHC and steric sea level, and rescaling each mode individually based on observed steric sea level change. On global scales for the period January 2005 till December 2024, our OHU results (0.62 W m−2) agree well with a variety of published datasets from in situ Argo data, model reanalyses and space-geodetic approaches as well as independent estimates from the CERES project. At basin scales, we demonstrate the global OHU to be driven mainly by warming of the Pacific Ocean (0.23 W m−2), followed by contributions from the Indian (0.20 W m−2) and Atlantic (0.13 W m−2) oceans. Minor contributions are found from the Arctic Ocean (0.01 W m−2), the Southern Ocean (0.02 W m−2) and the residual ocean (0.03 W m−2). Our results also indicate a shift from dominant heating in the Indian Ocean driven by heat transport from the Pacific Ocean, e.g. found during 2005–2015, towards a more evenly distributed global ocean heat budget. Monthly gridded OHC data from our Grace, Altimetry and Argo Mode Rescaling (GAAMR) method together with corresponding error estimates is available from https://doi.org/10.1594/PANGAEA.994058 (Uebbing and Kusche, 2026).
La distinzione è importante: il dato globale risponde a quanta energia viene assorbita dall’oceano nel suo insieme; quello regionale indica quali bacini la accumulano o la cedono in un determinato periodo. Gli autori stimano per il 2005-2024 un assorbimento medio di 0,62 watt per metro quadrato, in accordo generale con diverse serie basate su osservazioni in situ, rianalisi e dati satellitari. Nel contributo dei bacini, il Pacifico risulta primo, seguito dall’Indiano e dall’Atlantico: rispettivamente 0,23, 0,20 e 0,13 watt per metro quadrato.
Il metodo non misura direttamente la temperatura dell’intera colonna d’acqua dallo spazio. L’altimetria rileva variazioni dell’altezza marina; GRACE stima i cambiamenti di massa dell’oceano attraverso variazioni del campo gravitazionale; sottraendo la componente di massa si ricava quella legata all’espansione dell’acqua. I profili Argo, che misurano temperatura e salinità a diverse profondità, aiutano a interpretare questa espansione e a convertirla in una stima del calore. L’integrazione dei tre dati mira a sfruttare la copertura satellitare e a ridurre le lacune delle misure dirette.
eo4society.esa.intSince the industrial era, anthropogenic emissions of Greenhouse gases (GHG) in the atmosphere have lowered the total amount of infrared energy radiated by
La procedura, chiamata GAAMR, non applica un unico coefficiente di conversione a tutto il pianeta. Scompone invece i segnali di espansione in schemi di variabilità e li ricalibra separatamente, tenendo conto delle relazioni ricavate dalle rianalisi oceaniche. Questo passaggio affronta un limite dei metodi precedenti: la quantità di espansione prodotta da una data quantità di calore cambia con la temperatura, la pressione e la profondità a cui il calore si accumula. Un fattore medio può funzionare sul globo, ma risultare impreciso se trasferito senza correzioni a un singolo bacino.
Gli scarti a scala regionale sono quindi compatibili con un bilancio globale che resta stabile: errori o differenze di segno opposto nei diversi bacini possono compensarsi quando vengono sommati. Nel confronto relativo al 2005-2015, gli autori trovano differenze tra serie basate su Argo, modelli e ricostruzioni satellitari, con divergenze particolarmente marcate nell’Oceano Indiano. Alcune stime modellistiche collocano il suo assorbimento tra 0,4 e 0,5 watt per metro quadrato, mentre GAAMR fornisce 0,30 ± 0,04. Non è una prova che un singolo modello sia sempre errato: mostra quanto la risposta dipenda da dati, periodo e metodo di conversione.
Nel decennio 2005-2015 l’Indiano emerge come un contributore eccezionalmente importante all’accumulo di calore globale, insieme a una tendenza negativa dell’assorbimento nel corso del periodo. Una spiegazione proposta negli studi è il trasferimento di calore dal Pacifico, riscaldato durante la cosiddetta pausa del riscaldamento superficiale, attraverso il passaggio marino dell’Indonesia. Il flusso entra anche nella categoria residuale usata per i mari non inclusi nei principali bacini. Quando l’analisi viene estesa al 2005-2024, il contributo indiano risulta quasi dimezzato rispetto alla finestra più breve: la variabilità decennale, dunque, pesa molto.
Un aspetto distinto riguarda le anomalie residue di livello marino nell’Indiano segnalate da lavori precedenti per il 2005-2015: sono discrepanze che rimangono dopo aver sottratto dal livello osservato le componenti stimate, non una misura diretta del calore. Il nuovo studio non ritrova residui positivi significativi di quella entità con la propria inversione. Gli autori osservano però differenze fra gli insiemi di dati e segnalano che le correnti intense, come quella di Agulhas, sono aree difficili da ricostruire: vortici e variabilità locale amplificano l’incertezza. La conclusione prudente è che la distribuzione regionale richiede verifiche, non che ogni divergenza sia stata risolta.
Misurare meglio dove si accumula energia serve anche a leggere l’innalzamento marino. L’acqua più calda si espande e contribuisce alla crescita del livello del mare, mentre la perdita di ghiaccio aggiunge massa; altimetria e GRACE aiutano a separare queste componenti. Il riscaldamento non è però l’unico fattore regionale: anche la salinità modifica il volume dell’acqua e può incidere sulla stima locale. Un bilancio globale può essere ben chiuso, ma una rappresentazione imprecisa dei bacini può alterare la valutazione dei rischi costieri e delle variazioni relative del mare.
science.nasa.govIntroduction
La redistribuzione del calore è legata anche alla variabilità climatica. Correnti e oscillazioni oceaniche possono spostare l’energia tra regioni e profondità, influenzando la temperatura superficiale e la durata delle ondate di calore marine. Nel Pacifico tropicale, gli scambi di calore tra strati oceanici e atmosfera partecipano alla dinamica di El Niño e La Niña; nell’Indiano, i collegamenti con l’oscillazione dipolare sono altrettanto rilevanti. Il nuovo lavoro trova una forte relazione tra una delle modalità ricostruite e l’indice ENSO, ma una correlazione non dimostra da sola un rapporto causale né consente di prevedere singoli eventi.
aoml.noaa.govThe Argo program is an international program that uses temperature/salinity profiling float to measure the upper 2,000 meters of the ocean.
Una ragione concreta delle discrepanze è la copertura disomogenea. I galleggianti Argo hanno trasformato l’osservazione del mare, ma i profili si concentrano soprattutto nei primi 2.000 metri e non coprono con la stessa densità mari marginali, regioni sotto i ghiacci e profondità maggiori. I satelliti offrono osservazioni estese e regolari, ma il passaggio dall’altezza marina al calore richiede ipotesi e modelli di riferimento. Combinare le fonti riduce alcune debolezze, senza eliminarle: le stime regionali restano meno robuste delle medie globali e sensibili alla durata della serie analizzata.
Il confronto con misure indipendenti è essenziale anche per interpretare la coerenza globale. Il lavoro raffronta le ricostruzioni con prodotti osservativi e stime del bilancio energetico, ma avverte che le serie radiative CERES sono corrette anche usando ipotesi sui comparti in cui si immagazzina il calore: non rappresentano quindi una verifica completamente indipendente. La convergenza complessiva resta significativa, ma non equivale a una precisione uniforme. Le incertezze su correzioni gravitazionali, copertura delle osservazioni e fattori di espansione si amplificano quando si restringe l’analisi a una regione.
Il risultato più utile non è scegliere una misura vincente, ma distinguere due livelli di affidabilità. La tendenza globale beneficia dell’aggregazione: parte della variabilità e degli errori regionali si compensa, e più metodi restituiscono valori complessivamente compatibili. Nei bacini, invece, contano i confini geografici adottati, la circolazione e la profondità raggiunta dalle misure. Anche attribuire una quota di calore al Pacifico o all’Oceano Indiano può cambiare se l’intervallo scelto include una fase di trasferimento intenso o una sua inversione. Le differenze percentuali non smentiscono il riscaldamento globale: mostrano che la sua geografia è più incerta della sua direzione complessiva.
Per consolidare le stime serviranno serie più lunghe e osservazioni confrontabili nel tempo. Il raffronto tra il decennio 2005-2015 e il ventennio 2005-2024 già mostra quanto una finestra breve possa enfatizzare un’anomalia temporanea, soprattutto nell’Indiano e nei flussi attraverso l’arcipelago indonesiano. Sarà importante seguire la continuità dei dati GRACE e dei suoi successori, la qualità dei profili Argo e le differenze tra rianalisi. Le prospettive dipendono dalla stabilità delle osservazioni: i risultati attuali aiutano a formulare controlli e domande, ma non giustificano previsioni certe sull’evoluzione futura di ciascun bacino o di singole ondate di calore.
La seconda parte del monitoraggio riguarda la relazione tra calore accumulato in profondità e temperatura della superficie. Un mare può continuare ad assorbire energia anche mentre la superficie mostra oscillazioni legate a venti, correnti o cicli come ENSO. Per questo il contenuto termico dell’intera colonna d’acqua non coincide con la sola temperatura superficiale, né permette da solo di anticipare un evento El Niño o una specifica ondata marina. Le nuove mappe saranno più informative se confrontate con indici climatici, misure dirette e dati sul livello del mare, mantenendo espliciti margini d’errore e differenze tra periodi.
Anche la risposta delle coste dipende da più componenti che non vanno confuse: espansione termica, aggiunta di acqua da ghiacciai e calotte, redistribuzione delle masse e variazioni di salinità. Una stima regionale più accurata può affinare il contributo dell’oceano alla variazione del livello marino, ma non sostituisce le osservazioni locali e la valutazione di altri fattori. L’avanzamento del metodo sta proprio nel rendere il confronto tra misure più coerente e nel mettere in evidenza i punti deboli. Il dato globale è una base solida; la mappa dei bacini, invece, resta un campo di ricerca aperto.
Illustrazione scientifica del globo terrestre con bacini oceanici evidenziati e satelliti in orbita; scena schematica e priva di dati cartografici puntuali.
La ricerca combina altimetria satellitare, gravimetria GRACE e profili Argo per stimare il calore accumulato negli oceani. Le differenze sono più evidenti tra bacini che nel bilancio globale, soprattutto nel confronto sul periodo 2005-2015.
Stima satellitare del calore oceanico e confronto tra bacini
