venerdì 5 luglio 2013

GLOBAL WARMING vs NUOVA ERA GLACIALE: chi ha ragione?

da Chi ha paura del buio? (Note) Giovedì 4 luglio 2013 alle ore 16.54



- Presentazione di Massimiliano Bellisario -

Innanzitutto benvenuti cari amici di "Chi ha paura del buio?": state per leggere il primo articolo scritto da un utente come voi, Lorenzo, che ha gentilmente donato il suo tempo per farci comprendere meglio l'argomento "cambiamento climatico".
Su Facebook ultimamente ci sono pagine che hanno preso come cavallo di battaglia il mancato Massimo Solare, indicandolo come sicura causa di una imminente glaciazione: poiché all'essere umano non piace essere rassicurato ma adora essere terrorizzato, queste pagine stanno avendo un discreto successo. Il problema è che non fanno vera divulgazione scientifica, poiché non espongono gli argomenti da un punto di vista neutrale, come si fa (o si dovrebbe fare) in qualunque attività didattica che si rispetti.
Questo aspetto invece ha sempre contraddistinto la mia pagina, e non mi importa se i "followers" non crescono al ritmo di centinaia al giorno: preferisco un post semplice, chiaro e ottimista con 20 likes, piuttosto che un testo catastrofico, ricco di imprecisioni, che faccia decine e decine di condivisioni.
Bene quindi, vi lascio all'approfondimento, fiducioso che stimoli la vostra curiosità e che possa chiarire alcuni dubbi che avete, come è successo con me.
Ringrazio Lorenzo per l'articolo, e tutti voi per la fedeltà con cui mi seguite ogni giorno.

Buona lettura!

Massimiliano



GLOBAL WARMING vs NUOVA ERA GLACIALE: dov'è la verità? di Lorenzo Colombo


In questi ultimi tempi il cambiamento climatico è stato al centro di molte discussioni e studi scientifici, e ha visto acuirsi lo scontro tra "serristi" e "negazionisti". La nascita dei social network e la diffusione capillare di Internet hanno permesso a chiunque di accedere a dati, studi e teorie, permettendo così di proporre le proprie o analizzare quelle altrui.
A seguito di ciò teorie complottistiche, di oscurantismo o di geni incompresi fanno sempre più presa sulla società, basti pensare al famoso 21/12/2012. E anche la climatologia, i cui studi dovrebbero influenzare moltissimi aspetti della nostra società, ne è stata colpita. L'ultima è quella dell'era glaciale da minimo di Maunder.

Parliamo ora dei dati degli ultimi anni, e cerchiamo di analizzarli criticamente usando un minimo di fisica del clima e di teoria dei sistemi dinamici.
I dati indicano chiaramente come in questo ultimo decennio (dal 2000 in poi all'incirca) la temperatura globale si sia comportata diversamente da quanto previsto dai modelli climatici attuali, scendendo invece di salire. Quindi in contrasto ai fantomatici gas serra, che aumentando porterebbero a un aumento della temperatura. Di conseguenza molti hanno pensato che tutto ciò che ci viene detto da 30 anni a questa parte, cioè che le attività antropiche stiano modificando il clima facendo riscaldare il pianeta, sia una bufala bell'è buona.


In primo luogo, che cos'è il clima: è un comportamento medio delle condizioni planetarie, costituito da un'intricatissima rete di processi (feedback) che si autoalimentano (positivi , destabilizzanti) o autolimitano (negativi, stabilizzanti). Un esempio di feedback positivo è quello ghiaccio-albedo: un aumento di temperatura fa sciogliere più ghiaccio, al posto del ghiaccio rimane terreno, o oceano, più scuro, che assorbe meglio la radiazione facendo aumentare la temperatura e facendo sciogliere ancora più ghiaccio, e così via. Un feedback negativo è invece quello della fotosintesi oceanica: un aumento di luce causa più fotosintesi, che produce più DMS (Dimetilsolfato). Il DMS aiuta la nucleazione delle nuvole, diminuendo la luce in superficie e riducendo la fotosintesi, opponendosi così alla causa. Sono solo due dei processi considerati, visto che una stessa causa può causare feedback climatici sia positivi che negativi, e capire il peso dei vari processi non è molto semplice.

L'intero sistema climatico terrestre è regolato dalla forzante solare, cioè l'energia depositata dal Sole sul nostro Pianeta, l'unico motore del clima. E ovviamente il valore di tale forzante varia in funzione della quantità di luce assorbita o riflessa in dall'atmosfera.
L'atmosfera è costituita da molti gas, principalmente azoto, ossigeno, vapore acqueo, anidride carbonica, ozono e altri in varie percentuali. Quindi bisogna studiare come si comportano questi gas e in che modo trasmettono l'energia: infatti il Sole ci illumina con luce essenzialmente nelle frequenze del visibile, mentre la Terra reirradia nello spazio nelle frequenze dell'infrarosso. L'azoto molecolare è abbastanza neutro in merito, così come l'ossigeno: sono molecole biatomiche, circa trasparenti a ogni lunghezza d'onda della luce. Sono la CO2 e il vapore i due gas che impediscono al pianeta di congelare. Infatti le loro molecole sono trasparenti al visibile, permettono alla luce solare di arrivare a terra, mentre sono opache all'infrarosso, impedendo alla radiazione riflessa terrestre di essere emessa nello spazio. Senza di loro il pianeta congelerebbe. Si chiamano quindi "gas serra", e variazioni delle concentrazioni di questi gas causano variazioni della temperatura globale. Nello specifico il vapore acqueo è molto più potente della CO2 come gas serra, e non ne ho nominati moltissimi altri che bene o male contribuiscono. Ma mentre il vapore acqueo è rimasto costante, la concentrazione della CO2 atmosferica dall'epoca preindustriale è aumentata del 50%, di conseguenza anche il suo effetto è aumentato (non è correlato linearmente, ma quasi). E infatti le registrazioni storiche e i metodi di proxydata (dendrocronologia dagli alberi, carotaggi ai poli) indicano come anche la temperatura globale sia aumentata, e come ciò avvenga alternativamente da milioni di anni. I vari cicli glaciali sono sempre corrisposti a variazioni della CO2. Cosa scatenasse le variazioni di concentrazione è oggetto di studio (teoria dei cicli di Milankovitch), ed è qui che torniamo ai giorni nostri.

Come detto negli ultimi dieci - dodici anni le temperature globali si sono stabilizzate e in alcuni punti sono anche scese, si è assistito a un aumento di fenomeni alluvionali o gelate tardive e a quanto sembra il Sole ha deciso che questo massimo solare lo salta a piè pari. Tutto mentre continuiamo a registrare il precipitoso aumento della CO2 (3-4 ppm all'anno ormai), assunta come guida del clima. Perché la CO2 come forzante principale del clima, in sé molto più complesso? Perché è quella che sta variando più rapidamente di tutte, e quindi il suo effetto soverchia gli altri, è una questione di tempo scala dell'azione.
Innanzitutto il Clima è un discorso di media su un lungo periodo, molto lungo. In climatologia NON si può prendere un periodo di soli 10 anni e confrontarlo con delle previsioni, ne servono almeno 30. Per esempio l'importante fenomeno del Niño ricorre su una scala di 5-7 anni, e quindi 10 non bastano per tenerne conto, anzi portano a risultati erronei.

Il fatto che per 10 anni le temperature si siano stabilizzate non basta per sostenere che i modelli climatici siano da buttare e che il riscaldamento sia una bufala, la deviazione non è durata per un tempo sufficiente.
C'è inoltre un precedente: il periodo del boom economico. Dai tardi anni quaranta fino alla fine degli anni settanta la temperatura globale invertì il comportamento, come adesso, e i modelli fallivano nello spiegare questa variazione. Finché non si è deciso di introdurre qualche parametro additivo: gli aerosol.

Dopo la seconda guerra mondiale la produzione industriale globale conobbe un vero e proprio boom, aumentando enormemente le emissioni, oltre che di CO2, di polveri e composti dello zolfo. Le anidridi dello zolfo sono dei gas anti-serra, riflettono la luce nello spazio e impediscono al pianeta di riceverla, mentre gli aerosol facilitano la condensazione di nubi, anche loro riflettenti. Questi due meccanismi equilibrarono la CO2, aiutati poi da un'eruzione vulcanica del monte Agung che immise ulteriore anidride solforica in atmosfera. Con l'introduzione però del "Clean Air Act" in Europa e in America la produzione di queste sostanze calò bruscamente. Il problema dei solfati è che rimangono per breve tempo in atmosfera, prima di combinarsi con l'acqua e precipitare come piogge acide. Di conseguenza il loro effetto mitigante cessò, e la temperatura riprese a salire. I climatologi hanno inserito questi parametri addizionali nei modelli, e ora questi simulano perfettamente il trend di quel periodo, senza deviazioni.
Bisogna quindi spiegare l'improvvisa deviazione attuale dai modelli climatici, che ripeto simulano molto bene il comportamento del pianeta negli ultimi 300 anni, dobbiamo trovare una spiegazione a questo "calore mancante".

Quali cause possono concorrere a diminuire la temperatura globale? Cosa non è stato ancora considerato bene?

1) L'effetto della CO2 è stato sovrastimato. Questa è la spiegazione più improbabile, spesso brandita da negazionisti fanatici. La CO2 scalda, punto. Quindi se l'effetto era sovrastimato la temperatura non può diminuire, al massimo cresce più lentamente. I dati stessi negano questa ipotesi. Tutti i gas serra sono in aumento, quindi la causa del raffreddamento è da ricercarsi altrove.

2) Il Sole ci scalda di meno. Sembra che ci sia una correlazione tra il Minimo di Maunder e la Piccola era Glaciale: il periodo di attività minima prolungata potrebbe aver causato una riduzione delle temperature globali nel 1700. Questa ipotesi tuttavia non è applicabile al presente problema: in primo luogo l'inversione del trend ha preceduto (2001-3) il mancato massimo solare (2012), e per di più è cominciata in pieno massimo. Inoltre, anche se assopito, il massimo di attività è in corso, e non è confrontabile alla situazione di minimo piatto del tardo settecento. Se in futuro il Sole entrasse in un nuovo minimo di Maunder allora c'è la concreta possibilità che si riverifichi la piccola era glaciale, ma è una conseguenza di un evento che deve ancora avvenire e non può quindi spiegare l'attuale situazione.
In secondo luogo il ciclo solare è incluso all'interno dei modelli climatici da decenni ormai. Se leggete che "c'è stato oscurantismo sul Sole" è un'invenzione, siccome è proprio il Sole il motore del clima il suo umore è tenuto in primo piano. Tuttavia della nostra stella conosciamo ancora poco, sia del suo ciclo (vedi Maunder, non si ha la benché minima idea della sua causa) sia dell'interazione del vento solare con l'atmosfera e con i processi di nucleazione delle nuvole. Del lavoro in questo senso da fare c'è, eccome, ma anche nella peggiore delle ipotesi non può invertire un trend secolare in appena dieci anni. Se il Sole mostrasse una tale variabilità nei suoi cicli non ci sarebbero le ere glaciali. Le piccole e lente variazioni che le causano sarebbero soverchiate dal "rumore" del ciclo undecennale del Sole. Se è il Sole allora può agire solo su scale molto lunghe, di nuovo si parla di secoli. E sembra che effettivamente sia così, ma abbiamo troppi pochi dati (circa 400 anni) e solo tra altri 400 ne sapremo abbastanza in merito.

3) Effetti di feedback compresi male: è il caso degli aerosol. Infatti queste particelle sospese possono sia generare nuvole chiare, e quindi riflettere il calore, sia sporcare i cieli rendendoli più scuri, assorbendo il calore (tipo le polveri carboniose). Negli ultimi venti anni c'è stato il boom economico della grande Asia: Cina, India, Indonesia e la penisola del Siam sono perennemente avvolte in soffocanti coltri di smog e polveri, non applicando nessuna regolamentazione alle emissioni industriali. Potremmo essere davanti a una ripetizione del trend climatico degli anni '60. Il problema sta nella scarsa comprensione dei processi relativi agli aerosol industriali. Anche qui quindi c'è del lavoro da fare. Persino la polvere sollevata dai deserti sembra avere effetti locali imprevisti.

4) L'oceano. Il grande moderatore del clima terrestre. Quello che si sta studiando è che l'oceano potrebbe aver cominciato 10 anni fa a immagazzinare nelle profondità più calore del previsto, per via del superamento di quello che in sistemi dinamici si chiama un punto d'equilibrio critico. Prima del punto critico c'è un comportamento, al suo superamento questo cambia radicalmente. Attualmente a 4000 metri al temperatura dell'acqua è intorno agli zero gradi, mentre durante il Cretaceo, periodo di Terra tropicale, era di ben 15 gradi! La massa d'acqua è talmente grande, e l'acqua immagazzina talmente tanto calore, che potremmo non essere ancora in grado di misurare questo aumento della temperatura in profondità, pur se questo è cominciato. C'è uno studio che viene utilizzato per negare questa ipotesi, ma è stato fatto solo sui primi 700 metri di profondità, quindi inutile visto che si sta parlando degli abissi e che quello strato oceanico è soggetto alle variazioni stagionali.
Attenzione alle false correlazioni poi: a questa riduzione di temperatura media globale sembra sia associato un aumento dell'estensione dei ghiacci marini antartici stagionali. In verità i minimi estivi degli scorsi 6 anni sono i primi 6 per minima estensione raggiunta, e quello del settembre 2012 è al terzo posto. D'inverno i ghiacci si estendono di più perché il grande disgelo in corso ha desalinizzato l'acqua dei poli: l'acqua più dolce è più facile da ghiacciare, quindi in inverno il pack tende ad estendersi di più. Ma è poi l'estate ad operare la distruzione: il ghiaccio pluriennale nell'artico è quasi scomparso, mentre nell'Antartide il collasso delle piattaforme glaciali, che agiscono da "tappo" sui ghiacciai continentali, ha causato un aumento della loro velocità di scarico in mare fino a 20 volte. Per di più la variazione locale ai poli di temperatura media è la più forte dell'intero pianeta, sulla penisola antartica in 20 anni le temperature estive sono aumentate anche di 6-7 gradi.

La climatologia deve ancora capire bene quindi cosa sta accadendo, ma 10 anni non possono in alcun modo inficiare modelli che hanno funzionato bene su centinaia di anni si simulazione. Sarebbe come se per oggi fosse stata prevista pioggia, ma c'è il sole quindi la meteorologia va rifondata. Quando si parla di previsioni, climatiche o meteorologiche, c'è sempre un margine di incertezza e la possibilità di aver sbagliato. Con i sistemi fisici caotici non si scherza!

Vi linko l'articolo che ha portato a questa mia riflessione.
http://versounmondonuovo.wordpress.com/2013/06/26/winter-is-coming-giugno-2013/
Nella mia opinione è un esempio di come non si deve prendere il problema, limitandosi alle spiegazioni trovate online o artigliandosi a qualunque possibilità di rinfacciare agli scienziati il loro lavoro.
Questo invece spiega l'anomalia degli anni sessanta:
http://www.newscientist.com/article/dn11639-climate-myths-the-cooling-after-1940-shows-co2-does-not-cause-warming.html#.UdRaXG0npcE



E infine, un link con l'animazione della calotta artica da quando esistono misurazioni: non sta aumentando per nulla, anzi.
http://www.youtube.com/watch?v=UaKqhRTqSlg

Brought to you by
Chi ha paura del buio? - NextSolarStorm Project - 4 luglio 2013

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