I due meccanismi principali che contribuiscono all’aumento del livello dei mari sono l’espansione termica dell’acqua del mare e lo scioglimento dei ghiacci. La previsione del futuro contributo dovuto allo scioglimento del ghiaccio è problematica. La maggior parte dell’aumento del livello marino derivante dallo scioglimento dei ghiacci proviene dal distacco di blocchi di ghiaccio che finiscono in mare e che poi si sciolgono. La azione di distacco è accelerata dal riscaldamento globale ma la dinamica del processo non è ancora ben chiara. E’ questo il motivo per il quale la IPCC non ha incluso gli effetti dei processi dinamici in quanto non modellabili. Nel 2001 il Terzo Rapporto della IPCC (TAR) ha riportato per l’aumento del livello marino, valutazioni dell’ordine di 20-70 cm per il 2100. Nel 2007 il 4° Rapporto (4AR) ha dato una valutazione simile: 18-59 cm per fine XXI secolo. Come si raffrontano le previsioni IPCC con le osservazioni effettuate dal periodo in cui i Rapporti sono stati redatti?

Figura 1: cambiamenti del livello del mare in cm. I dati dei mareometri sono indicati in rosso, quelli misurati da satellite in blu. La banda in grigio corrisponde ai livelli previsti dal Terzo Rapporto (TAR) dell’IPCC. (Allison et al 2009).

L’aumento di livello osservato sta seguendo la linea di previsione più elevata. Perché allora i modelli sottostimano l’aumento del livello marino? La ragione principale di questa discrepanza è che gli effetti del flusso dei ghiacci cambiano ( il che non costituisce una sorpresa).La perdita di ghiaccio di Groenlandia, Antartide e dei ghiacciai terrestri sta accelerando. Anche l’Antartide orientale, precedentemente sonsiderato stabile e troppo freddo , ora sta perdendo la massa di ghiaccio. Considerando l’importanza che ha l’aumento del livello marino sulle popolazioni che affollano le aree costiere, come potremo prevedere il livello del mare con sufficiente accuratezza?
Un metodo alternativo di prevedere l’aumento del livello del mare è basato su una metodologia semi-empirica che usa la relazione tra livello marino e temperatura globale  (Vermeer 2009). Invece di modellare la dinamica dei ghiacciai, il metodo usa dei modelli di  previsione della temperatura globale che può essere calcolata con maggior grado di attendibilità. Per avere una conferma della efficacia del metodo vengono confrontati livelli marini osservati con quelli ricostruiti sulla base delle temperature globali osservate per il periodo 1880-2000. La figura 2 mostra la forte correlazione tra livelli marini osservati (linea rossa) e livelli ricostruiti (linea blu, la fascia di incertezza è segnata in blu chiaro)

Figura 2: aumento osservato del livello marino, mm/anno, ( in rosso),confrontato con il livello ricostruito calcolato dalla temperatura globale (blu scuro, con range di incertezza in blu chiaro). La linea grigia si riferisce ad una precedente semplice ricostruzione basata su temperatura e livello marino. (Vermeer 2009).

La registrazione dei dati storici evidenzia quanto sia stretta la relazione tra livello marino e temperatura globale. Pertanto le previsioni della temperatura globale possono essere impiegate per simulare i futuri livelli marini. Sono stati adottati un certo numero di scenari di emissione, basati su quanta CO₂ continuerà ad essere immessa nel corso del secolo. Nel complesso il range delle previsioni per il 2100 va da 75 a 190 cm. A mano a mano che ci si avvicina a fine secolo, il contributo dovuto allo scioglimento dei ghiacci verrà a prevalere su quello dovuto alla espansione termica. Questa è la sola differenza che c’è rispetto alle previsioni IPCC, che invece assumono che il contributo dello scioglimento dei ghiacci andrà riducendosi rispetto alla espansione termica che continuerà fin oltre il XXI secolo.

Figura 3: previsioni di aumento del livello del mare dal 1990 al 2100 basate su previsioni di temperatura IPCC in 3 diversi scenari. Il range di livello marino della previsione IPCC AR4 per questi stessi scenari è  indicato per confronto con le linee verticali a destra in basso. La linea in rosso corrisponde alle osservazioni di livello marino (Vermeer 2009).

La figura 3 riporta l’aumento del livello marino per 3 differenti scenari. Questo metodo semi-empirico predice un aumento approssimativamente 3 volte più grande di quello dato dalle previsioni IPCC AR4 (rappresentate dalle barrette verticali a destra in basso). Nel caso del livello di emissioni di CO₂ più basso, il livello marino crescerebbe di 1 m entro il 2100. Per gli altri scenari con emissioni maggiori, che sono quelli che stiamo attualmente seguendo, il livello marino a fine XXI secolo dovrebbe crescere di circa  1.4 m
Esistono delle limitazioni intrinseche in questo tipo di approccio. La registrazione della temperatura dei passati 120 anni non comprende eventi di natura non lineare e di dimensioni grandi quali ad esempio il collasso di una calotta glaciale. Pertanto questo metodo semi-empirico potrebbe non valere per un aumento improvviso  del livello marino dovuto a eventi di questo genere.
Una conferma della validità del metodo semi-empirico viene da uno studio di natura cinematica del movimento dei ghiacciai (Pfeffer 2008). Questo studio esamina il distacco dei ghiacciai in Groenlandia determinando ogni potenziale di scarica di ghiaccio basandosi su fattori quali la topografia, la superficie trasversale, e se la base rocciosa del ghiacciaio è situata sotto il livello del mare. Una analisi simile è stata fatta su ghiacciai dell’Antartide occidentale ( non ci sono notizie di analoghe indagini nell’Antartide orientale). Il metodo cinematico stima una aumento del livello marino da 80 a 200 cm per fine XXI secolo.
Le osservazioni più recenti riscontrano che il livello marino sta seguendo la parte alta del range previsto. Sia il metodo semi-empirico che il metodo cinematico forniscono conferme autonome che la IPCC ha sottostimato la crescita del livello del mare di un fattore circa 3. Esistono anche indicazioni sempre più numerose che per la fine del secolo in corso l’aumento del livello marino si avvicinerà o supererà il metro.