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Spesso si usa il termine CO2 per definire inquinamento, senza precisare che è sottointeso come fattore in grado di interagire sul bilancio radiativo, non che è un gas nocivo per l’essere umano in questo senso talvolta invece viene addirittura confuso come un elemento chimico artificiale, cosa che invece non è assolutamente vera, è un gas naturale indispensabile per la vita stessa e in passato si avevano concentrazioni anche molto più elevate, e la vita stessa era forse ancora più foriera rispetto ai nostri giorni, questo tuttavia viene preso in considerazione dalla comunità scientifica che in passato vi furono periodi con concentrazioni di CO2 molto più elevate rispetto ad oggi, tuttavia non bisogna dimenticare che la temperatura globale aumenta di circa 1°C raddoppiando le concentrazioni della CO2 in atmosfera, di conseguenza il sistema climatico certamente ora proprio perchè rispetto ad altre ere geologiche presenta concentrazioni molto inferiori, risulta essere molto sensibile all’aumento della CO2 che dunque diventa più determinante di altri fattori come l’attività solare, questo putroppo spesso, anzi, troppo spesso, viene sottovalutato, ecco perchè durante secoli e millenni fa in presenza di concentrazioni relativamente ma stabili della CO2, risultavano essere più determinanti altri fattori, insomma rispetto a millenni fa sono cambiate le condizioni e la sensibilità del clima all’aumento della CO2. Con questo nessun modello scientifico vede una terra dalle sembianze di venere in futuro, proprio perchè subentrerebbero alcuni feedback negativi lenti in grado di rimuovere CO2 dall’atmosfera come accadde alla fine del caldo periodo Eocenico ma in un’arco di tempo molto grande, di decine di migliaia di anni attraverso un aumento dell’erosione delle rocce silicee in grado di rimuovere la CO2 dall’atmosfera e depositarla nei sedimenti oceanici anche attraverso un’aumento della biosfera marina, la CO2 si trasforma in carbonato (tra qui anche carbonato di calcio) di qui gli schelettri di buona parte della biospfera marina ne sono composti, dopo la morte di questi elementi, il carbonato si deposita sui fondali marini, questo è un mezzo efficace, forse l’unico veramente in grado di rimuovere definitivamente la CO2 dall’atmosfera. In natura la CO2 presenta un ciclo molto grande regolato anche dalla solubilità stessa della CO2, in pratica l’aumento delle temperature atmosferiche, produce un aumento dell’erosione delle rocce silicee, la CO2 atmosferica a contatto con rocce silicee o calcaree e dolomiti degrada formando carbonati che vengono poi trasferiti agli oceani per mezzo della idrosfera (attraverso i fiumi), la CO2 presente nell’atmosfera può passare e disciogliersi nelle acque dove formerà ioni di bicarbonato. Lo ione carbonato in acqua in presenza di calcio, forma il carbonato di calcio, grazie alla bassa solubilità di quest’ultimo elemento e agli organismi viventi marini “che si contruiscono” gli schelettri in carbonato di calcio, si forma una sorta di pompa oceanica in grado di rimuovere definitivamente la CO2 dall’atmosfera per depositarla in forma di carbonato nei sedimenti oceanici. Attraverso lentissimi movimenti di subduzione il carbonio dei sedimenti oceanici viene riportato negli strati superficiali del mantello terrestre per essere riemesso sottoforma di CO2 dall’attività vulcanica e geotermica. I feedback sono fondamentali, anzi determinanti per qualsiasi variazione climatica (questo ovviamente anche in passato), ma non bisogna sottovalutare il fatto che i feedback positivi hanno tempi di risposta ad una variazione climatica inferiori rispetto ai feedback negativi, di conseguenza sia quelli rapidi che quelli che si manifestano secondariamente in tempi maggiori, i feedback positivi sono più rapidi di quelli negativi. I feedback sono dei fattori fondamentali di ogni variazione climatica, solo considerando il fatto che il ciclo delle glaciazioni può essere regolato da forzanti (cicli di Milankovic) che comportano variazioni molto lievi dell’entità delle stagioni tra le diverse latitudini, di fatto pur spiegando il verificarsi del ciclo delle glaciazioni come fattore scatenante, non può assolutamente spiegare l’ampiezza della variazione climatica stessa, derivante dai feedback (CO2 1/3 mentre effetto albedo 2/3), anche attualmente se la CO2 è una forzante, i feedback derivanti tra qui anche l’aumento del vapore acqueo, sono fondamentali per spiegare la variazione climatica derivante, insomma il clima è molto più sensibile di quanto si è talvolta portati a credere. Il problema oggigiorno non è tanto l’entità della variazione climatica, ma tantopiù la velocità con qui si manifesta, il fatto che con una variazione climatica rapida, si ha di conseguenza un rapido spostamento latitudinare delle fasce climatiche, tale da non consentire un adattamento ad alcune speci vegetali, di conseguenza si creano rotture nelle catene alimentari e l’estinzione di alcune speci anche animali.In sostanza una variazione climatica comporta inevitabilmente ad uno spostamento latitudinare delle fascie climatiche (e sucessivamente della vegetazione e della fauna), questo non significa che tra pochi anni da un momento all’altro non pioverà più sul Sud Italia, ma che queste diverranno tendenzialmente più irregolari, il che comporta di fatto ad un impoverimento del suolo. In poche parole un effetto non del tutto diverso anche se in tempi molto maggiori di quanto comporta il normale decorso delle stagioni tra estate e inverno in un determinato emisfero, con una conseguente variazione latitudinare delle fascie climatiche, con questo non significa che anno dopo anno pioverà meno rispetto all’anno precedente, il discorso appunto è relegato allo spostamento medio delle fascie climatiche, ma in un contesto molto più lungo, non di pochi anni. Anche se durante gli anni ‘90 abbiamo avuto qualche annata secca, dall’inizio del 2000 abbiamo avuto alcune annate più piovose della media, mentre l’anno scorso e quest’anno per ora sono siccitosi, ma queste sono oscillazioni climatiche più cicliche che si verificarono anche gli scorsi decenni e dipendenti dalla variazione ciclica di alcuni indici climatici, tra qui l’indice ENSO. Tuttavia una variazione climatica inevitabilmente comporta in maniera proporzionale ad una variazione della posizione latitudinare delle fascie climatiche, di conseguenza della posizione latitudinare media della corrente a getto e della cella di Hadley che nel Mediterraneo tenderà a divenire tendenzialmente e mediamente parlando più invadente, un fenomeni piuttosto analogo a quello che accade durante l’estate rispetto al periodo invernale ma in tempi molto più lunghi, di diversi decenni, per desertificazione del Sud Italia e dell’Europa Meridionale in generale si intende proprio questo processo. Qual’è il dubbio che vi è all’interno della comunità scientifica? Il fatto che il CO2 influenzi sul bilancio radiativo e dunque sul clima, non viene smentito da nessuno scienziato, così come il fatto che l’attività solare, l’indice ENSO e le eruzioni vulcaniche, sono le principali forzanti che determinano le oscillazioni climatiche, il GW va osservato in un trend entro un lasso di tempo molto più grande (di decenni), il dibattito sta su quale fattore incida maggiormente su questo trend climatico a lunga scadenza, se sia prevalentemente indotto dalle emissioni di CO2 (97% dei climatologi) o se sia prevalentemente indotto da cicli solari cosidetti lunghi (3% dei climatologi). Anche in passato vi furono rapide variazioni climatiche, di conseguenza si crearono estinzioni di massa. A creare l’estinzione dei dinosauri, più che l’impatto cometale che avvenne con un certo anticipo rispetto all’estinzione dei dinosauri, quest’ultima sembra meglio coincidere con l’Eruzione del trappo DECCAN, in sostanza un impatto cometale potrebbe aver scatenato un’enorme eruzione vulcanica basaltica, che se inizialmente ha provocato un inverno vulcanico, poichè la parte iniziale dell’eruzione fu essenzialmente peleiana, sucessivamente potrebbe aver favorio un aumento delle temperature in seguito all’emissioni di CO2 in seguito ad una colossale e lunghissima (millenni) eruzione basaltica, in seguito sarebbero subentrati i feedback cosidetti lenti, che avrebbero provocato variazioni climatiche “troppo” rapide, esempio attraverso il rilascio di CH4 dai sedimenti oceanici e di CO2 dallo scioglimento del permafrost. Consideriamo che dal termine del caldo periodo Eocenico si sono accumulati enormi quantità di metano nei sedimenti e il permafrost contiene ingenti quantità di metano e CO2, che potrebbero essere rilasciati in atmosfera esattamente come avvenne in passato, favorendo una variazione climatica insostenibile per alcune speci vegetali e dunque anche animali, sopratutto per quanto riguarda il lungo termine il principale rischio resta la CO2, poichè il CH4 anche se si possono avere importanti riserve negli idrati di metano, in parte degradano in CO2 e si dimezzano ogni 10 anni, in un certo senso il metano e la CO2 (come già ero al corrente) sono correlati. Un rilascio di metano come possibile risposta alla variazione climatica in sostanza non farebbe che aggravere il processo in corso (feedback), ma non sarebbe il fattore determinante per una variazione climatica, mentre l’effetto serra fuori controllo potrebbe darlo piuttosto la CO2 combinato con l’aumento del vapore acqueo in risposta all’aumento delle temperature (feedback positivo). Il ciclo delle principali estinzioni di massa in passato concidevano proprio con l’eruzione di Trappi vulcanici in grado di ricoprire vastissime aree di basalto e con esso emettendo gas serra, provocare una variazione climatica rilevante, amplificata successivamente dai feedback derivanti, un evento analogo ovviamente si potrebbe ripresentare in futuro, ossia in un lontano futuro queste enormi eruzioni basaltiche potrebbero ripetersi, in sostanze l’attività stessa delle faglie, coincide con i periodi climatici più caldi nella storia della terra, lunghissimi periodi entro le quali non si verificavano glaciazioni, ovviamente altri fattori come la disposizione dei continenti permette il verificarsi delle glaciazioni, poichè è impensabile che si possano verificare glaciazioni in assenza di terre emerse alle alte latitudini. Di eruzioni vulcaniche ve ne sono varie tipologie, se quelle peleiane hanno maggior potere raffreddante, quelle laviche hanno un effetto inverso, le eruzioni basaltiche di gran lunga hanno maggior effetti di provocare un riscaldamento climatico, poichè l’effetto principale è quello di emettere enormi quantità di CO2, queste eruzioni possono durare appunti millenni e ricoprive vastissime aree paragonabili all’Europa centro-Occidentali di una spessa coltre di basalti, questo tipo di eruzioni presenta una certa ciclicità e oggigiorno non se ne verificano di rilevanti, le principali eruzioni di questo tipo le si riscontra lungo le linee di frattura delle placche tettoniche, come quella della dorsale Atlantica. Lo smembramento delle placche provoca una maggior attività delle faglie e viceversa (ciclo dei supercontinenti), ovviamente non va sottovalutata la disposizione dei continenti e le variazioni della luminosità solare che è aumentata da quando sono comparse le prime fore di vita, rispetto a 2 miliardi di anni fa circa del 30%, in tempi lunghissimi il sole, la disposizione delle terre emerse e la composizione chimica dell’atmosfera sono i fattori più determinanti. Da un punto di vista puramente climatico e ambiantale, credo che adottare misure per ridurre l’inquinamento, sia sicuramente positivo non solo per il clima, ma anche per l’ambiente e per la nostra salute. Infatti è pure vero che una variazione climatica importante in un lasso di tempo climaticamente parlando molto breve, effettivamente potrebbe comportare ad una destabilizzazione sociale, dai circa 11000 anni or sono dopo il disgelo dell’ultima grossa glaciazione del Pleistocene, la relativa stabilità climatica successiva rese possibile un rapido sviluppo sociale dell’essere umano con la nascita delle prima civiltà, stabilità sociale che tuttavia in futuro potrebbe essere messa a dura prova proprio a seguito di una rapida variazione climatica, l’inalzamento stesso dei mari, l’impoverimento del suolo in alcune aree potrebbe in futuro provocare lo spostamento di grosse masse di persone, in futuro l’uomo sopportò addirittura grosse glaciazioni adattandosi abbastanza bene alle estreme condizioni climatiche allora presenti, a seguito di un riscaldamento climatico è altrettanto plausibile che l’uomo possa adattarsi anche meglio rispetto ad un periodo di grande gelo, ma se un tempo la popolazione era di qualche miione di individui, come sarà l’impatto di 7.050.800.000 individui odierni “in risposta” ad una rapida variazione climatica globale?

Flavio Scolari.

La forza di Coriolis è data da un corpo in rotazione, sulla terra è massima ai poli e minima all’equatore.
Consideriamo un punto A posto all’estemità di un disco in rotazione e un punto B posto al centro di esso, il movimento rettilineo del punto B verso l’estremità del corpo circolare verrà percepito con una deviazione paragonabile alla velocitâ di rotazione del disco dal punto A sempre fermo all’estremità del corpo in movimento.
In realtà il punto B avrà un movimento rettilineo poichè non soggetto in questo caso a forze estranee in grado di deviarne la propria direzione, questo processo si manifesta pergiunta al punto A come forza apparente del punto B.

Sulla terra avviene la stessa cosa, considerando che la terra ruota sul proprio asse da Ovest verso Est, un individuo che si sposta dal polo verso l’equatore, subità una sorta di deviazione Occidentale rispetto al punto di partenza, mentre un individio che dall’equatore si sposta verso il polo, subità una deviazione Orientale, poichè la rotazione è massima ai poli e minima all’equatore, non in senso di velocità di rotazione (che è massima all’equatore e nulla ai poli, essendo un punto stabile) ma in senso di posizione apparente.
Lo stesso effetto si manifesta continuamente sulla circolazione atmosferica, questo spiega la presenza di 3 distinte celle di circolazione per entrambi gli emisferi terrestri, indotte da ovvi fattori di insolazione tra le diverse latitudini e dalla forza di Coriolis.
Se la terra non avesse un proprio moto di rotazione sul proprio asse, le masse d’aria si sposterebbero unicamente in senso meridiano, ossia dall’equatore al polo andando a compensare il Deficit di calore alle alte latitudini, ma senza subirne delle deviazioni in senso zonale.
La forza di Coriolis spiega pure come tempeste, anticicloni e depressioni, assumano una caratteristica pressapoco rotatoria, nell’emisfero Boreale le depressioni (moti ascendenti) assumono un movimento antiorario, mentre gli anticicloni (moti discendenti) assumono un movimento in senso orario, nell’emisfero Australe anticicloni e depressioni hanno movimenti opposti a quelli dell’emisfero Boreale.
Nella libera atmosfera in assenza di atrito con il suolo, generalmente nell’emisfero Boreale una massa d’aria che si sposta da Sud Ovest verso Nord Est sarà soggetta ad un’aumento della forza di Coriolins subendo una deviazione in senzo zonale, pertanto tenderà a deviare verso Sud Est, mentre una massa d’aria che si sposta verso da Nord Ovest verso Sud Est, sarà soggetta ad una diminuzione della forza di Coriolis, pertanto subità una deviazione in senso Meridiano, deviando verso Nord Est.

I venti nella libera atmosfera, non soggetti all’attrito con il suolo, scorrono circa parallelamente alle linee bariche o le linee del geopotenziale a causa del bilanciamento della forza del gradiente di pressione e la forza di Coriolis, il bilancio delle due forze viene definito: bilancio geostrofico.
Se il vento geostrofico descrive il movimento dei venti tra un minimo e un massimo di pressione, il vento termico descrive il movimento dei venti tra un massimo e un minimo di temperature in senso orizzontale, è il caso dello Westerline (venti Occidentali delle medie latitudini) che scorrono tra masse d’aria fredda presente alle alte latitudini e masse d’aria più calde presenti alle basse latitudini, il proprio movimento prettamente zonale che va da Ovest verso Est tende ad aumentare proporzionatamente all’aumento dell’altezza, divenendo massima tra l’alta troposfera e la bassa stratosfera in corrispondenza dei maggiori contrasti termici presenti tra i tropici e il polo, questo consente almeno in parte di spiegare anche lo Jet Stream.
L’insieme dei fattori visto a tutte le altezze, può spiegare in base all’aria presente in quota, la formazione di anticicloni e depressioni ai vari livelli della troposfera.
Inanzitutto è bene considerare che l’aria calda risulta essere meno densa e più leggera dell’aria fredda e in grado di contenere una quantità di vapore acquo superiore, mentre l’aria fredda risulta essere più densa e pesante, pertanto in presenza di una massa d’aria relativamente mite in quota e relativamente fresca al suolo, comporterà ad una situazione di stabilità atmosferica, inibendo la possibilità del manifestarsi moto convettivi significativi, viceversa una massa d’aria fredda che sovrasta una massa d’aria calda, consentirà lo sviluppo di un moto ascendente di quest’ultima risultando essere più leggera dell’aria fredda sovrastante, la risalita della massa d’aria sarà sostituita da aria richiamata dall’esterno dal centro di bassa pressione.

Per stabilità media il gradiente termico verticale porta a far calare le temperature di 6,5°C ogni 1000 metri di quota, se il calo è inferiore a tale valore, si parla di stabilità atmosferica, mentre se il calo termico con la quota è superiore, si parla di instabilità atmosferica, in quest’ultimo caso la conseguente saturazione del vapore acqueo sprigiona a propria volta calore latante che talvolta tende ad aumentare il movimento ascendente della massa d’aria, sopratutto in presenza di temporali o di sistemi frontali più organizzati.
Inoltre se il vento geostrofico che come detto precedentemente descrive il movimento dei venti tra centri di alta e bassa pressione, seguendo le linee del geopotenziale, ad una certa altezza trasposta masse d’aria calda o fredda, il vento termico ne provoca una deviazione con l’altezza: in senso orario, nel caso di avezione di aria più calda, in senso antiorario nel caso di aria fredda.
Anche lo Jet Stream solitamente scorre parallelamente alle linee di pressione o del geopotenziale, salvo eccezioni, in prossimità della parte più attiva della corrente a getto, può succedere che la forza di Coriolis con la latitudine, non vari in funzione all’aumento della forza del gradiente di pressione tra centri di alta e bassa pressione, di conseguenza le velocissime correnti a getto, possono subile una deviazione in senso Meridiano rispetto alle linee del geopotenziale, dovuto al maggior effetto del gradiente barico rispetto alla forza di Coriolis, si tratta generalmente di aree molto ristrette che comprendono solamente la parte più intensa dello Jet Stream e spesso anche in presenza di un sistema frontale.
Questi sono aspetti fisici della nostra atmosfera che assumono un’importanza primaria sia dal punto di vista meteorologico, sia dal punto di vista climatico.

Flavio Scolari

Il bilancio radiativo terreste è dato dalla differenza tra la quantità di radiazione solare assorbita dalla Terra e la quantità di radiazione riflessa e riemessa nello spazio e questo equilibrio determina la temperatura media terrestre, oggi a circa +14°C.In questo contesto il bilancio energetico è dato dalla differenza tra l’energia assorbita dalla radiazione solare e l’energia ceduta verso lo spazio: il bilancio energetico del sistema Terra-Sole determina il clima, tramite le interazione tra i suoi elementi costituenti (atmosfera, oceani, litosfera, biosfera, criofera).Il traferimento radiativo è l’interazione tra un insieme di fattori che determinano il trasferimento di radiazione solare tra la superficie terrestre e lo spazio, e viceversa. In sostanza variazioni del bilancio radiativo, corrispondono una variazione climatica: un eccesso radiativo indotto ad esempio da un’aumento della radiazione solare o da una minor riflessione della radiazione verso lo spazio, corrisponde ad un aumento delle temperature, mentre un ammanco radiativo, indotto ad esempio da una diminuzione della radiazione solare o da un aumento della riflessione della radiazione verso lo spazio, corrisponde ad un raffreddamento climatico. La radiazione emessa dal sole (prevalentemente luminosa), in parte viene riflessa verso lo spazio dall’atmosfera e dalla superficie, in parte viene assorbita dalla terraferma e dagli oceani, riscaldandosi la superficie terrestre riemette a maggiori lunghezze d’onda dello spettro elettromagnetico (infrarosso: circa 15 micron) energia termica verso lo spazio, parte viene dispersa verso lo spazio, parte viene assorbita o meglio trattenuta dall’atmosfera (sopratutto per mezzo dei gas a effetto serra) e riflessa verso la superficie mantenendo un equilibrio termico che tutt’oggi favorisce temperature medie di circa +14°C, in assenza di un’atmosfera e degli oceani, la temperatura media terrestre sarebbe di circa -18°C, di conseguenza la vita stessa sulla terra probabilmente non sarebbe possibile.Ogni fattore che possa agire sul bilancio radiativo terrestre, influisce automaticamente sul clima Fattori che possono influire sulla radiazione solare che raggiunge la superficie terrestre:

Variazioni di alcuni parametri astronomici terrestri, noti anche come cicli di Milankovitch:

-L’inclinazione assiale, è l’inclinazione dell’asse terrestre rispetto al piano perpendicolare dell’orbita terrestre ed è soggetta a variazioni periodiche nell’arco di circa 40000 anni di 2,4°, passando da un minimo di 22, 1° a un massimo di 24,5°, ossi l’asse è inclinato a 23,4°.

Un aumento dell’inclinazione assiale, comporta a effetti maggiori alle alte latitudini, la radiazione solare annua tende ad aumentare alle alte latitudini e tende a diminuire alle basse latitudini, aumenta l’entità delle stagioni alle alte latitudini, viceversa una diminuzione dell’inclinazione assiale, favorisce un aumento della radiazione solare annua alle basse latitudini ed una diminuzione alle alte latitudini, diminuisce l’entità delle stagioni alle alte latitudini.

-La precessione degli equinozi è indotto da un moto giroscopico dell’asse terrestre (simile ad una trottola) con un andamento ciclico di circa 26000 anni e prodotto dall’influenza delle maree indotte sia dal sole che dalla luna, di conseguenza definisce la direzione dell’asse terrestre rispetto al sole nei periodi in cui incorrono tra l’afelio e il perelio.

Tra circa 13000 anni la stella di riferimento per il polo Nord, non sarà più la stella Polare, ma bensì la stella Vega, ma sopratutto sarà l’emisfero Boreale ad essere più vicino al sole durante l’estate, mentre oggi il perelio coincide con l’estate Australe e l’inverno Boreale.

-L’eccentricità dell’orbita terrestre è la misura di discostamento da un orbita elittica ad un orbita circolare (o quasi), l’orbita terrestre presenta variazioni cicliche dalla durata di circa 100000 anni da qui un orbita di massima eccentricità (0,058) si alterna un orbita poco eccentrica (0,005), l’eccentricità attuale è di 0,017, variazioni cicliche dell’eccentricità dell’orbita terrestre, le si riscontrano anche prendendo in considerazione un lasso di tempo di circa 400000 anni.

Queste fluttuazioni dell’orbita terrestre sono indotte dal fatto che la terra non è l’unico pianeta del sistema solare, posti a confini più esterni del sistema solare vi è la presenza di grossi pianeti (sopratutto Giove e Saturno) che coi il loro moto di rivoluzione intorno al sole, influiscono sul moto di rivoluzione della terra per ovvi motivi gravitazionali.

Con un’orbita più eccentrica, si ha una maggior differenza della radiazione solare tra l’afelio e il perelio e una maggior differenza della durata, l’afelio dura di più rispetto al perelio, di conseguenza tende ad aumentare l’entità delle stagioni, sopratutto nell’emisfero posto al perelio quanto incorre l’estate e l’afelio quando incorre l’inverno.

Con un orbita poco eccentrica, queste differenze tendono a diminuire.

Cicli di Milankovitch influiscono sulla radiazione solare media, sull’entità e la durata delle stagioni e sulla radiazione solare tra le diverse latitudini e tra i 2 emisferi.

Anche l’attività solare influisce seppur in lieve misura sulla quantità di radiazione emessa dalla nostra stella, tuttavia il sistema climatico risulta essere molto sensibile a seppur minime variazioni dell’insolazione media ricevuta dalla nostra stella, in sostanza l’atmosfera e gli oceani, amplificano l’effetto indotto da una piccola variazione della radiazione solare con vari fattori di retroazione (noti come fattori di Feedback positivi o negativi), in grado anch’essi di agire anche in maniera significativa, sul bilancio radiativo.

Talora si tende a pensare che anche la presenza di pulviscolo interplanetario possa aver in passato favorito una diminuzione della radiazione solare in grado di raggiungere la superficie terrestre, tuttavia per quanto possa essere una teoria fattibile, non è mai stata dimostrata.

Un altro fattore sicuramente molto importante, benchè in tempi relativamente ristretti (solitamente 2-3 anni dopo l’evento) è rappresentato dalle eruzioni vulcaniche di tipo esplosivo in grado di emettere ingenti quantità di ceneri e anidride solforica nella troposfera e a maggior effetto quelle che riescono a penetrare all’interno della stratosfera, essendo quest’ultimo uno strato non soggetto a moti convettivi (stratificato).

La sospensione delle particelle vulcaniche possono schermare la radiazione solare che raggiunge la superficie (effetto albedo), di conseguenza hanno un effetto di raffreddamento all’interno della troposfera, diversamente le particelle di anidride solforica, pur schermando anch’esse gli strati sottostanti dalla radiazione solare, ne assorbono a tal punto da avere un maggior effetto di riscaldamento all’interno della stratosfera, sono gas molto “nocivi” per l’ozonosfera, in quanto intaccato per ulteriori processi chimici le particelle di ozono in maniera ancor più efficace del clorurofluorocarburi (CFC), ritenuti principali responsabili della formazione del buco dell’ozono di alcuni anni fa.

L’influenza sul clima delle nubi, oggi è ancora oggetto di studio, tuttavia è noto che l’effetto della copertura nuvolosa sulla radiazione solare che raggiunge dalla superficie, dipenda dall’altezza e dal tipo di nubi, ad esempio nubi poste a quote medio-basse (stratocumuli), hanno un maggior effetto di riflettere la radiazione solare incidente verso lo spazio (effetto albero), viceversa nubi poste a quote medio-alte (cirriformi) hanno un basso potere riflettente nei contronti della radiazione solare, ma in compenso hanno una maggior capacità di trattenere all’interno della troposfera, il calore rilasciaro dalla superficie terrestre.

Sembra che la copertura nuvolosa sia influenzata almeno in parte dall’attività solare, sia per mezzo di una maggior o minor concentrazione del vapore acqueo nell’atmosfera, sia attraverso l’interazione del vento solare (Eliosfera) con i raggi cosmici, anch’essi in grado di costituire nuclei di condensazione del vapore acqueo sopratutto nella medio-bassa traposfera.

La copertura nevosa, l’estensione delle calotte ghiacciate, gli oceani e la vegetazione sono tutti fattori che costituiscono all’effetto albedo sulla superficie terrestre, ossia la capacità di riflessione della radiazione solare incidente da parte della superficie terrestre.

Ricordo che le superfici ghiacciate e sopratutto innevate, riflettono fino al 90% della radiazione solare incidente.

Anche una diminuzione della vegetazione favorisce un aumento dell’effetto albedo, poichè le foreste hanno un elevato potere assorbente della radiazione luminosa (tramite la fotosintesi, riflessioni multiple del fogliame), dato anche i colori relativamente scuri della vegetazione, solitamente una foresta di conifere riflette fino al 9% della radiazione solare indicente, per la vegetazione a latifoglie varia dal genere di pianta.

Di conseguenza, la maggior presenza di terre prive di vegetazione, amplifica l’effetto albedo anche in aree prive di nevi perenni:

i deserti riflettono fino al 25% della radiazione solare indicente, un prato ne riflette circa il 20% mentre un’area di cespugli a bassi fusti circa il 14%.

Gli oceani riflettono appena il 3,5% della radiazione solare incidente, preservando un’effetto albedo bassissimo.

Fattori che influiscono sulla dispersione termica dalla superficie terrestre:

Essenzialmente il calore ceduto verso lo spazio esterno dalla superficie terrestre, viene in parte trattenuto dall’atmosfera e riemesso verso la superficie, sopratutto per mezzo dei gas a effetto serra, i più noti sono il vapore acqueo (H2O), l’anidride carbonica (CO2) e il metano (CH4), altri gas a effetto serra meno noti ma pur sempre presenti seppur in minor misura sono il protossio di azoto (N2O), l’ozono (O3), quest’ultimo sopratutto presente all’interno della stratosfera ed altri gas alocarburi, si tratta di gas a effetto serra presenti in piccolissime quantità ma con un potenziale di riscaldare l’atmosfera da 3.000 a 13.000 volte superiore della CO2 e la loro presenza è prevalentemente attribiuta alle attività umane, i più noti sono gli clorofluorocarburi (CFC), gli idroclorofluorocarburi (HCFC), e gli idrofluorocarburi (HFC).

Come già specificato anche il vapore acqueo è un gas a effetto serra con una capacità di trattenere calore emesso dalla superficie terrestre, molto maggior rispetto alla CO2, tuttavia il tempo di pemanenza in atmosfera è molto inferiore e varia in funzione alle temperature per mezzo dell’evaporazione e delle precipitazioni, mentre il CO2 ha tempi di permanenza in atmosfera stimato tra i 50 e i 200 anni circa.

L’aria più è calda più può contenere maggiori quantità di vapore acqueo, ne consegue che con un clima più caldo, aumenti la concentrazione di vapore acqueo in atmosfera, di conseguenza questo contribuisce come fattore di retroazione positivo ad incrementare il processo in corso, allo stesso tempo però, un aumento della concentrazione di vapore acqueo, aumenta la formazione di nubi e le precipitazioni, in questo senso il vapore acqueo interagisce come fattore di retroazione negativo, ossia tende ad allentare il cambiamento climatico in corso.

Altri gas a effetto serra, tra qui l’anidride carbonica e il metano, possono anch’essi variare in funzione alle temperature, in particolar modo con temperature più elevate aumenta il ciclo del carbonio tra la biosfera e l’atmosfera, come pure tra gli oceani e l’atmosfera contribuendo in tal senso ad amplificare l’effetto di riscaldamento climatico, pur considerando che grosse variazioni della concentrazione di questi gas, possono risultare determinanti sull’andamento climatico e come già specificato, le sorti climatiche del pianeta sono dipendute molto dalla presenza dei gas a effetto serra, in assenza di questi gas la vita stessa probabilmente non sarebbe stata possibile.

Altri fattori, sopratutto geologici, invece agiscono sulla concentrazione del CO2 come effetto di retroazione nagativo ad una variazione climatica, ad esempio l’aumento di CO2 che contribuisce a riscaldare il clima, con un aumento delle temperature la vita vegerate (radici delle piante, batteri, licheni ed altri organismi) accellera il processo di erosione delle rocce, il CO2 a contatto con certi tipi di roccia degrada e i carbonati prodotti dalla degradazione dell’anidride carbonica, vengono trasportati dai corsi fluviali verso gli oceani, dove in presenza di calcio, forma il carbonato di calcio.

Grazie alla bassa solubilità del carbonato di calcio e all’azione di molti organismi marini, l’oceano rimuove per mezzo dell’erosione di alcune rocce anidride carbonica dall’atmosfera, che si deposita come carbonato nei fondali oceanici, i lentissimi movimenti di subduzione riportano il carbonio nei sedimenti della crosta terrestre, da qui tornerà nell’atmosfera attraverso le eruzioni vulcaniche.

Ma come funziona l’effetto serra atmosferico?

In sostanza e detto in maniera semplicistica ma che sia comprensibile, le particelle sono composte da un certo numero di neutroni, protoni ed elettroni, allo stato neutro hanno lo stesso numero di queste componenti, se la particella perde un protone o un elettrone, diventa elettricamente carico.

Gli elettroni ruotano intorno al proprio nucleo comporto da protoni e neutroni, un pò come avviene all’interno di un sistema solare dove i pianeti ruotano intorno al sole.

Tuttavia le orbite degli elettroni non sono stabili e possono variare sui cosidetti piani energetici, questo può accadere quando ad esempio una particella interagisce con un fotone, l’assorbimento di energia da parte di una particella porta ad un diverso livello energetico degli elettroni che ruotano intorno al nucleo dell’atomo.

Il rilascio dell’energia acquisita da parte dell’atomo, comporta ad un abbassamento dei livelli energetici della particella.

In sostanza le particelle di CO2 o di altri gas in grado di interagire con una radiazione elettromagnetica avente una lunghezza di 15 micron si comportano allo stesso modo, in pratica la radiazione termica rilasciata dalla superficie terrestre in forma di radiazione infrarossa, viene in parte assorbita da alcune particelle che vengono in tal modo “eccitate” lungo i piani energetici, il rilascio di energia acquisita da parte delle particelle per ritornare allo stato “normale”, viene ridispersa nell’atmosfera e verso la superficie terrestre.

In sostanza l’effetto serra è un elemento fondamentale e nel mantenere un bilancio radiativo, di conseguenza risulta fondamentale per l’aspetto climatico.

La diversa capacità di assorbimento e dispersione termica tra oceani e continenti è un altro fattore fondamentale per la climatologia, da non sottovalutare il fatto che le terre emerse assorbono calore molto più velocemente rispetto agli oceani, ma lo rilasciano altrettanto facilmente, mentre gli oceani rilasciano molto più lentamente il calore accumulato.

Questo determina il fatto che gli oceani godono di minori escursioni termiche tra le diverse stagioni, come pure tra le ore notturne e quelle diurne, mentre la terraferma presenta escursioni termiche molto maggiori, sia tra le diverse stagioni, sia tra le ore notturne e quelle diurne.

Ovviamente vi sono alcuni altri fattori che possono incidere sul clima, benchè incidano sul bilancio radiativo solo indirettamente, ad ogni caso una variazione climatica, indipendentemente da quale essa sia (locale o globale) e indipendentemente dal lasso di tempo preso in questione, è l’espressione diretta di una variazione del bilancio radiativo.

Influenza dei gas ad effetto serra sul clima:

Resta un dato di fatto che una forzante climatica influisce sull’andamento termico globale al di là del fatto che ogniuno possa avere una propria idea rispettabile delle attuali variazioni climatiche, i dati restano un dato di fatto e con esso anche il processo di scioglimento dei ghiacciai che è sotto gli occhi di tutti, anche dei più profani, oggigiorno la variazione del bilancio radiativo terrestre e di conseguenza l’aumento delle temperature globali che serve all’atmosfera per riequilibrare tale bilancio, è rappresentata dal CO2 qui costituisce circa un aumento di 2W (media globale quotidiana al metro quadrato) mentre altri gas ad effetto serra, tra qui i più importanti i CH4, O3 troposferico e H2O, di un ulteriore 1W per un totale di circa 3W dal 1750 al 2000.

Se poco prima della PEG che comunque faceva parte di un periodo interglaciale, le concentrazioni medie di CO2 erano di 280 ppm, nel 2000 sono aumentate a 370 ppm per arrivare a 393 ppm nel 2010.

Da un periodo glaciale a un periodo glaciale le variazioni medie del bilancio radiativo sono dell’ordine dei 6,5W, variazioni indotte da importanti fattori di retroazione (feedback) positivi che si manifestano in maniera non immediata, ma bensì in tempi piuttosto lunghi.

Basti pensare che dall’inizio della rivoluzione industriale, alcuni importanti fattori di feedback positivi, hanno cominciato a manifestarsi solo ora con lo scioglimento sempre più evidente dei ghiacciai e lo scioglimento del permafrost alle alte latitudini, altri fattori di feedback positivi e negativi subentrano quasi istantaneamente, come la variazione delle concentrazioni del vapore acqueo a seconda della variazione termica, dato che con temperature sempre più elevate, mediamente si possono avere concentrazioni di vapore acqueo nell’atmosfera sempre maggiori, e il vapore acqueo malgrado abbia tempo di permanenza inferiori e sia una causa conseguente ad una variazione termica, è anch’esso un potente gas ad effetto serra, dunque si comporta come un’immediato effetto di feedback positivo.

Il CO2 ha sempre avuto un ruolo fondamentale nelle variazioni climatiche sia nel breve che nel lungo termine, in tempi geologici è stato tra i fattori più determinanti.

Per quanto concerne l’alternarsi di glaciazioni a periodi interglaciali, variazioni della composizione chimica non possono essere visti come fattori scetenenti, ma piuttosto come importanti fattori di feedback, in genere i processi che portano all’innesco di una glaciazione o un sucessivo disgelo, sono variazioni dei parametri astronomici descritti dai cicli di Milankovitch.

La variazione dell’inclinazione assiale e dell’eccentricità dell’orbita terrestre non porta a variazioni significative della radiazione solare media annua a livello globale, ma bensì ad una variazione della radiazione solare distribuita diversamente tra le diverse stagioni e le diverse latitudini, inverni tendenzialmente più miti ed estati tendenzialmente più fresche alle alte latitudini sembrano favorire un aumento delle calotte polari, tali variazioni sono comunque dell’ordine di circa 1W dunque molto inferiori, ma che manifesta in termini di tempo molto grandi.

Importanti fattori che influenzano più profondamente il ciclo delle glaciazioni sono determinati da alcuni fattori di feedback ad effetto non immediato, come la copertura dei ghiacci, delle nevi e della vegetazione sulla superficie terrestre (effetto albedo) e variazioni della concentrazione dei gas ad effetto serra (CO2, CH4), si tratta di variazioni che prima dell’era industriale seguivano una variazione climatica, ma che ne amplificarono gli effetti a tal punto da essere ritenuti le principali cause della variazione climatica stessa, basti pensare che una variazione dell’effetto albedo terrestre comportava a variazioni del bilancio radiativo terrestre dell’ordine medio dei 3,5W al quale si aggiungeva una variazione media di 3W indotta da una variazione delle concentrazioni di alcuni gas ad effetto serra, sopratutto CO2 e CH4, per un totale di una variazione media di 6,5W indotti dai soli fattori di feedback, che di gran lunga superavano gli effetti indotti sul bilancio radiativo terrestre, dai fattori scatenenti una variazione climatica, qui appunto i cicli di Milankovitch.

Per comprendere quanto la nostra atmosfera sia sensibile ad una variazione del bilancio radiativo, basti pensare che una variazione di soli 6,5W ha comportato una variazione termica di oltre 5°C su scala globale dall’ultimo massimo glaciale all’attuale fase interglaciale, dunque una variazione avvenuta in decine di migliaia di anni, generalmente la terra riceve in media 240W quotidiani per metro quadrato.

Come detto sopra oggigiorno il bilancio radiativo è aumentato di 3W nell’arco di pochi centenni e sopratutto negli ultimi decenni.

Osservando i parametri astronomici ossia i cicli di Milakovitch che descrivono l’alternarsi dei periodi glaciali, ora dovremmo andare in contro ad una glaciazione, poichè abbiamo una bassa eccentricità dell’orbita terrestre e l’inclinazione assiale gradualmente tende a diminuire, tuttavia evidentemente non è così, oggigiorno il CO2 e il CH4 si comportano sia come forzante che come fattore di feedback, se da un lato l’aumento esponenziale (per il breve lasso di tempo preso in questione) dei gas serra stanno favorendo una variazione climatica, il riscaldamento climatico inevitabilmente sta comportando il subentrare di ulteriori effetti di feedback positivi, oltre alla diminuzione dell’effetto albedo, dovuto alla diversa copertura dei ghiacci, delle nevi e della vegetazione, lo scioglimento del permafrost favorirà il rilascio di CO2 e CH4 nell’atmosfera incrementando in tal senso quella che è una variazione climatica già in corso.

In genere il disgelo si manifestava molto più rapidamente di un processo di glaciazione, basti pensare che 20000 anni fa il livello medio del mare era 110 metri inferiore rispetto a quello attuale, il livello del mare durante il disgelo crebbe di 4-5 metri ogni secolo, ossia 1 metro ogni 20-25 anni, viceversa per avere un aumento dei ghiacciai occorreva un progressivo accumulo delle nevi nell’arco di moltissime migliaia di anni, salvo rare occasioni, quando in seguito a variazioni morfologiche la circolazione atmosferica subì importanti modifiche apportando abbondanti e continue precipitazioni nevose in aree relativamente fredde.

Altri fattori di feedback positivo il diverso spessore della coltre di ghiaccio, uno scioglimento dei ghiacciai non cominciava dalla sommità poichè quest’ultima posta solitamente a 2-3 km di altezza, ben sopra lo zero termico, ma bensì cominciava dalla base, il sucessivo disgradamento e abbassamento delle sommità (dove faceva più caldo) favoriva un accellerazione dello scioglimento anche dalla sommità.

Un fattore di feedback negativo istantaneo invece sono le precipitazioni, in presenza di un riscaldamento climatico, quest’ultime tendono gradualmente ad aumentare, anche alle alte latitudini.

Vi sono invece fattori che possono rimuovere CO2 dall’atmosfera comportandosi come fattore di feedback negativi, con processi “rapidi” dalla durata di alcuni anni o pochi decenni, fino ad arrivare a processi molto lunghi dalla durata di centinaia di migliaia di anni.

I processi più brevi dalla durata di alcuni anni o tuttalpiù di pochi decenni in grado di ridurre CO2 dall’atmosfera, sono rappresentati dal ciclo del Carbonio nell’ecosistema, ossia il ciclo biologico della fotosintesi e quello del discioglimento del CO2 sulla superficie degli oceani.

Un altro processo in grado di rimuovere CO2 dall’atmosfera, ma che si manifesta nell’arco dei secoli o addirittura dei millenni, è rappresentato dal fatto che il CO2 si dissolve nelle profondità dei fondali marini come sedimenti benchè questo si possa saturare.

Un ciclo che veramente può rimuovere definitivamente il CO2 dall’atmosfera, ma che si manifesta in tempi lunghissini dalla durata di centinaia di migliaia di anni, è indotto dall’aumento dell’erosione dei silicati in corrispondenza all’aumento delle temperature atmosferiche, l’erosione dei silicati trasporta CO2 nelle profondità del mantello terrestre, per poi essere riemesso nell’atmosfera attraverso le eruzioni vulcaniche in un ciclo di lunghissima durata, tale processo sarebbe la causa del rapido (in termini di tempo geologici) raffreddamento climatico avvenuto a cominciare dai 35,5 milioni di anni fa.

Un altro fattore di feedback oggi negativo sono le concentrazioni di polveri sottili, nella maggioranza dei casi quest’ultimi hanno un maggior effetto raffreddante del clima, benchè vi siano alcuni tipi di polveri, oggi ancora emesse in atmosfera (Black Carbon) che aumentano l’assorbimento di calore del sole, in ogni caso tali polveri indipendentemente dall’effetto che hanno sul clima, risultano essere dannose per la salute dell’essere umano.

Durante i processi di cambiamenti climatici in passato, le polveri in atmosfera aumentarono durante le fase di raffreddamento climatico data probabilmente la maggior intensità dei venti e le minori precipitazioni e diminuivano durante le fasi di riscaldamento, comportandosi di fatto come una sorta di feedback positivo.

Il comportanto delle nubi invece non è ancora compreso a pieno, molto dipenderebbe dalla tipologia e dall’altezza di quest’ultime, anche se di fatto l’inalzamento medio del limite di saturazione del vapore acqueo, sembra sfarorire la formazione di nubi più basse, qui presentano il maggior effetto albedo e dunque raffreddante, di conseguenza sembrano comportarsi piuttosto come effetto di feedback positivo.

Vi sono altri fattori più casuali e spontanei che si comportano come forzante sul bilancio radiativo terrestre, come ad esempio eruzioni vulcaniche o impatti cometali, in questi ultimi casi gli effetti sono piuttosto brevi nel tempo, tuttalpiù di pochi anni, dunque non rientrano negli schemi climatici multidecennali a meno che non vi siano numerose eruzioni vulcaniche anche importanti nell’arco di alcuni secoli come avvenne durante la PEG

Ma cosa accadrà in futuro, se continueremo a emettere CO2 con gli stessi ritmi di quelli attuali, è stato calcolato che entro il 2050 raggiungeremo i 750 ppm, le temperature globali aumentereranno anche di oltre 2°C, i mari aumenteranno rapidamente e le calotte polari tenderanno a scomparire, se continuassimo a emettere CO2 con i ritmi attuali ma non emetteremmo più gli altri gas ad effetto serra, il problema si ridurrebbe del 45%, se da ora riducessimo fortemente l’emissione di tutti i gas a effetto serra in atmosfera, il clima si riscalderebbe ancora per qualche decennio, si tratterebbe comunque di un aumento di al massimo 1°C senza ripercussioni troppo evidenti sul clima e sull’ambiente globale.

Flavio Scolari.

In realtà non è ben noto il ruolo delle nuvole per quanto riguarda i cambiamenti climatici in corso, alcuni esperti stanno svolgendo ultreriori ricerche sul campo, al fine di comprendere meglio questo aspetto.
Oggi è noto che le nubi si comportano in maniera diversa anche a seconda dell’altezza di quest’ultime, se le nuvole basse hanno un effetto soprattutto il riflettere la luce del sole verso lo spazio e un minor effetto serra, le nubi poste ad alta quota hanno un maggior effetto serra, ma un minor potere riflettente nei confronti della radiazione solare, praticamente un comportamento molto diverso….

http://www.meteogelo.com/clima/the-role-of-the-clouds-about-the-climate-changes/

A rendere la questione più controversa, è il fatto che la possibilità di una eruzione del vulcano Marsili, fu espressa già diversi mesi fa.
Marsili è un vulcano alto più di 3000 metri, considerato uno tra i più grandi d’Europa ed è situato sotto la superfice del mare Mediterraneo, raggiungendo con la sommità la quota di circa 450 metri al di sotto della superficie del mar Tirreno e si trova a circa 140 km a Nord della Sicilia e 150 km a Ovest di Calabria…

http://www.meteogelo.com/clima/vulcano-masilivolcano-marsili/

La melanina è un pigmento prodotto dal nostro corpo, chi più chi meno ed in grado di dare una colorazione alla pelle, agli occhi, e ai capelli.
La pigmentazione della pelle di ogni individuo dipende dalla quantità di melanina che il proprio corpo produce e può passare dal quasi nero, chi produce molta melanina, al quasi incolore, che si manifesta con una colorazione bianca, o leggermente rosata per la presenza dei vasi sanguigni all’interno della cute….

http://www.meteogelo.com/clima/dalla-melanina-alle-condizioni-climatiche/

Si è parlato molto dell’attività vulcanica in Islanda in questi giorni, tuttavia vi è un’altro vulcano tenuto costantemente sotto controllo poichè in grado di provocare un’eruzione esplosiva di enorme portata, sto citando il noto Supervulcano dello Yellowstone… http://www.meteogelo.com/clima/la-principale-minaccia-per-la-nostra-specie/

L’eruzione del vulcano Eyjafjallajokull, localizzato nel Sud Est dell’Islanda, è entrato in attività a fine marzo.
In questi ultimi giorni si è intensificata notevolmente la propria attività eruttiva con quantitativi relativamente significativi di ceneri emesse nell’atmosfera.
Le enormi nubi di cenere sollevate a diversi chilometri di altezza dall’eruzione stanno creando non pochi problemi al traffico aereo di gran parte dell’Europa e conseguenti disagi nei collegamenti aerei con l’Europa dall’estero… http://www.meteogelo.com/clima/il-risveglio-del-vulcano-eyjafjallajokull-in-islanda/

Spesso per descrivere variazioni climatiche si tende a dare maggior importanza alle ripartizione media delle precipitazioni che si riscontra tra le diverse latitudini, prendendo meno in considerazione la ripartizione media delle precipitazioni che si può riscontrare tra i continenti e gli oceani, secondo me anch’esso è un fattore molto importante e indotto da determinati tipi di configurazioni bariche che più tipicamente si possono riscontrare nell’arco di un certo lasso di tempo (aumento della continentalità climatica associato ad una diminuzione media della zonalità dei venti, sopratutto in sede Europea)… http://www.meteogelo.com/clima/dalle-variazioni-climatiche-alla-conformazione-barica/ Read the rest of this entry »

Proprio in questi giorni stiamo assistendo ad una condizione tipicamente autunnale ma in presenza di una vasta area di alta pressione che abbraccia buona parte dell’area del Mediterraneo e più marginalmente il Nord della penisola Italiana, tuttavia le regioni del Nord hanno visto il transito di nuvolosità compatta prevalentemente di tipo stato-cumuliforme per l’influenza marginale di 3 deboli perturbazioni Atlantiche in transito a Nord delle Alpi… http://www.meteogelo.com/clima/quando-lanticiclone-porta-tempo-grigio-e-uggioso/