RISCALDAMENTO GLOBALE/ La nostra atmosfera: una serra sempre più efficiente

Pubblicazione: 10.12.2014 - Giacomo Masato, Ambrogio Volonté

È in corso di svolgimento in questi giorni a Lima la COP20 – ONU Climate Change Conference 2014, che segue da poco la pubblicazione del V Report dell’IPCC. GIACOMO MASATO, AMBROGIO VOLONTÈ

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È in corso di svolgimento in questi giorni a Lima la COP20 – ONU Climate Change Conference 2014, che segue da poco la pubblicazione del V Report redatto dall’IPCC, l’organismo internazionale che si occupa di analizzare i cambiamenti climatici. La prima delle tre parti del report (che cerca di capire le regioni fisiche del cambiamento climatico e del suo evolversi nel tempo) conferma essenzialmente i risultati del report precedente, aumentando la confidenza nell’attribuzione antropica del Riscaldamento Globale (Global Warming). Prima di concentrarsi sulle conseguenze di tale fenomeno, può essere utile sottolineare da dove venga l’alto grado di confidenza degli scienziati.

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Un punto cruciale della teoria del Global Warming legato all’effetto serra, innescato a sua volta dall’anidride carbonica. Ogni corpo emette radiazioni elettromagnetiche, che possono essere visibili, infrarosse, radio ecc … a seconda della temperatura dello stesso. Dato che il Sole ha una temperatura superficiale di circa 5500-5600 °C, quasi tutta la sua emissione è visibile. Anche il nostro pianeta riceve questa radiazione, è quella che noi chiamiamo la luce solare.

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La Terra è invece molto meno calda e non emette radiazione visibile ma prevalentemente infrarossa (come anche il nostro corpo, che è infatti ben riconoscibile anche al buio da “telecamere a infrarossi”), composta da onde più lunghe e meno energetiche. Se la temperatura della Terra dipendesse solo dall’energia che riceve dal Sole, la sua temperatura media sarebbe di -18 °C, decisamente inadatta alla vita. Qui entra in gioco l’effetto serra, la cui presenza è vitale per la nostra sopravvivenza.

La Terra possiede un’atmosfera che, mentre è in larga parte trasparente alla radiazione visibile in arrivo dal Sole, riflette buona parte di quella infrarossa proveniente dalla superficie terrestre, rimandandola verso il basso: esattamente come una serra. Questo effetto innalza la temperatura media della superficie terrestre di circa 33 °C, portando la media annuale a un molto più rassicurante +15 °C. L’aumento della concentrazione dei gas che riflettono la radiazione infrarossa (i cosiddetti “gas serra”) può essere pensato come un aumento di efficienza della serra: la conseguenza è un innalzamento della temperatura media. È importante allora sottolineare che quando parliamo di cambiamenti climatici e di riscaldamento globale dovuto all’effetto serra, ci stiamo in realtà riferendo ad un aumento dell’efficienza di tale effetto.

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Quali sono quindi i gas serra più importanti? Il più conosciuto è sicuramente l’anidride carbonica (CO₂, biossido di carbonio) ma, vi è un’altra sostanza, forse insospettabile ai più, che ha effetti pesanti sul clima: l’acqua. È esperienza comune che durante una nottata invernale e a cielo limpido la temperatura scenda molto di più che con il cielo nuvoloso; se poi durante la notte il cielo si rannuvola, all’alba seguente la brina depositata si è già completamente sciolta. Questo perché le nubi agiscono come una “coperta”, riflettendo verso il basso le radiazioni emesse dal suolo, che quindi non può raffreddarsi.

In effetti, anche l’acqua allo stato gassoso (cioè il vapore acqueo) è molto efficiente (pensiamo a come cala molto più rapidamente la temperatura di notte nelle regioni desertiche rispetto all’umida Pianura Padana). A livello quantitativo possiamo affermare che il forcing radiativo (cioè il flusso di radiazione intercettato per unità di tempo) medio del vapore acqueo è più del doppio di quello dell’anidride carbonica.

È dunque falso affermare che l’anidride carbonica sia il candidato principale del riscaldamento globale che stiamo vivendo negli ultimi decenni? No, ed essenzialmente per due motivi. Prima di tutto dobbiamo considerare che il ciclo dell’acqua è molto veloce, con un tempo scala medio intorno alla settimana, mentre quello dell’anidride carbonica ha un tempo medio di residenza in atmosfera di circa 100 anni. Quindi, se un aumento di emissione di vapore acqueo viene neutralizzato in breve tempo, lo stesso non si può dire per l’anidride carbonica. Per questo motivo il vapore acqueo non può essere annoverato tra le cause del riscaldamento globale, ma viene piuttosto considerato dagli esperti come un potente feedback che ha il potere di amplificare ciò che già è in atto; esso è quindi un fattore che ha una grande influenza sulla temperatura del pianeta, ma solo in conseguenza dell’interazione con altri processi che ne causano una variazione di concentrazione.

In secondo luogo, bisogna considerare che l’atmosfera è un sistema molto complesso, in cui un gran numero di componenti interagiscono tra di loro. Proprio uno di questi feedback riguarda il rapporto tra temperatura, concentrazione di CO₂ e di vapore acqueo. Un aumento di temperatura dell’aria di 1 °C innalza la quantità massima di vapore acqueo che può essere contenuta in una data massa d’aria di circa il 6-7% (come prescrive la relazione di Clausius-Clapeyron).

Così, l’aumento di temperatura dovuto a una maggiore concentrazione di CO₂ provoca una crescita della quantità di vapore acqueo presente in atmosfera e quindi un ulteriore incremento dell’efficienza dell’effetto serra. Questo processo di causalità incide in modo importante sull’andamento della temperatura terrestre e può avere un impatto simile a quello dell’effetto diretto dell’aumento della concentrazione di CO₂, come delineato sin dal IV Rapporto dell’IPCC.

Naturalmente, vi sono numerosi altri feedback nel sistema climatico, basti pensare al fatto che l’innalzamento della temperatura provoca una diminuzione dell’estensione delle calotte polari, cosicché parte della radiazione che veniva prima riflessa dal ghiaccio viene ora assorbita dagli oceani. Si può ad ogni modo affermare che il motore di questi meccanismi sia l’aumento dell’efficienza della nostra serra planetaria, dovuta alla maggior concentrazione dei gas che la compongono, in primis l’anidride carbonica.

Dalla conferenza di Lima – concordano i diversi osservatori – non c’è da aspettarsi qualche clamorosa decisione. C’è però da augurarsi che cresca la consapevolezza non ideologica dei fattori in gioco.