Comuni equivoci circa il repentino cambiamento climatico

Il documento originale da cui è tratto questo articolo è "Common Misconceptions about Abrupt Climate Change", a cura di William Curry direttore dell' Ocean and Climate Change Institute.

Diversi decenni di ricerca scientifica hanno portato a significativi progressi nella comprensione del ruolo dell'oceano nella regolazione del clima terrestre. Recentemente, una copertura mediatica crescente riguardo alla scienza del clima ha inoltre evidenziato alcuni errori d'interpretazione comuni riguardo al brusco cambiamento climatico, i suoi meccanismi sottostanti, e le possibili conseguenze per la società. Questo schema riassuntivo copre alcuni dei maggiori punti d'interesse sul cambiamento climatico che sono spesso fraintesi. Speriamo che questa sintesi fornisca una migliore comprensione dello stato delle cognizioni scientifiche attuali.

* Il pianeta si sta riscaldando ?

Sì. Da quando cominciarono le rilevazioni intorno al 1860, la temperatura superficiale media globale è continuata a crescere (vedi figura "Variazioni della temperatura terrestre superficiale"). Undici degli anni più caldi in archivio si sono avuti a partire dal 1990, e i cinque più caldi di tutti sono avvenuti negli ultimi sette anni (in ordine decrescente: 2002, 1998, 2003, 2001, 1997). A causa di questi recenti estremi, il ritmo al quale le temperature medie globali sono salite, che annibtava a curca +0.6°C nel secolo scorso, ha accelerato negli ultimi due decenni di un tasso equivalente a +1°C per secolo.

Variazioni della temperatura terrestre superficiale

(Dalla commissione intergovernativa sul cambiamento climatico)

* Gli Uomini hanno contribuito al riscaldamento ?

Sì, ma è in corso un dibattito su quanto. La variabilità naturale - come quella che risulta dai cambiamenti nell'energia trasmessa dal Sole alla Terra, dall'attività dei vulcani, e da fenomeni climatologici regionali come la "El Niño-Southern Oscillation" (ENSO) - giocano un ruolo nella regolazione del termometro globale. Ma i record di temperature osservate non possono essere interamente attribuiti a cause naturali. Come l' Unione Geofisica Americana ha recentemente affermato: "E' scientificamente inconcepibile che - dopo aver trasformato le foreste in città, aver immesso polveri e fuliggine nell'atmosfera, sottoposto milioni di quintali di deserto all'agricoltura irrigua, e immesso gas serra nell'atmosfera - gli Uomini non abbiano alterato il corso naturale del sistema climatico." Gas serra come diossido di carbonio (CO2), metano (CH4), perossido d'azoto (N2O), ozono (O3) e clorofluorocarburi (CFC) stanno essendo immessi nell'atmosfera principalmente come risultato dell' utilizzo dei combustibili fossili, dello sfruttamento delle foreste tropicali e di altre attività umane. Questi gas trattengono energia che normalmente sarebbe irradiata nello spazio, facendo così aumentare la temperatura superficiale terrestre.

* Qual è il ruolo degli oceani nel clima ?

L'oceano immagazzina calore, acqua, sale e diossido di carbonio, e trasporta questi componenti nelle varie zone della superficie del pianeta. Poiché l'acqua del mare può conservare il calore in modo molto più efficiente dell'aria, l'oceano immagazzina all'incirca un migliaio di volte il calore conservato dall'atmosfera. Ma l'atmosfera sposta il calore molto più rapidamente. Il risultato è che l'oceano e l'atmosfera trasportano approssimativamente una quantità uguale di calore. Certe parti del pianeta - come il Nord Europa - sono riscaldate in particolar modo dalle correnti oceaniche. Il clima temperato delle Isole Britanniche, per esempio, è reso possibile dalle correnti calde oceaniche che trasferiscono calore all'aria.

* Come possono esistere allo stesso tempo il riscaldamento globale e il raffreddamento dell'emisfero Sud ?

La confusione si presenta perché un raffreddamento può essere un evento regionale, presente in sovrapposizione a una Terra in continuo riscaldamento. Il riscaldamento globale è guidato dall'accresciuto trattenimento di energia solare dovuto alla concentrazione crescente di gas serra (come diossido di carbonio e metano) nell'atmosfera, causato principalmente dalle attività umane. Il riscaldamento ha conseguenze globali. L'energia ottenuta dalle maggiori concentrazioni di gas serra viene distribuita globalmente e influisce su molti sistemi - riscaldando l'atmosfera, riscaldando gli oceani, aumentando l'evaporazione in alcune regioni e le precipitazioni in altre, e facendo sciogliere i ghiacciai.

Si presentano complicazioni se si considera come il calore e l'acqua sono trasportate attraverso il pianeta. Il riscaldamento sta causando una maggiore evaporazione dell'acqua dai tropici, una maggiore piovosità nelle regioni subpolari e polari, e lo sciogli mento di un maggiore quanitativo di ghiaccio alle alte latitudini. Come risultato, c'è una perdita di acqua dolce ai tropici, e un suo aumento nell'oceano alle latitudini più alte. Nell' Oceano Atlantico settentrionale, l'acqua dolce in eccesso può cambiare le modalità di circolazione oceanica, interrompendo o deviando le correnti che attualmente trasportano acqua calda verso il nord. Deviare o rallentare questa "pompa di calore atlantica" si tradurrebbe in inverni più freddi nel nordest degli Stati Uniti e nell' Europa Occidentale. Ma il calore acquistato dalle maggiori concentrazioni di gas serra è ancora presente nel sistema climatico, solamente è altrove. Il risultato: una Terra più calda, un Nord Atlantico più freddo.

* Cos'è la pompa di calore Nord Atlantica ?

La pompa di calore Nord Atlantica si riferisce al fatto che l' Oceano Atlantico trasporta calore molto più a Nord che, per esempio, l'Oceano Pacifico. Questo perché una parte della sua circolazione è unica. Le correnti oceaniche sono principalmente guidate da due forze: i venti e le differenze di densità oceaniche. La porzione di flusso oceanico che è guidata dalla densità è chiamata circolazione termoalina (la temperatura e la salinità insieme determinano la densità dell'acqua oceanica). La circolazione termoalina globale è a volte descritta come un grande nastro trasportatore oceanico - con acque calde e meno dense che fluiscono in una direzione sulla superficie del mare ed acque fredde e dense che fluiscono nella direzione opposta nelle profondità dell'oceano.

I punti critici di questo "nastro trasportatore" si hanno dove le acque superficiali vanno a sprofondare nell'oceano. Questo accade solo in pochi luoghi - lungo la piattaforma antartica e in due aree nel nord dell' Atlantico settentrionale (il Mare del Labrador e il Mare del Nord). In questi due posti del Nord Atlantico, dal momento che l'oceano disperde il suo calore nell' atmosfera, la superficie dell' acqua diventa così fredda - e così densa - che essa sprofonda verso il basso nelle profondità dell'oceano e poi fluisce verso il basso sopra il fondale marino verso l'equatore. Questo affondamento e scorrimento verso sud del flusso aiuta a dirigere il nastro trasportatore. Le acque dense in uscita da Sud nell'oceano profondo devono essere sostituite. Questo trascina correnti calde di superficie più a Nord che nel loro flusso normale e apporta calore supplementare alle alte latitudini settentrionali.

* Questa pompa di calore nordatlantica è costante ?

No. Se nel Nord Atlantico si ha un cambiamento di condizioni tale che le acque superficiali non possano più diventare abbastanza dense da affondare, allora il "nastro trasportatore" rallenterebbe o forse si fermerebbe del tutto. La più probabile delle cause di cambiamento è l'eccesso di acqua dolce immesso nei luoghi di affondamento. Se viene immessa troppa acqua dolce - dallo scioglimento del ghiaccio o dall'incremento di precipitazioni - allora non importa quanto diventa fredda la superficie dell'acqua: essa non può diventare abbastanza densa per affondare. Può diventare ghiaccio, ma ciò nonostante non affonderà.

Sebbene non siano stati osservati nell'ultimo secolo grandi cambiamenti nella circolazione del Nord Atlantico, le carote di ghiaccio e i sedimenti dei fondali marini forniscono piena evidenza che la circolazione ha avuto cambiamenti nel passato geologico. Le migliori evidenze di una ridotta circolazione Atlantica vengono da tempi lontani quando le condizioni sulla Terra erano completamente differenti. L'evento più rilevante avvenne circa 12000 anni fa, quando la pompa nordatlantica si interruppe per un periodo di circa 1000 anni. Gli scienziati hanno ipotizzato che i cambiamenti nella circolazione del Nord Atlantico possono aver contribuito all'esteso raffreddamento tra il 1300 e il 1800 D.C. chiamato "Piccola Era Glaciale".

* Alcuni parlano di un "blocco" della Corrente del Golfo. Cosa significa ?

La Corrente del Golfo non avrà alcun blocco totale, sotto alcuna condizione! Questa forte corrente oceanica è guidata sia dai venti che dalle differenze di densità delle acque oceaniche. Sono queste ultime - la circolazione termoalina - che portano il calore oceanicho alle alte latitudini settentrionali e potrebbero essere influenzate dai cambiamenti di salinità che stanno avendo luogo nel Nord Atlantico. I venti continueranno a soffiare sull'oceano e la Corrente del Golfo continuerà a fluire anche se la circolazione termoalina rallenta o si blocca. La sua portata potrà essere ridotta, o la sua rotta leggermente deviata, ma essa continuerà a fluire.

* Il riscaldamento globale può causare un' Era Glaciale ?

No. Propriamente, il termine "Era Glaciale" si riferisce a un' epoca glaciale principale, nella quale i ghiacci ricoprono ampie porzioni dei continenti. L'ultima Era Glaciale finì circa 12000 anni fa, e noi da allora ci troviamo in un periodo interglaciale. Nessuno prevede che il riscaldamento globale causerà una Era Glaciale. Questo è un termine troppo estremo per descrivere gli effetti di raffreddamento regionale di un rallentamento (o blocco) della pompa di calore Nord Atlantica (circolazione termoalina). Il rallentamento della circolazione termoalina può avere come effetto un raffreddamento dall' America nordorientale all' Europa, ma noi ci troveremo comunque in un periodo interglaciale. Sfortunatamente, "Era Glaciale" è una frase ad effetto e troppo spesso finisce sui titoli di giornale, nei film e nelle copertine delle riviste.

Diverse condizioni allo stato attuale sono assai differenti da quelle avutesi durante l'ultimo avanzamento dei ghiacci. La terra attualmente riceve energia solare in una modalità diversa, perché la forma dell'orbita terrestre non è la stessa di 20000 anni fa. L'inclinazione dell'asse terrestre rispetto al sole e la posizione dell'estate boreale sull'orbita sono entrambe differenti ora rispetto al periodo dell'ultima avanzata dei ghiacci. C'è anche una quantità significativamente più elevata di CO2 nell'atmosfera adesso rispetto all'ultima Era Glaciale e il diossido di carbonio atmosferico continua ad aumentare, rendendo la temperatura media terrestre molto più calda. Queste condizioni contribuiscono insieme a rendere improbabile per il futuro prossimo che i cambiamenti nella circolazione oceanica possano causare il raffreddamento su larga scala osservato durante un' Era Glaciale.

* Qual è la differenza tra una "Era Glaciale" e "La Piccola Era Glaciale" ?

La "Piccola Era Glaciale" si riferisce a un periodo storico di clima più freddo che ha avuto luogo dal 1300 al 1800 circa, ben all'interno dell'attuale periodo interglaciale. Durante questa piccola era glaciale, fu osservato un raffreddamento su larga scala su tutta la regione nordatlantica, gli inverni furono più rigidi in Europa e in America nordorientale e i ghiacciai montani avanzarono in tutta Europa. I cambiamenti climatici a quel tempo causarono molti stenti e carestie. I freddi inverni associati con la Piccola Era Glaciale spinsero gli insediamenti dei Vichinghi fuori dalla Groenlandia e dal Nord America e influirono su eventi storici come la Rivoluzione Americana (da ricordare le truppe di Washington che attaccarono i mercenari dell' Esercito Britannico a Trenton, nel 1775 e il freddo inverno sopportato dalle sue truppe a Valley Forge nel 1777-78).

Le cause della Piccola Età Glaciale non sono ancora chiare, ma potrebbero aver avuto origine da cambiamenti nella quantità di energia solare ricevuta dalla Terra. Il periodo più freddo della Piccola Età Glaciale si ebbe durante un periodo di ridotta attività solare chiamato "Minimo di Maunder", dove fu osservato che il Sole persentò meno macchie solari. I modelli climatici lasciano intendere che i cambiamenti nell'energia irradiata dal Sole possono aver causato un piccolo raffreddamento a quel tempo, ma non è ancora chiaro come questi piccoli cambiamenti nell'attività solare possano aver generato un raffreddamento così vasto.

* Come funziona il ciclo idrologico ?

L' oceano contiene il 97% dell'acqua presente sulla Terra, è sottoposto a un tasso di evaporazione dell' 86%, e riceve direttamente il 78% di precipitazioni. Esso, perciò, è un elemento chiave nel ciclo idrologico planetario, il quale a sua volta è fondamentale per il sistema climatico. Insieme, l'atmosfera e l'oceano mantengono un bilanciamento globale nella distribuzione dell'acqua. L'acqua evapora principalmente negli oceani tropicali e subtropicali. L'atmosfera poi trasporta quel vapor d'acqua in altri luoghi (specialmente verso le alte latitudini) dove ricade sotto forma di precipitazione. L' oceano completa il ciclo ritrasportando indietro quell'acqua verso le basse latitudini.

* Il riscaldamento globale avrà effetto sul ciclo idrologico ?

Sì. I tassi di evaporazione dovrebbero aumentare man mano che la superficie dell'oceano si riscalda. Inoltre, siccome la pressione del vapore acqueo cresce esponenzialmente con l'incremento di temperatura, un'atmosfera più calda conserverà più vapor d'acqua. Dal momento che il vapore acqueo è esso stesso un potente gas serra (molto di più del diossido di carbonio), l'aumento di concentrazione del vapor d'acqua intrappolerà una maggior quantità di calore provocando un aumento delle temperature superficiali ancora più rapido. Quindi, ci si attende che il riscaldamento globale produrrà un'accelerazione del ciclo idrologico, e che questo a sua volta accelererà il riscaldamento globale.

Ma il sistema climatico non è proprio così semplice. L'atmosfera è suddivisa in diversi strati, e mentre gli strati inferiori sono diventati più caldi ed umidi, gli strati superiori si sono lievemente raffreddati. I ricercatori non sono in accordo nello stabilire se le forze associate con il riscaldamento da effetto serra avranno potenza tale da riscaldare questi strati superiori. Come conseguenza di questa incertezza, i modelli climatici propongono previsioni molto diversificate sugli effetti del riscaldamento da effetto serra.

* Cosa accadrebbe se il ciclo idrologico accelerasse ?

Nelle regioni polari, le acque superficiali e profonde hanno avuto un incremento di acqua dolce negli ultimi quaranta anni. Ai tropici, le acque superficiali hanno perduto acqua dolce a causa dell'aumento di evaporazione nello stesso periodo. Questi due cambiamenti conducono ad una intensificazione del ciclo idrologico: maggiore evaporazione ai tropici dal momento che la terra e il suo oceano si riscaldano, e maggiori precipitazioni alle latitudini elevate nelle regioni dove l'atmosfera cede il proprio vapore acqueo. Questo fornisce un'altra sorgente di acqua dolce - in aggiunta allo scioglimento dei ghiacci - che può incidere sulla pompa di calore nordatlantica.

* Quando si avrà un raffreddamento regionale ?

Non c'è certezza che la circolazione oceanica cambierà o che ci sarà un raffreddamento regionale. I modelli forniti dagli elaboratori circa il clima futuro sulla terra giungono a prevedere una molteplicità di risultati, che vanno dall'assenza di cambiamenti nella circolazione atlantica fino al blocco quasi completo della sua componente termoalina in un tempo compreso tra i 50 e i 75 anni. Parte delle incertezze è insito nei modelli stessi: le componenti oceaniche dei modelli climatici tendono ad essere meno avanzate di quelle atmosferiche, e le componenti relative ai ghiacci ancora meno sviluppate. Previsioni accurate richiederanno significativi miglioramenti in tutte le parti dei modelli climatici.

* Se il raffreddamento avvenisse, quanto freddo ne risulterebbe ?

Molto dipende dal momento de dal ritmo dei cambiamenti nella circolazione oceanica. Una riduzione della pompa di calore atlantica che avvenisse entro i prossimi decenni farebbe sì che gli inverni sarebbero più freddi e più rigidi di oggi nelle regioni intorno al Nord Atlantico. Se i cambiamenti nella pompa di calore avvenissero invece tra un secolo, allora gli effetti sarebbero differenti. Poiché i gas serra sono previsti in aumento nel corso dei prossimi 100 anni, anche la temperatura media globale continuerà a salire. Il raffreddamento nella regione atlantica potrebbe solamente mitigare questo riscaldamento, e in tal modo gli inverni non sarebbero più freddi di oggi. Dal momento che la goncentrazione di gas serra continua a salire, la superficie del pianeta diventerà mediamente sempre più calda. La distribuzione di questo surplus di calore determinerà in larga misura come il sistema climatico planetario reagisce al riscaldamento globale.

* Per quanto tempo rimarrebbe freddo ?

La durata di ogni cambiamento nella circolazione oceanica depende dall'intensità e dalla durata della causa perturbatrice. Per esempio, un rapido incremento di acque dolci, di durata decennale, può perturbare la circolazione per decenni e più. In confronto all'atmosfera, l'oceano risponde più lentamente ai cambiamenti e le perturbazioni oceaniche tendono a persistere più a lungo. Il sistema climatico è complesso. Con le conoscenze attuali, è difficile dire esattamente per quanto tempo possa persistere un qualsiasi cambiamento.

* C'è qualcosa che possiamo fare ?

La maggiore sollecitazione al sistema climatico attualmente è il rapido aumento della concentrazione dei gas serra nell'atmosfera, e una parte significativa di ciò scaturisce dalle attività umane. Si prendano i provvedimenti atti a diminuire il tasso di accrescimento della concentrazione dei gas serra (eventualmente riducendolo), e i futuri cambiamenti del clima potranno essere ridotti o rimandati.

A cura di William Curry, Ocean and Climate Change Institute.
Traduzione di Diego Novella.