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I mutamenti climatici

IL CLIMA

I MUTAMENTI CLIMATICI


Il clima

Il clima è la risultante delle condizioni atmosferiche che si verificano nell'arco di anni, decenni o anche di secoli in una determinata regione e rappresenta lo stato medio degli elementi atmosferici e la loro variabilità [1]. L'organizzazione mondiale di meteorologia (WMO) lo definisce su 30 anni.


Un sistema complesso

L'energia del sole e la sua redistribuzione dall'equatore ai poli - Ogni giorno possiamo constatare di persona come egli sottoforma di tempo meteorologico si manifesta nella nostra regione. Il clima è influenzato in primo luogo dall'energia che arriva sulla Terra dal sole. La presenza di importanti masse d'acqua (oceani, mari, laghi), la disposizione dei continenti e delle catene montuose svolgono in seguito un ruolo determinante nella redistribuzione dell'energia solare dall'equatore ai poli.
Nelle regioni tropicali, a cavallo dell'equatore le radiazioni solari riscaldano infatti maggiormente la superficie terrestre rispetto alle zone polari, poiché esse arrivano perpendicolarmente sulla superficie della Terra. Al contrario nelle zone polari, soprattutto in inverno, l'angolatura di incidenza dei raggi solari è particolarmente piccola. Grazie alle differenze di temperatura si instaura una circolazione d'aria tra i tropici e i poli: l'aria sale ai tropici e scende ai poli. A causa di diverse ragioni, tra cui la sfericità della Terra e la presenza dei continenti ogni circolazione di questo tipo si suddivide in tre componenti. L'aria sale ai tropici e alle latitudini medie, mentre scende ai subtropici (per questa ragione qui troviamo spesso delle zone desertiche, l'aria che scende si scalda e non provoca precipitazioni) e ai poli.

Il ciclo dell'acqua - Fondamentale per il sistema complesso del clima è ciclo dell'acqua. L'aqua è presente in forma solida (neve, ghiacciai, ghiacci polari), in forma liquina (fiumi, laghi, mari, aqua del sottosuolo) e in forma gassosa (atmosfera, vapore acqueo). Quando l'aria (che contiene vapore acqueo) sale, si raffredda e il vapore acqueo condensa, ritornando sulla Terra sotto forma di precipitazioni. Il ciclo si completa quando l'acqua evapora e "ritorna" nell'aria sotto forma di vapore acqueo. Nei processi di evaporazione e condensazione sono in gioco enormi quantità di energia. E' evidente che la presenza di grandi masse d'acqua, rispettivamente di continenti e in particolare di zone desertiche, influenza la quantità di precipitazioni in una determinata regione. Temperatura e quantità di precipitazioni dipendono anche da altri fattori ambientali come la presenza di catene montuose e di grandi foreste.
Gli oceani svolgono un ruolo determinante per il il clima. Sono delle vere e proprie riserve di calore e dei pozzi di assorbimento per l'anidride carbonica (purtroppo solo una piccola parte di essa viene assorbita dagli oceani). Inoltre le correnti marine sono determinanti per la redistribuzione del calore dai tropici ai poli.

L'effetto serra - Altrettanto fondamentale per la vita sulla terra è l'effetto serra (ES). Si tratta di un fenomeno naturale, senza il quale la temperatura media globale sulla Terra sarebbe vicina a -18°C. La temperatura media globale si aggira oggi invece attorno ai 15°C. Ciò significa che l'ES ha un effetto di +33°C. Il bilancio energetico della Terra è sintetizzato nella figura 1. I meccanismi dell'ES sono generalmente ben conosciuti.
La radiazione proveniente dal sole viene in parte riflessa dalle nuvole, assorbita dall'atmosfera o riesce a raggiungere la superfice terrestre. A dipendenza dell'albedo (coefficente di riflessione) della superfice, una parte di essa viene di nuovo riflessa nello spazio mentre il resto viene assorbito dalla superfice, che si riscalda. La superfice riemette verso l'atmosfera quest'energia sottoforma di radiazione infrarossa (calore), di calore sensibile (termiche d'aria) oppure di calore latente (evaporazione di acqua prima presente nei pressi del suolo).
Nell'atmosfera sono presenti i cosiddetti gas serra che assorbono la radiazione infrarossa proveniente dalla terra e la riemettono in direzione della superfice. Il trasferimento dell'energia nello spazio viene così ritardato. Il risultato è il riscaldamento dell'atmosfera (troposfera: il primo strato dell'Atmosfera, 0 -10 km ca.). Responsabili dell'effetto serra sono in particolare il vapore acqueo e l'anidride carbonica (Tabella 1).

Gas serra
Sigla
Parte dell'ES

Effetto Temp. [°C]

vapore acqueo
H2O
62%
+20.5
anidride carbonica
CO2
22%
+7.3
ozono
O3
7%
+2.3
ossido di nitro
N2O
4%
+1.3
metano
CH4
2.5%
+0.8
altri
-
2.5%
+0.8
TOTALE
-
100%
+33.0

Tabella 1: Effetto attuale dei gas serra sulla temperatura globale media [7].


Figura 1: il bilancio energetico della Terra [6].

I feedback positivi e quelli negativi, la complessità del sistema - Se ad esempio la temperatura globale sulla Terra aumenta, l'atmosfera può contenere maggiore vapore acqueo. Il vapore acqueo è un gas serra. Se la sua concentrazione aumenta la temperatura aumenta e permette di contenere ulteriore vapore acqueo che fa aumentare a sua volta di nuovo la temperatura e così via. Si tratta di un meccanismo a causalità circolare denominato feedback positivo. Il meccanismo si autorinforza.
Al contrario se la concentrazione di vapore acqueo aumenta aumentano le possibilità che si formino delle nuvole. A dipendenza dell'altezza in cui queste nuvole si formano esse riflettono più o meno la luce proveniente dal sole direttamente nello spazio riducendo la radiazione che giunge fino alla superfuice terrestre. La temperatura quindi diminuisce. Si tratta in questo caso di un feedback negativo.
Quale meccanismo prevale? La risposta a questo quesito è complessa e non esistono ancora certezze: in generale sembra che attualmente prevale il primo meccanismo di feedback. Si osserva però già un aumento della nuvolosità, in parte anche dovuto alla presenza di grandi quantità di piccoli areosols di origine antropica (solfati e nitrati) che fungono da nuclei di aggregazione per piccole gocce d'acqua.
Il sistema clima contiene numerosi meccanismi a casalità circolare: sono un vero rompicapo, non possiamo più infatti distinguere la causa e l'effetto, perché ogni causa produce un effetto su se stessa [8].

I mutamenti climatici

Il clima ha sempre subito delle variazioni più o meno importanti (p. es. ci sono state diverse glaciazioni, con una periodicità diverse da migliaia a varie decine di migliaia di anni). I mutamenti climatici naturali sono stati finora causati da fattori esterni come le variazioni dell'orbita terrestre intorno al sole, la variazione dell'inclinazione dell'asse terrestre di rotazione, dalla variazione dell'intensità della radiazione solare oppure da importanti fattori interni come le eruzioni vulcaniche.
Numerosi studi scientifici coordinati a livello internazionale dal comitato intergovernativo sui i mutamenti climatici (IPCC: piattaforma di esperti del clima creata nel 1988 dal programma ambientale delle nazioni unite UNEP e dall'organizzazione mondiale di meteorologia WMO) concordano nell'affermare che il nostro clima sta cambiando. Questi mutamenti relativamente rapidi sono difficilmente spiegabili in termini di cause naturali.

Le osservazioni

L'aumento della temperatura globale - L'aspetto che preoccupa maggiormente è l'aumento della temperatura registrato negli ultimi 100 anni: occorre ricordare che simili variazioni di temperatura accadevano in passato sull'arco di 1000 o più anni (vedi figura 2)[2]. Il 2000 si pone al quinto posto nella graduatoria degli anni più caldi da quando si misura (140 anni, dal 1861). Il più caldo è stato il 1998 seguito dal 1997, dal 1995 e dal 1990. Otto dei dieci anni più caldi dal 1983 appartengono agli anni novanta [4].


Figura 2: le anomalie della temperatura globale da quando si misura (riferimento 1961-90)[4][3].


La ricostruzione della temperatura del passato per l'emisfero nord ha permesso di affermare con il 90-99% di probabilità che gli ultimi 100 anni sono completamente anomali nel contesto dell'ultimo millennio. Si inseriscono infatti in un trend di raffreddamento antecedente l'industrializzazione. All'ultimo secolo appartengono con molta probabilità la maggior parte dei record della temperatura media globale: il secolo più caldo, il decennio più caldo (gli anni 90), e l'anno più caldo (il 1998)(Figura 3)[3][5].


Figura 3: la ricostruzione della temperatura nell'ultimo millenio [12].

Le misurazioni mostrano una certa variabilità: l'aumeto della temperatura è avvenuto infatti principalmente in due periodi: dal 1910 al 1945 e dal 1976 al 2000 [3]. L'anno 2000 è stato il ventiduesimo in serie contraddistinto da anomalie calde al di sopra della media 1961-1990 (vedi Figura 2)[4].
Dal 1950 al 1993 la temperatura minima della notte è aumentata in media sulla terra ferma di ca 0.2 °C per decade, ovvero circa il doppio delle temperature minime del giorno. Dal 1950 c'è stata una drastica riduzione delle temperature estremamente fredde [3].
L'aumento rapido della temperatura che stiamo osservando è particolarmente anormale nella storia della Terra [8]. Se persisterà con l'attuale crescita rischia di diventare una prima assoluta (Figura 4).


Figura 4: La temperatura globale nella storia della Terra [8]

L'aumento della temperatura in Svizzera - La Svizzera è una regione particolarmente toccata dall'aumento della temperatura nel ventesimo secolo. Il riscaldamento si è manifestato maggiormente durante la notte che durante il giorno. Le temperature minime sono infatti aumentate molto di più di quelle massime. L'aumento medio in Svizzera è di ca. 1.6°C ed è più importante di quello osservato globalmente. Le differenze tra temperature massime e minime è molto probabilmente da ricondurre ad una variazione della copertura nuvolosa che ha ridotto il rafreddamento notturno. Il surriscaldamento si è manifestato soprattutto in inverno ed in estate, molto poco in primavera, e in particolare si nota la perdita in ogni mese degli episodi più freddi [11]. Il Ticino segue abbastanza fedelmente l'andamento nazionale.


L'aumento delle precipitazioni al nord e nei tropici, diminuzione nei subtropici - E' molto probabile che nel ventesimo secolo le precipitazioni alle alte latitudini dell'emisfero Nord sono aumentate del 0.5-1% per decade, nelle zone continentali tropicali (da 10°N a 10°S) di 0.2-0.3°% per decade. Complessivamente si è notato un aumento del 5-10%.
Nelle zone continentali subtropicali (10°N - 30°N) dell'emisfero nord le precipitazioni sono invece diminuite del 0.3% per decade (3% in 100 anni). Le regioni più a sud del mediterraneo sono già confrontate con una diminuzione delle disponibilità di acqua dovuto all'aumento sproporzionato della temperatura rispetto alle precipitazioni[10]. Per l'emisfero sud non sono ancora disponibili sufficenti dati.
In generale si nota un distribuzione diversa delle precipitazioni, che globalmente tendono comunque ad aumentare come c'era da atterdersi. Un aumento della temperatura permette infatti all'atmosfera di contenere maggiori quantità di vapore acqueo (ca. 6% per ogni grado) che potrà condensare e riversarsi sotto forma di pioggia. La frequenza degli eventi di pioggia potrebbe anche rimanere invariata (essa è legata al numero di volte in cui si raggiunge la saturazione), ma sicuramente c'è da attendersi un aumento delle quantità di precipitazioni per evento [9].

L'aumento delle precipitazioni in Svizzera - Analogamente alle temperature le precipitazioni in Svizzera sono aumentate maggiormente rispetto alla media globale: complessivamente del 1.2 % per decade (12% in 100 anni).

L'aumento degli eventi estremi - Alle latitudini medie e medio alte è probabile che durante il ventesimo secolo sono aumentati gli eventi caratterizzati da forti precipitazioni del 2% [3].

L'aumento della nuvolosità - Alle latitudini medie e medio alte è probabile che, come si osservato in Svizzera, durante il ventesimo secolo è aumentata la copertura nuvolosa media. Ciò è la causa principale dell'aumento marcato delle temperature minime[3].

I caldi EL-NINO sono più frequenti e persistenti - Episodi caldi del fenomeno ciclico naturale El-Nino (che influenza in modo particolare le precipitazioni e le temperature regionali nei tropici, nei subtropici e in alcune latitudini medie) sono diventati dal 1970 più frequenti, persistenti ed intensi rispetto ai 100 anni precedenti [3].


Le fonti bibliografiche

[1] G. Kappenberger e J. Kerkmann, 1997, Il Tempo in Montagna
[2] Climatic Research Unit, University of East Anglia, Norwich
[3] IPCC, 2001, WG1 - Third Assessement Report.
[4] WMO, World Meteorological Organisation
[5] Mann et al, 1999, Northern Hemisphere Temperatures During the last Millenium, American Geophysical Union
[6] IPCC,1995, The science of climate change, Cambridge University Press
[7] AAVV,1998, Physik unserer Umwelt, Atmosphäre
[8] Gassmann F., 1996, Effet de serre - Modèles et réalités, Georg
[9] Martine Rebetez, 2000, Changements Climatiques en Suisse au XXe siècle: grandes tendances et extrèmes.
[10] Greenpeace Italia, 2000, Effetto serra: gli impatti sull'ambiente
[11] Vellinga P. e van Verseveld W., 2000, Climate change and estreme weather events, WWF International
[12] Mann et al, 1999, Northern Hemisphere Temperatures During the last Millenium, Americal Geophysical Union
[13] Bader S. e Kunz P., 1998, Klimarisiken - Herausforderung für die Schweiz, Vdf
[14] Tett S. et al.,1999, Causes of twentieth-century temperature change near the Earth's surface, Nature
[15] Wigley T. M. L., 1999, The science of climate change, global and U.S. perspectives, Pew Center on climate Change
[16 ] Tol R. e Vellinga, 1998, Climate change, the enhanced greenhouse effect and the influence of the sun: a statistical analysis. Theoretical and Applied Climatology

Il filmato sul clima
 
SI al collegamento nord sud, NO al raddoppio



 
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