L’anno del non ritorno: “2012” !!!
Con la presente per dare una indicazione di sorta sul mutamento climatico in atto.
Circolazione generale dell’atmosfera:
L’inclinazione dell’asse di rotazione terrestre rispetto al piano dell’orbita apparente che il Sole compie intorno alla Terra in un anno, fa sì che le zone equatoriali ricevano durante l’anno una quantità di calore dal Sole superiore a quella riemessa verso lo spazio.
Al contrario ai Poli il bilancio tra calore ricevuto e calore perso è negativo. Sulla base di queste indicazioni, si potrebbe arrivare a concludere che la temperatura media all’Equatore è in continuo aumento, mentre ai Poli è in graduale diminuzione. Invece tutto ciò non accade: la temperatura media all’Equatore o ai Poli non presenta una netta tendenza all’aumento o al calo. Questo significa che deve esistere un metodo per ridistribuire il calore che la Terra riceve dal Sole.
Gli oceani e l’atmosfera sono i due mezzi tramite i quali il calore viene trasportato dalle zone equatoriali a quelle polari.
Il primo modello che cercò di spiegare come avviene tale trasporto è noto come circolazione di Hadley, dal nome del fisico che per primo lo introdusse nel 1735. In tale modello si fa l’ipotesi di poter trascurare la rotazione terrestre, che comporta in realtà sostanziali variazioni al modello di Hadley.
Il calore assorbito dalla Terra intorno all’Equatore scalda le masse d’aria soprastanti, le quali, dilatandosi, diventano meno dense, più leggere e salgono verso le alte quote della troposfera. Questa risalita d’aria genera alle basse quote una zona di bassa pressione, mentre in quota l’apporto di aria dagli strati sottostanti crea una zona di alta pressione.
Ai Poli invece il bilancio termico negativo genera un raffreddamento dell’aria che, più densa, si porta dagli strati superiori, dove si crea una zona di bassa pressione, verso il suolo, dove al contrario si genera un’alta pressione. Quindi al suolo masse d’aria fredda vengono spinte dall’alta pressione polare verso la bassa pressione equatoriale, mentre in quota aria calda viene spinta dalle alte pressioni equatoriali verso le basse pressioni polari.
Questo modello teorico è sì in grado di spiegare la ridistribuzione del calore, ma non rispecchia ciò che accade nella realtà, dove non si osserva una circolazione delle masse d’aria tra i Poli e l’Equatore lungo i meridiani, come descritto. La rotazione terrestre ha infatti l’effetto di deviare verso destra le masse d’aria in movimento nell’Emisfero Boreale e verso sinistra quelle nell’Emisfero Australe (in fisica questa spinta verso destra o sinistra prende il nome di forza di Coriolis)
Forza di Coriolis:
Per tutti gli appassionati è un passaggio obbligato: quando la curiosità per i fenomeni atmosferici ci porta a leggere un manuale di meteorologia ecco comparire il nome di questo signore (da leggere alla francese, con l’accento sulla i finale) e la sua forza misteriosa.La forza di Coriolis è necessaria per descrivere i fenomeni fisici in un sistema che ruota, nel nostro caso, la Terra; insieme alla forza centrifuga essa è una di quelle forze (talora chiamate ‘apparenti’) che si originano nei sistemi di riferimento soggetti a rotazione o a variazioni di velocità, come la giostra o l’automobile. Il motivo per cui la forza di Coriolis ci è assai meno familiare della forza centrifuga, che sperimentiamo tutti i giorni, è solo che essa è troppo debole per essere avvertita dal nostro corpo mentre corriamo a andiamo in automobile.
Qualitativamente, si può intuire l’origine di questa forza con il seguente esperimento mentale: stiamo osservando dallo spazio un proiettile sparato dal polo Nord verso l’equatore, e immaginiamo di osservare la rotazione terrestre, che sotto di noi avviene in senso antiorario. Poiché il proiettile non è vincolato alla superficie esso giungerà, per noi senza sorpresa, a destra del bersaglio verso cui era stato lanciato; invece, per chi è rimasto a terra, è come se un filo invisibile avesse a poco a poco curvato la sua traiettoria. Se ripetessimo l’esperimento in maniera simmetrica nell’altro emisfero, guardando dal polo Sud, troveremmo che il colpo ha mancato il bersaglio perché deviato a sinistra. Nella pratica noi descriviamo i fenomeni atmosferici con un sistema di riferimento solidale con il pianeta, non da un punto fisso dello spazio, ed ecco spiegato perché è comodo introdurre la forza di Coriolis, un filo invisibile che modifica il moto dei proiettili, ma anche delle masse d’aria. Si può dimostrare matematicamente che la forza di Coriolis cambia segno nei due emisferi, che la sua intensità è direttamente proporzionale alla velocità dei corpi, ed infine che essa vale zero all’equatore, per diventare massima ai poli.
I moti delle masse d’aria sono profondamente influenzati dalla forza di Coriolis, specie alle medie ed alte latitudini: cicloni e depressioni extra-tropicali esistono perché la forza deviante tende continuamente a bilanciare la forza di gradiente (dovuta alle differenze di pressione): dove la forza deviante è più intensa, vicino ai poli, si formano le depressioni più profonde. Di più, gran parte della dinamica dell’atmosfera, può essere interpretata come un continuo gioco di equilibrio tra le forze di pressione e la forza di Coriolis: quando questo equilibrio viene meno nascono i moti verticali, quindi le perturbazioni e tutto quello che ne consegue (per questi argomenti vedere i capitoli sul vento geostrofico, sulla forza di gradiente).
Riprendendo il discorso la deviazione delle masse d’aria dà all’atmosfera terrestre una dinamica differente da quella prevista da Hadley, dinamica che va sotto il nome di circolazione generale dell’atmosfera. Così le masse d’aria, dopo essere salite in quota all’Equatore, non riescono ad arrivare fino ai Poli: intorno ai 30° di latitudine riscendono verso il suolo, dando origine a una fascia di alte pressioni subtropicali, in corrispondenza delle quali si trovano i deserti più estesi del pianeta. Intorno ai 60° gradi di latitudine si trova invece una fascia di basse pressioni, dove l’aria sale fino alle quote superiori, per poi raggiungere i Poli.
A questa fascia di basse pressioni appartiene ad esempio il Ciclone d’Islanda, che è tra i principali responsabili delle condizioni meteorologiche sull’Europa. Questo modello, che rispetto al quello di Hadley trova effettivamente riscontro nelle osservazioni, non va però inteso come immobile: quella descritta è solo una situazione media. Non è infatti raro che il Ciclone d’Islanda si spinga con profonde saccature fino alle latitudini del Mediterraneo o che l’Anticiclone delle Azzorre raggiunga le isole britanniche.
Il Clima:
Il clima non è altro che l’insieme delle condizioni atmosferiche medie nella loro abituale successione al di sopra di una regione durante un determinato periodo, considerate anche in rapporto agli effetti che producono sulla morfologia terrestre e sulla distribuzione degli organismi vegetali e animali.
Gli elementi del clima sono tutti quei fenomeni meteorologici che nelle loro diverse combinazioni definiscono il clima; essi sono considerati nei loro valori medi ottenuti attraverso osservazioni durante numerosi anni. I principali elementi climatici sono: l’insolazione, la temperature, la pressione, l’umidità , le precipitazioni e la nuvolosità.
Insolazione. È elemento di fondamentale importanza in quanto da esso dipendono direttamente o indirettamente tutti gli altri fenomeni atmosferici: dell’energia solare che arriva nell’atmosfera, una parte (radiazioni più corte) viene diffusa dalle nubi e dalle molecole dei gas costituenti l’aria , una parte è assorbita dal vapor acqueo e dall’anidride carbonica, una parte (radiazioni lunghe) arriva al suolo dove viene assorbita e nuovamente irradiata nell’atmosfera. L’entità dell’insolazione misurabile sulla superficie terrestre durante il giorno dipende dall’angolo di incidenza dei raggi solari e dalla durata del dì; notevole influenza è esercitata dalla nuvolosità: l’insolazione, che teoricamente diminuisce dall’equatore ai poli, non ha infatti il suo massimo all’Equatore, ma in corrispondenza dei tropici, dove la trasparenza dell’aria è maggiore.
Temperatura. La distribuzione della temperatura sulla superficie terrestre viene rappresentata mediante le isoterme annue, linee che uniscono tutti i punti di egual temperatura media annua, ridotta a livello del mare; esse indicano che la temperatura, seguendo l’andamento dell’insolazione, diminuisce dall’Equatore ai poli: la zona più calda non è però quella equatoriale dove l’abbondante vegetazione e la forte umidità provocano l’abbassamento dei valori medi, ma una zona continentale (equatore termico) spostata verso il Tropico del Cancro; così i poli del freddo non coincidono con i poli geografici, ma sono spostati nelle regioni circumpolari continentali. Per gli studi climatici hanno anche grande interesse le escursioni termiche tra le medie dei massimi e dei minimi diurni, mensili e annui.
Pressione. È importante soprattutto per l’influenza che esercita su molti fenomeni atmosferici, quali i venti, le precipitazioni, i moti convettivi dell’aria; notevole importanza ha anche per i cosiddetti climi di altitudine, poiché la diminuzione di pressione con l’altezza influisce non solo su alcuni parametri fisici (temperatura, umidità ecc.) ma ha anche notevoli effetti fisiologici sugli organismi viventi.
Umidità.
Quanto all’umidità, si possono considerare sia l’umidità assoluta sia quella relativa; agli effetti di uno studio climatico si preferisce considerare l’umidità relativa, la cui variazione provoca effetti sensibili anche sugli organismi. L’umidità varia in continuazione con l’evaporazione e con le precipitazioni atmosferiche; le regioni meno umide sono quelle lontane dai mari e prive di vegetazione. L’umidità diminuisce anche con l’altezza, quella assoluta molto rapidamente, mentre l’umidità relativa decresce lentamente poiché diminuisce contemporaneamente la temperatura.
Precipitazioni. Sono un elemento climatico, dipendente soprattutto dalla temperatura e dall’umidità dell’aria, molto usato nelle classificazioni climatiche. Vengono usati i totali mensile e annuo di tutte le precipitazioni, la frequenza e l’intensità delle piogge, i valori medi mensili e, in particolare, il regime delle precipitazioni, cioè la loro ripartizione mensile e stagionale. Nuvolosità. Influisce sulla temperatura in quanto impedisce a gran parte della radiazione solare di giungere al suolo; d’altra parte trattiene le radiazioni caloriche emesse dal suolo impedendo un forte raffreddamento notturno e riducendo quindi l’escursione termica diurna.
I fattori climatici sono le condizioni che producono variazioni sugli elementi del clima; si distinguono fattori zonali che agiscono con regolarità dall’Equatore ai poli e fattori geografici che agiscono in modo diverso per ogni località.
Fattori zonali. Sono fattori zonali: la latitudine, per cui dall’Equatore ai poli diminuisce la temperatura poiché l’energia solare che la superficie terrestre riceve decresce; la circolazione generale atmosferica, che influisce attraverso gli scambi di calore tra le regioni calde intertropicali e le regioni più fredde delle medie e alte latitudini (corrente a getto)
Fattori geografici.
Sono fattori geografici l’altitudine, la distribuzione delle terre e dei mari, le correnti marine, la vegetazione e l’attività umana. L’altitudine ha grande influenza sul clima poiché con l’altezza diminuiscono la temperatura, la pressione e l’umidità, mentre aumentano l’irraggiamento solare e, fino a una certa quota, la piovosità. Molto importante è anche la disposizione dei rilievi: una catena montuosa trasversale alla direzione prevalente dei venti può provocare forte piovosità nel versante sopravvento e siccità nel versante opposto. Per questi motivi è stato definito un particolare clima, detto clima montano, caratterizzato da forti escursioni termiche, diurne e stagionali, da notevoli variazioni locali e da instabilità atmosferica. La distribuzione delle terre e dei mari provoca notevoli modificazioni dei valori della temperatura alle diverse latitudini. Il suolo ha scarsa capacità termica e si riscalda velocemente, ma altrettanto rapidamente cede il calore agli strati atmosferici; i continenti sono quindi soggetti a sbalzi termici notevoli sia giornalmente sia durante l’anno; al contrario il mare, potendo trasmettere il calore attraverso moti convettivi, ha una notevole capacità termica e può quindi cedere lentamente il calore ricevuto attenuando le oscillazioni di temperatura.
Si possono perciò distinguere due tipi climatici: il continentale e il marittimo; il primo è caratterizzato da forti escursioni termiche, da scarsa umidità e da limitate precipitazioni, mentre il secondo è caratterizzato da una certa uniformità tra estate e inverno, da deboli escursioni e da maggiore umidità e piovosità. Le correnti marine agiscono sul clima delle regioni costiere interessate: le correnti calde lo rendono costantemente caldo-umido, mentre quelle fredde lo rendono freddo-umido. La vegetazione, quando è molto abbondante, provoca una diminuzione di temperatura e un aumento di umidità soprattutto in corrispondenza dei mesi più caldi. L’attività umana in generale agisce sul clima in quanto modifica l’ambiente naturale.
L’estrema variabilità dei fenomeni climatici rende possibile un numero elevatissimo di combinazioni e quindi di tipi climatici; per questo motivo una classificazione che comprenda tutti i climi della Terra è piuttosto problematica. In generale si può dire che una classificazione è tanto più completa quanto più numerosi sono gli elementi climatici che prende in considerazione.
Alcuni studiosi hanno dedotto dall’osservazione del clima, protratta per lunghi periodi di tempo, l’esistenza di oscillazioni che si succedono nel tempo con una certa ritmica regolarità. Il ciclo climatico più noto è quello segnalato da Brückner, secondo cui si avrebbe ogni 35 anni un gruppo di annate piovose e fredde seguite da annate calde e secche; un altro ciclo proposto per l’Europa è quello in cui s’individua, ogni 11 anni, un gruppo di inverni molto rigidi.
Nel classificare il clima di una determinata regione è fondamentale la persistenza della corrente a getto.
Si definisce corrente a getto una corrente stretta, forte e concentrata lungo un asse quasi orizzontale, situata nella troposfera superiore e nella stratosfera, caratterizzata da un forte gradiente verticale e laterale dell’intensità del vento che presenta uno o più massimi di velocità. In genere la lunghezza di una corrente a getto è di diverse migliaia di km, la sua larghezza di qualche centinaia di km e la sua altezza di qualche km. La velocità del vento è normalmente maggiore di 60 kts, lo shear verticale è di 5/10 metri al secondo per chilometro, quello orizzontale di 5 m\sec per 100 km, le nubi caratteristiche sono i cirri e la quota alla quale si trova il suo asse è intorno ai 250 hpa. Le principali correnti a getto sono il getto polare e quello subtropicale. Di minore importanza sono il getto equatoriale e quello artico.
Caratteristiche di una corrente a getto:
La corrente a getto può essere raffigurata come un fiume d’aria che scorre velocemente (da ovest verso est) nell’alta troposfera. Raggiunge uno sviluppo di 4000-5000 km con una grandezza dell’ordine del centinaio di km.
Ha carattere circumpolare e nel suo percorso alterna dei massimi di velocità a regioni con velocità inferiori. La larghezza delle zone con velocità superiori a 100 kts è di circa 200 km. I massimi di velocità raggiunti dal getto assumono in estate valori inferiori a quelli assunti durante l’inverno; anche la sua posizione cambia con la stagione: in estate si trova a latitudini più alte che quelle invernali.
La sua presenza è evidenziata da una brusca variazione d’altezza della tropopausa dovuta ad una superficie frontale, detta fronte del getto, che si estende dal suolo sino alla tropopausa. Facendo una sezione verticale del getto si può evidenziare la presenza del fronte del getto e la distribuzione della velocità del vento. In particolare il getto presenta al centro un massimo di velocità, detto “core” del getto, localizzato nell’aria calda e da una quota che mediamente è circa un km al di sotto della tropopausa dell’aria calda stessa.
Fondamentale è definire anche le onde di Rosby che sono delle linee ideali tracciate al suolo dalle ondulazioni del getto polare con forma sinusoidale.Sono dovute alla corrente a getto in quota di 300 hPa circa : la corrente a getto è una specie di autostrada dove scorrono venti molto forti da ovest verso est nell’emisfero settentrionale.
L’origine delle onde di Rosby, che sono dinamiche e cambiano continuamente forma nella loro ondulazione, sono dovute principalmente allo scambio termico fra il polo e l’equatore.
Sul ramo ascendente delle onde di Rosby (che vede affluire da Nord aria fredda e da sud quella calda, quindi sede di maggiore contrasto termico) si forma una catena di depressioni che scorrono in seno alle correnti occidentali oceaniche.
Viene coinvolto il ramo ascendente perchè è su questo che si attiva la circolazione antioraria della formazione delle depressioni (forza di Coriolis). Nelle fratture della corrente a getto vi sono le depressioni tipo il vortice islandese. )
I mutamenti climatici:
sono le variazioni a livello globale del clima della Terra. Essi si producono a diverse scale temporali su tutti i parametri meteorologici: temperature massima e minima, precipitazioni, nuvolosità, eccetera. Sono dovuti a cause naturali e, negli ultimi secoli, anche all’azione dell’uomo.
Si utilizza questo termine, in modo poco appropriato, per riferirsi ai cambiamenti climatici che avvengono nel presente, utilizzandolo quindi come sinonimo di riscaldamento globale. La Convenzione Quadro delle Nazioni Unite sui Cambiamenti Climatici utilizza il termine mutamenti climatici solo per riferirsi ai cambiamenti climatici prodotti dall’uomo e quello di variabilità climatica per quello generato da cause naturali. In alcuni casi, per riferirsi ai mutamenti climatici di origine umana si utilizza l’espressione mutamenti climatici antropogenici.
Il clima è lo stato medio delle condizioni meterologiche ad una scala temporale determinata. Su di esso influiscono molti fenomeni; di conseguenza, le variazioni in questi ultimi provocano i mutamenti climatici. Variazioni nelle emissioni solari, nella composizione atmosferica, nella disposizione dei continenti, nelle correnti oceaniche o nell’orbita terrestre può modificare la distribuzione dell’energia e il bilancio radiativo terrestre, alternando così il clima planetario. Queste influenze possono classificarsi in esterne e interne alla Terra. Quelle esterne sono anche denominate forzanti in quanto normalmente effettuano un’azione sistematica sul clima, sebbene vi siano fenomeni di tipo aleatorio quali gli impatti meteoritici. Fra le cause interne si riscontrano un gran numero di fenomeni né sistematici né caotici come ad esempio la corrente a getto,la corrente del golfo,l’effetto antropico,la biosfera etc
A causa di tutti questi fattori il clima è considerato un sistema complesso. A seconda del tipo dei fattori dominanti, la variazione del clima è sistematica o caotica. Per questo dipende in particolar modo dalla scala temporale a cui si osserva la variazione.
La temperatura media della Terra dipende, in gran misura, dal flusso di radiazione solare che essa riceve. Ciò nonostante, poiché questo apporto di energia varia lentamente nel tempo, non è considerato un contributo importante per la variabilità climatica. Questo avviene perché il Sole è una stella di tipo G in fase di sequenza principale, risultando quindi molto stabile. Il flusso radiativo, inoltre, è il motore dei fenomeni atmosferici poiché apporta all’atmosfera l’energia necessaria perché essi si producano.
Per altro, nel lungo periodo le variazioni divengono percettibili poiché il Sole aumenta la sua luminosità con una proporzione del 10% ogni 1.000 milioni di anni. Per questo, sulla Terra primitiva che permise la nascita della vita, 3.800 milioni di anni fa, la luminosità solare era del 70% rispetto a quella attuale.
Le variazioni nel campo magnetico solare e le correlate emissioni di vento solare sono importanti, poiché l’interazione dell’alta atmosfera terrestre con le particelle provenienti dal Sole può generare reazioni chimiche in un senso o nell’altro, modificando la composizione dell’aria e delle nubi così come la loro formazione.
L’atmosfera primitiva, la cui composizione era simile a quella della nebulosa iniziale, perse i suoi elementi volatili H2 e He, in un processo denominato degassificazione, e li sostituì con i gas provenienti dalle eruzioni vulcaniche del pianeta, in particolar modo la CO2, originando un’atmosfera di seconda generazione. In essa sono importanti gli effetti dei gas serra emessi in modo naturale dai vulcani e dai pozzi termali. D’altra parte, l’ossido di zolfo e gli altri aerosol emessi dai vulcani contribuiscono all’effetto contrario, raffreddando la Terra. A partire dall’equilibro fra le emissioni si avrà un determinato bilancio radiativo.
Con l’apparizione della vita sulla Terra, la biosfera diventò un fattore importante per il clima. Inizialmente, il gruppo di organismi fotosintetici catturò gran parte della CO2 dell’atmosfera primitiva e emise una grande quantità di ossigeno. Questo modificò l’atmosfera, permettendo l’apparizione di nuove forme di vita aerobica, favorite dalla nuova composizione dell’aria. Aumentò così il consumo di ossigeno e diminuì il consumo netto di CO2 fino a raggiungere un equilibrio, l’atmosfera di terza generazione, che permane tuttora. Questo delicato equilibrio fra le emissioni e gli assorbimenti si rende evidente nel ciclo del carbonio, per cui la CO2 presenta oscillazioni annuali a seconda delle stagioni di crescita delle piante.Analogamente all’influenza diretta da parte del vento solare sul clima terrestre, le variazioni del campo magnetico terrestre possono influenzarlo in modo indiretto poiché, in funzione del suo stato, possono essere trattenute o meno le particelle emesse dal Sole. Si è dimostrato che nelle epoche passate vi furono inversioni di polarità e ampie variazioni nella sua intensità, per cui il campo magnetico fu prossimo allo zero in alcuni periodi. Analogamente, i poli magnetici, sebbene tendano a essere prossimi ai poli geografici, in alcune occasioni si sono trovati in prossimità dell’Equatore. Questi accadimenti influenzarono il modo per cui il vento solare raggiunse l’atmosfera terrestre.
Durante le inversioni dei poli il campo magnetico non scompare ma modifica la sua struttura e diventa più complesso. Le sue linee di forza in prossimità della superficie terrestre tendono a divenire aggrovigliate e i poli magnetici si spostano prima di completare l’inversione.
Gli scienziati ritengono dunque che in tale evento epocale non vi sia l’azzeramento del campo magnetico ma questo continui ad esistere anche se con caratteristiche che, come abbiamo visto, sono diverse dai periodi di polarità normale.
L’inversione dei poli magnetici potrebbe avere determinati effetti sulla vita umana e del mondo animale.
Tale fenomeno infatti porterebbe la Terra ad avere una minore schermatura contro il vento solare e questo potrebbe comportare un assottigliamento dello strato di ozono e una maggiore penetrazione delle radiazioni ultraviolette che determinerebbe un aumento delle malattie tumorali per gli esseri umani.
Il fenomeno potrebbe avere anche effetti sulle specie animali che impiegano il campo magnetico per il proprio orientamento (le balene, le tartarughe, alcune specie di uccelli migratori).
Comunque la comunità scientifica sembra comunemente nell’essere in accordo sul fatto che i dati in possesso sullo spostamento dei poli nella dinamica attuale possa comportare nel giro di poche migliaia di anni il ripetersi del fenomeno dell’inversione dei poli magnetici, anche se non vi è accordo sui rischi che questo fenomeno possa comportare per la vita sulla Terra, come un incremento dell’attività sismica e vulcanica i cui effetti potrebbero essere notevoli e sconvolgenti.
Comunque sia sebbene la luminosità solare si mantenga praticamente costante nei millenni e l’inversione dei poli sia ancora un fattore non imputabile ad un cambio climatico, varia invece l’orbita terrestre. Questa oscilla periodicamente, modificando la quantità media di radiazione che riceve ogni emisfero nel tempo. Ci sono tre fattori che contribuiscono a modificare le caratteristiche orbitali facendo in modo che l’insolazione media degli emisferi vari sebbene il flusso globale di radiazione rimanga lo stesso. Si tratta della precessione degli equinozi, dell’eccentricità orbitale e dell’obliquità dell’orbita o inclinazione dell’asse terrestre.
Variazione dell’eccentricità dell’orbita. Il nostro pianeta orbita intorno al sole su una traiettoria ellittica, ma non costante. In effetti questa ellisse si modifica col tempo, da una ellissi più pronunziata a una meno pronunciata (quasi circolare), e compie un intero ciclo in circa 100.000 anni.
Variazione dell’inclinazione dell’asse terrestre.
L’asse terrestre, inclinato rispetto il piano dell’orbita, cambia la sua inclinazione da 21.5° a 24.5°. Questa variazione compie un ciclo completo ogni 41.000 anni. Questo porta a una variazione della intensità delle stagioni.
Precessione degli equinozi. Oggi l’asse terrestre mantiene la stessa direzione lungo l’arco di un anno, cioè il suo prolungamento verso Nord punta sempre sulla Stella Polare. L’asse terrestre si muove, non solo in angolo, ma anche i direzione, ed ogni 21.000 anni compie un giro completo. Ovviamente le variazioni nei parametri orbitali non modificano la quantità di energia che il sole ci invia, ma si ripercuotono sulla “insolazione”, cioè sulla quantità media di energia solare che raggiunge i vari punti della superficie terrestre.
Da considerare che da 11.000 anni a questa parte mai il Sole mai è stato così attivo come negli ultimi 70 anni.
Lo afferma lo scienziato Sami Solanki, dell’Istituto Max Planck (Germania) insieme ai suoi collaboratori.
L’attività solare si manifesta attraverso un aumentato del numero delle zone oscure (le macchie solari) sulla superficie del Sole ogni 11 anni.
In un momento di grande calma, il Sole ne può essere completamente privo, mentre al massimo della sua attività presenta più di cinquanta macchie.
Durante questa fase attiva, il campo magnetico del Sole si intensifica e convoglia verso la Terra dei flussi di particelle cariche.
E’ stato solo negli anni Ottanta che astronomi e climatologi hanno cominciato a ipotizzare un legame tra le macchie solari e l’energia irradiata.
E hanno riletto in questa ottica anche i dati del passato: fra il 1645 e il 1715, periodo in cui è stata notata un’assenza totale delle macchie solari, un freddo senza precedenti si abbatté sull’Europa.
Questa “piccola era glaciale” (PEG) è stata attribuita a un’attività solare ridotta al minimo. Al punto che oggi i climatologi stimano che un’attività del Sole minima comporti un raffreddamento del clima tra 0,5 e 1°C.
Molti dei mutamenti climatici importanti sono causati da lievi variazioni causate dai fattori citati sopra, siano essi forzati o accadimenti imprevisti. Questi possono originare un meccanismo che si rafforza autonomamente (”feedback positivo“), amplificando l’effetto. Analogamente, la Terra può rispondere con meccanismi moderatori (”feedback negativo“) o con entrambi i fenomeni che agiscono contemporaneamente. Dal bilancio di tutti gli effetti originerà una variazione più o meno brusca, ma sempre imprevedibile sul lungo periodo in quanto il sistema climatico è un sistema caotico e complesso.
Un esempio di feedback positivo è ľeffetto albedo, un aumento della massa glaciale che incrementa la riflessione della radiazione diretta e, di conseguenza, amplifica il raffreddamento.
Inoltre vi sono fattori moderatori dei mutamenti climatici. Uno di essi è l’effetto della biosfera e, più concretamente, degli organismi fotosintetici sull’aumento del diossido di carbonio nell’atmosfera. Si stima che l’incremento di questo gas porterà a un aumento della crescita degli organismi che lo utilizzano, fenomeno provato sperimentalmente in laboratorio. Gli scienziati credono, comunque, che gli organismi siano capaci di assorbirne solo una parte e che l’aumento globale della CO2 proseguirà.
Ci sono quindi meccanismi di retroazione per cui è difficile chiarire in che senso attuino. Nel caso delle nubi, attualmente si è giunti alla conclusione, mediante osservazioni dallo spazio, che l’effetto totale che esse producono è di raffreddamento; questo studio si riferisce però alle nubi attuali. L’effetto netto futuro e passato è difficile da stabilire in quanto dipende dalla composizione e dalla formazione delle nubi stesse.
Un altro fattore è l’attività umana che ha intensificato il naturale effetto serra a partire dalla rivoluzione neolitica, grazie alla diminuzione della biomassa degli ecosistemi artificiali agricoli e dei loro suoli. Un’impennata nella concentrazione di gas serra si è avuta con l’utilizzo di combustibili fossili, che ha intaccato le riserve geologiche di carbonio. Altre cause sono con la maggior produzione di metano dovuta ad un’esplosione dell’allevamento intensivo e delle colture a sommersione (per esempio il riso). Anche il vapore acqueo e altri prodotti di sintesi, quali i clorofluorocarburi e altri gas serra, contribuiscono all’intensificazione dell’effetto serra.
Ogni anno vengono liberate nell’atmosfera circa 25 miliardi di tonnellate di CO2, mentre il pianeta riesce a riassorbirne meno della metà mediante la fotosintesi clorofilliana. Questa alterazione del ciclo del carbonio è problematica non tanto a causa della sua entità, ma quanto per la sua velocità. Infatti le oscillazioni naturali del ciclo del carbonio hanno sempre causato i cicli plurimillenari delle glaciazioni. Il problema è comprendere e prevedere con quali conseguenze il pianeta (che ha una grossa inerzia) riuscirà ad adattarsi a questo velocissimo aumento di anidride carbonica.
La concentrazione nell’atmosfera di anidride carbonica è attualmente (2005), di circa 380 ppm e aumenta di circa 2 ppm all’anno. Nel XVII secolo l’aria conteneva 280 ppm di CO2.
Per ultimo mensionerei l’influenza dei vulcani sul clima terrestre.Le eruzioni vulcaniche sono in grado di scatenare cambiamenti climatici enormi ed in tempi brevi con un’efficacia che non ha pari in natura, perché le polveri sottili immesse nell’atmosfera creano una pellicola che oscura il sole e quindi il calore da esso prodotto.
In pochi mesi possono abbassare le temperature atmosferiche dell’intero globo, scatenando siccità od inondazioni e memorabili ondate di freddo.
La più intensa eruzione vulcanica degli ultimi mille anni si è verificata nel 1815, quando esplose il vulcano Tambora, in Indonesia. Gli anni seguenti furono segnati dalle carestie. Il 1816 sarà ricordato come “l’anno senza estate” nell’emisfero settentrionale, perchè nei mesi estivi sia in Europa che nell’America del nord si verificarono continue alluvioni e le temperature furono così basse e le precipitazioni talmente abbondanti, che in vaste zone il grano non maturò causando gravi carestie.
Conclusioni:
Il riscaldamento dell’atmosfera è dovuto principalmente a tre fattori: l’effetto serra(naturale e antropico), l’irraggiamento solare e l’attività geotermica dei vulcani.
1)L’effetto serra naturale può subire modifiche solo dovute ad un cambiamento dell’irragiamento solare, a modifiche comunque astronomiche, a diversificazioni delle biomasse, allo spostamento continentale, modifica delle correnti marine etc.;
2)quello antropico cambia a seconda dell’uomo;
3)la geotermia vulcanica è un fattore incipiente,ma per brevi periodi.
Stando a questo breve riassunto un mutamento climatico persistente sembrerebbe più consono ad un mutamento delle condizioni astronomiche, effetto serra naturale e dell’effetto umano sul pianeta.
Il riscaldamento causato dall’uomo è pari a 2 watt/cm2 contro i 170 watt/cm2 dell’effetto serra naturale, i 2 watt/cm2 dei vulcani e la geotermia in generale.
Se ne deduce che la produzione di CO2 umana ha una influenza minima sulle correlazioni climatiche e l’attività vulcanica è degenerativa solo in casi eclatanti, ma allora cosa influenza il cambio climatico in atto?
Senza ombra di dubbio l’effetto serra naturale che rientra in cicli prestabiliti naturali che nell’ultimo secolo l’uomo ha solo accelerato.
La soglia del non ritorno, ovvero quel punto per il quale qualsiasi operazione risulta vana, è stato superato con il valore di CO2 presente per m3 nell’atmosfera, stando ai dati di rilevazione di anidride carbonica riscontrata sia nelle masse glaciali che negli alberi nonché nei sedimenti rocciosi.
Stabilito che il riscaldamento del pianeta, la nostra Gaia, è dovuta a fattori naturali, coadiuvata dalla presenza dell’uomo che ne ha impresso una accelerazione, cosa ci dobbiamo aspettare?
Innanzitutto al riscaldamento attuale, che dovrebbe aver raggiunto il picco nei primi anni 2000, seguirà, a causa dello sciogliersi dei ghiacciai, una modifica della circolazione termoalina del nord atlantico con generale raffreddamento del vecchio continente.
Da qui entrerebbe in gioco l’effetto feedback positivo con aumento dell’effetto albedo continentale dell’emisfero boreale dove risiede la maggior parte della massa terrestre; conseguentemente sembrerebbe plausibile una espansione del Vortice polare verso latitudini più basse con
una naturale correlazione naturale degli effetti climatici riconducibili ad una nuova PEG con accelerazione impressa dall’uomo.
In questa situazione è evidente che la corrente a getto ha un’influenza fondamentale per gli scambi di calore tra polo e equatore.
I tempi sono stretti e non a caso la data del 2012 è stata da me dichiarata come il punto del non ritorno cioè il momento in cui si oltrepasserà la soglia naturale per l’ingresso in una fase di nuovo raffreddamento climatico mondiale.
Cordialmente
Luca Romaldini
