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CLIMA/ Per sapere se sarà nuvoloso, "guardate" il Cern

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Al Cern di Ginevra non si studia solo l’origine della materia, come Lucio Rossi ha documentato nel suo intervento all’ultima edizione del Meeting di Rimini. Un recente articolo di Jasper Kirkby su Science  riporta i primi risultati ottenuti con il progetto CLOUD (Cosmic Leaving Outdoor Droplets) che intende approfondire il rapporto fra i raggi cosmici e i cambiamenti climatici.

I fisici Henrik Svensmark e Friis-Christensen nel 1997 affermarono di avere osservato che un aumento del flusso di raggi cosmici  che raggiunge la Terra è correlato con un aumento della copertura nuvolosa. Il processo fisico responsabile di questa correlazione è stato ipotizzato da Svensmark e collaboratori, in un articolo apparso nei Proceeding della Royal Society nel 2007. Poiché  gli ioni possono essere prodotti dai raggi cosmici, l’ipotesi che un fattore importante per i cambiamenti climatici sia di origine astrofisica (e quindi non antropica) ha attirato un certo interesse nella comunità scientifica (oltre ad un certo scetticismo).

Le nubi rivestono un ruolo importante nel bilancio energetico della Terra e in particolare nell’effetto serra naturale in quanto influiscono sulla capacità riflettente della superficie terrestre: “…Una diminuzione dell’1% dell’albedo  causerebbe un incremento della temperatura di equilibrio della terra di circa 1 °C, un valore all’incirca equivalente all’effetto radiativo diretto prodotto da un raddoppio della concentrazione di CO2 in atmosfera…” (IPCC AR4, pag. 114).  Fra tutti i meccanismi fisici di retroazione (conosciuti) del sistema climatico, quelli associati ai processi di formazione delle nubi sono ancora soggetti alla maggiore incertezza.

La formazione delle nubi avviene per condensazione di vapore acqueo e di altri gas, presenti in tracce nell’atmosfera terrestre, su delle microscopiche particelle che agiscono da nuclei di condensazione portando così alla formazione delle goccioline. I nuclei  di condensazione (CCN, Cloud Condensation Nuclei) si formano attraverso complessi processi microfisici che portano delle molecole di vapore o di composti gassosi a formare degli aggregati (embrioni) che in certe condizioni termodinamiche crescono fino a divenire dei CCN. Questo processo, denominato nucleazione, può essere favorito dalla presenza in atmosfera di ioni (come i raggi cosmici) che facilitano la formazione di questi embrioni. 

Esiste anche un secondo possibile effetto dei raggi cosmici sul clima terrestre ed è la loro interazione con la ionosfera terrestre, che a sua volta influenza le proprietà delle nubi attraverso effetti elettrostatici sulle goccioline. I raggi cosmici possono essere di origine galattica (esplosione di supernovae o provenienti dal centro della galassia) o planetaria (provenienti dall’attività solare). In particolare in quest’ultimo caso in periodi di ridotta attività solare (assenza di macchie solari) si ha un incremento del flusso di raggi cosmici che raggiungono la Terra per l’indebolimento del campo magnetico solare. La stima del flusso dei raggi cosmici che arrivano sulla Terra si ottiene misurando l’abbondanza di isotopi radioattivi come il 14C e 10Be.



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