QUESTO PAZZO CLIMA

“ I tentativi di previsione del tempo e le possibili evoluzioni del clima”

Non possiamo parlare di clima o di previsione del tempo se non conosciamo le dinamiche dell’atmosfera, quella sottile pellicola gassosa che circonda la Terra.

Essa è sempre stata al centro dell’attenzione umana, tanto che Isocrate circa 2400 anni fa la definì come: “ la turbolenza in cui viviamo”.  Queste parole risultano attualissime e suggeriscono perché lo studio dell’atmosfera e dei suoi fenomeni sia così complesso.

Heisenberg (uno dei fondatori della meccanica quantistica) in un seminario nel 1974 citò la “turbolenza” come uno dei problemi irrisolvibili della scienza moderna.

L’aria, specie la troposfera, si trova perennemente in uno stato caotico: i suoi fenomeni sono “non lineari” e quindi essenzialmente imprevedibili; la turbolenza in cui viviamo è fondamentale per la nostra esistenza e il suo comportamento è una sfida per la ricerca. In realtà il caos, cioè il disordine, è una proprietà di molti aspetti della natura, in particolare le previsioni meteorologiche così importanti per la vita quotidiana.

Per prevedere il tempo, il servizio meteorologico che fa capo all’Organizzazione Meteorologica Mondiale si serve di computer, di radar particolarmente utili per il monitoraggio e il controllo dei cicloni tropicali, inoltre vengono utilizzati satelliti che forniscono immagini nitide dei sistemi nuvolosi, consentendo di individuare le perturbazioni atmosferiche e di seguirne gli spostamenti.  Sembra facile, con questi strumenti prevedere il tempo che farà, ma non è così: nonostante tutti gli sforzi ci si può fidare di previsioni entro i due/tre giorni; oltre, l’incertezza è notevole. L’imprevedibilità è dovuta al fatto che i fenomeni meteorologici derivano dall’interazione di molti fattori, ognuno dei quali può cambiare la situazione.

Come una goccia d’acqua fa traboccare il vaso, così nell’atmosfera una piccola causa può produrre un grande effetto, situazione che viene definita dai fisici di “non linearità”.

Il clima e l'effetto serra
Il clima condiziona la nostra vita, sembra un argomento di conversazione poco impegnato, adatto a stabilire un dialogo, infatti quando si parla di clima, la maggior parte delle persone afferma: "le stagioni non sono più quelle di una volta", o ancora "fa troppo caldo, troppo freddo.."Ma è davvero così?
Teoricamente la climatologia offre una risposta scientifica, ma ancora oggi non è così sicura. In meteorologia, la parola "tempo" definisce l'insieme delle manifestazioni atmosferiche: pioggia, vento, freddo, caldo... Pur nell'ambito di un'ampia variabilità le condizioni meteorologiche di un luogo sono comprese entro valori determinati di piovosità, temperatura e così via. Nell'arco di molti anni, questi valori possono toccare limiti estremi, ma ad esempio la piovosità tipica delle foreste equatoriali, non si riscontrerà mai in un deserto.
Molti scienziati hanno dato una definizione di "clima", ad esempio per il Pinna si tratta di una risultante delle situazioni più tipiche che si ripetono più volte nel corso dell'anno e che pertanto lasciano la loro impronta nelle condizioni ambientali.
Il clima terrestre, pur essendo apparentemente stabile, e comunque mantenendosi in un "equilibrio dinamico", in realtà è sempre cambiato. La Terra sin dalle sue origini ha subito un'alternanza di periodi caldi e freddi, culminati anche da periodi glaciali, intervallati da fasi di clima temperato o caldo.
Il clima ha scolpito la superficie terrestre e ne ha condizionato la vita dei suo abitanti; già dal '700 Fourier e Carnot ritenevano che i responsabili delle variazioni climatiche fossero l'energia solare e il biossido di carbonio.
Oggi sappiamo che tutta l'energia che la popolazione ha a disposizione (tranne quella atomica) deriva direttamente o indirettamente dal Sole: l'energia emessa nell'unità di tempo è enorme, ma la Terra, a causa delle ridotte dimensioni e della distanza ne riceve al limite superiore dell'atmosfera circa 2 cal/min su una superficie di un centimetro quadrato. Questa quantità di energia non ha significative variazioni nel tempo ed è chiamata costante solare.
Contrariamente  a quanto si possa pensare, l'atmosfera non viene riscaldata direttamente dai raggi solari, in quanto essi consistono in radiazioni elettromagnetiche aventi diversa lunghezza d'onda, ma alle quali l'atmosfera è perfettamente trasparente. La quantità di radiazione solare che giunge al suolo viene in parte restituita come radiazione infrarossa che scalda l'atmosfera.
Il bilancio energetico della radiazione solare è questo: di tutta la radiazione che raggiunge la parte superiore dell'atmosfera solo il 51% riesce a raggiungere la superficie terrestre mentre il rimanente 49% viene assorbito e riflesso dall'atmosfera.
La superficie terrestre assorbe circa il 47% delle radiazioni, mentre il 4% viene riflesso sotto forma di onde lunghe ( infrarosso) le quali vengono assorbite quasi completamente dai "gas serra" presenti nell'atmosfera, che comprendono oltre all'anidride carbonica, anche metano, protossido di azoto e altri gas prodotti dalle attività umane.
Se non fossero presenti questi gas serra la temperatura sulla Terra sarebbe di circa 33°C inferiore a quella attuale.

 

Se prendiamo in considerazione lunghi intervalli di tempo, si può constatare che la temperatura media si mantiene pressochè costante, infatti il sistema Terra - atmosfera, restituisce  allo spazio la stessa energia che giunge dal Sole; questo bilancio termico varia notevolmente con la latitudine: alle basse latitudini l'energia ricevuta supera quella dissipata; alle alte latitudini accade il contrario , ma il movimento delle masse d'aria e degli oceani trasferisce il calore da una zona all'altra in modo che il bilancio termico si mantenga pressochè nullo.

Il mondo sta diventando più caldo?

L'equilibrio tra atmosfera, biosfera e idrosfera può essere perturbato con estrema facilità. Ogni cambiamento ha effetti sul clima perchè tutti i gas atmosferici partecipano ai cicli vitali e influenzano la temperatura. Tra i gas presenti nell'atmosfera, il biossido di carbonio ha subito aumenti e già dai primi del '900 veniva considerato il responsabile del riscaldamento dell'atmosfera.

Negli anni '50 Keeling propone di monitorare l'andamento del biossido di carbonio costruendo un osservatorio alle Hawai, in particolare sul Mauna Loa, in quanto " distante migliaia di Km da qualsiasi massa continentale, il suo ambiente è uno dei più puliti al mondo ed è ideale per misurare i gas atmosferici che potrebbero modificare il clima".

Dopo un solo decennio, i dati acquisiti permettono di osservare che la presenza di biossido di carbonio aumenta con un tasso dello 0,3% all'anno; nell'era preindustriale la concentrazione di biossido di carbonio era circa 280 ppm, nel 1957 circa 315 ppm e nel 2008 circa 386 ppm.

Le cause di questo aumento sono in parte naturali come le eruzioni vulcaniche, e in parte  umane quali l'uso di combustibili fossili e la deforestazione. Fortunatamente una parte viene utilizzata dalla vegetazione, dai microrganismi fotosintetici o fissati dagli organismi marini.

La Terra si sta scaldando, così come aumenta la quantità di biossido di carbonio.

Il clima però è condizionato da diversi fattori quali l'attività solare, l'attività vulcanica, i moti della Terra, quindi non è solo il biossido di carbonio il colpevole dei cambiamenti climatici.

Come sarà il clima?

Cosa accadrà nei prossimi decenni?

Questa è la domanda che tutti si pongono, ma è ancor più difficile trovare una risposta. Sappiamo che ci sono molte variabili in gioco le quali non lasciano spazio a previsioni certe. Per il XXI secolo gli scienziati prevedono un aumento di temperatura tra 1 e 3,5 °C, aumento più marcato ai poli e meno all'equatore.

Cosa accadrebbe se la Terra fose di un paio di gradi più calda?  Il problema è anche dovuto all'instabilità del sistema climatico. Una delle prime conseguenze dovrebbe essere l'intensificazione el ciclo idrogeologico, infatti i modelli prevedono un aumento globale delle precipitazioni e dell'evaporazione tra il 3 e il 15 %. Alcune regioni quindi potrebbero avere un clima più umido, altre più arido. Nell'emisfero settentironale il regime delle piogge dovrebbe comportare forti differenze stagionali, mentre nelle zone subtropicali significherà siccità più frequente  ed estesa, inondazioni frequenti e tempeste più numerose. Nelle zone aride invece, si dovrebbe assistere ad un aumento della desertificazione.

L'aumento del livello del mare come risultato dello scioglimento dei ghiacci è una delle conseguenze più accreditate. Se dovesse aumentare il livello del mare si assisterebbe ad una maggiore erosione delle coste, un rafforzamento degli uragani e l'acqua salata potrebbe contaminare le riserve idriche. Se poi il livello del mare dovesse salire oltre un certo limite gli scenari potrebbero essere apocalittici: New York, Alessandria d'Egitto e Venezia sarebbero completamente sommerse!

Ma se l'atmosfera si scalda, la copertura delle nubi dovrebbe aumentare a causa dell'evaporazione e ciò potrebbe influenzare in modo determinante anche la formazione di tifoni e uragani.

E' difficile immaginare cosa potrà accadere a livello globale, ma è forse più facile ipotizzare cosa potrà accadere su piccola scala. 

Cosa potrà succedere in Europa o meglio ancora in Italia? 

Le simulazioni numeriche indicano che la situazione dell'Europa dovrebbe essere radicalmente diversa da Nord a Sud. Le piogge nelle regioni settentrionali dovrebbero essere più abbondanti in inverno, al contrario il clima a sud sarà umido. 

Se la tendenza al riscaldamento rimarrà costante alla fine del XXI secolo i ghiacciai delle Alpi saranno quasi spariti. La regione mediterranea potrebbe assumere caratteristiche tipiche dei tropici, con una trasformazione del regime delle piogge: siccità prolungata, alternata a tempeste che scaricheranno in poco tempo quantità d'acqua che il terreno non è in grado di assorbire e quindi un maggior rischio idrogeologico.

L'aumento delle catastrofi naturali, i deficit cronici di acqua, l'alterazione del regime delle piogge e l'erosione del suolo sono una realtà e, poco cambia se "l'impronta umana" sul clima è stata individuata o no.

Altri scienziati, attribuiscono ad altri fattori i cambiamenti climatici, in paricolare l'andamento delle correnti oceaniche. Da studi effettuati sulla dinamica delle correnti oceaniche, si pensa che il sistema di circolazione dell'Atlantico settentrionale abbia due modalità di funzionamento, sostanzialmente stabili  ma con possibilità di passaggio dall'una all'altra. La Corrente del Golfo raggiunge il Mar di Norvegia rendendo mite il clima dell'Europa nord-occidentale; la sua estensione più settentrionale è  indebolita  da una diminuzione di salinità nelle acque superficiali: l'acqua meno  densa  e meno capace di inabissarsi durante il raffreddamento invernale. Se la circolazione del nord Atlandico viene rallentata, anche l'acqua calda proveniente dal Golfo del Messico sarà sempre minore. Sembra quindi che il sistema climatico regga su un delicato equilibrio che potrbbe "saltare" all'improvviso per situazioni diverse. A innescare questo cambiamento potrebbe essere tanto un accentuato scioglimento delle calotte glaciali che immette grandi quantità  di acqua freddda nell'oceano, quanto una maggiore evaporazione; in entrambi i casi il risultato è una diminuzione di salinità, meccanismo che regolala circolazione oceanica. Se la Corrente del Golfo non raggiungesse più latitudini settentrionali, le conseguenze sarebbero disastrose e le temperature scenderebbero dai 5 a 11°C.

Quindi, cosa ci dobbiamo aspettare? Il clima è caotico, dipende da molte variabili, ma non dobbiamo pensare ad una catastrofe dietro l'angolo. Ci potrebbe effettivamente essere una mitigazione piuttosto che un'accelerazione del riscaldamento globale. Perchè non provare ad essere ottimisti?  Se effettivamente provassimo a ridurre drasticamente i gas serra, se controllassimo il taglio delle foreste che provvedono ad assorbire gli eccessi di biossido di carbonio, forse ci sarebbe un contenimento del biossido di carbonio e si guadagnerebbe del tempo...... forse nulla di più.