Era tempo che volevo pubblicare questo interessante articolo... ora l'ho fatto!
Naturalmente un ringraziamento a Guido!  

(vedi anche discussione I Realisti sul Global Warming)

La saturazione dell'’AGW
di Guido Guidi

Uno degli argomenti più dibattutti, nell’ambito della discussione dell’effetto antropico sul clima è certamente quello che riguarda il peso effettivo dell’anidride carbonica nelle dinamiche dell’effetto serra.
In sostanza c’è ancora parecchia incertezza sul ruolo che questo gas svolge effettivamente.

Certamente non è in discussione la capacità di interagire a livello molecolare con il calore riemesso dal pianeta e regolarne la presenza in atmosfera, tuttavia, non essendo l’unico gas ad avere queste proprietà, il peso della sua azione schermante non è facilmente quantificabile. Allo stesso tempo però, la CO2 è di gran lunga in testa alla classifica degli elementi che, pur essendo largamente presenti allo stato naturale, sono anche massicciamente derivati dalle nostre attività produttive.
Al riguardo, la letteratura scientifica non fornisce ancora informazioni univoche.
Per l’anidride carbonica si passa attraverso stime che gli attribuiscono un peso che va dal 2% al 22% del totale dell’effetto serra, pur essendoci una certa convergenza di opinioni attorno alla percentuale del 15%.
Questi numeri sono però riferiti a tutta l’anidride carbonica in atmosfera, la cui componente di origine naturale è largamente superiore a quella di origine antropica. Però, trascurando le dinamiche interne al sistema che hanno da sempre regolato i livelli di questa concentrazione, si suppone che il trend di aumento di questo gas in atmosfera sia interamente attribuibile alle attività umane, anche se i numeri non sembrano essere dello stesso parere.
Ogni anno vengono immesse in atmosfera circa 7Gt (Miliardi di tonnellate) di CO2, delle quali 6Gt sono immediatamente riconducibili ad attività produttive di vario genere, mobilità e produzione energetica su tutte, e 1Gt sarebbe invece il prodotto della deforestazione e del comparto agricolo. Il rateo medio di crescita della concentrazione di CO2 in atmosfera è di circa 1.5PPmv all’anno cioè, in termini di massa circa 3.5Gt.
A conti fatti ne manca all’appello un buon 50% che, a quanto pare, il sistema pianeta è in grado di gestire/assorbire all’interno delle sue dinamiche.
Il punto è che ancora non sappiamo gran che di come questo avvenga, mentre questa informazione è invece indispensabile per comprendere quale impatto possa avere sull’intero sistema questa inarrestabile tendenza all’aumento.

E’ noto che alcune componenti del sistema possono essere sia sequestratori (capaci di immagazzinare la CO2) sia emettitori. Tra questi gli oceani, le cui temperature di superficie, condizionate dalla radiazione solare e dalle correnti superficiali o di profondità, regolano il bilancio di assorbimento/emissione dei 3/4 del pianeta.
Il rimanente 25% spetta alla biosfera, e qui entrano in gioco altri meccanismi di rilascio/cattura a loro volta soggetti a dinamiche di retroazione o feed-back estremamente complessi.
Diverse e più abbondanti concentrazioni di anidride carbonica nel terreno operano infatti una concimazione carbonica che stimola l’attività vegetale e quindi i processi di fotosintesi, aumentando (feed-back negativo) la capacità di assorbimento. Proviamo a prendere ad esempio le enormi distese della tundra artica; secondo uno studio dell’Università della Tuscia di Viterbo, attualmente, quella parte della vegetazione artica è un grande emettitore, mentre in effetti ci si aspetterebbe il contrario.

Ma la complessità di questi meccanismi passa per certi aspetti in secondo piano rispetto ai seguenti interrogativi: quanto calore può essere effettivamente trattenuto dalla CO2 presente in atmosfera?
E quanto questo calore può aumentare se aumenta la concentrazione dell’anidride carbonica?

Andiamo con ordine, la Terra emette calore sotto forma di radiazioni infrarosse conuna lunghezza d’onda di circa 15µ. I cosiddetti gas serra, hanno la capacità di intercettare e riemettere la radiazione con questa lunghezza d’onda attraverso una reazione chimica che comporta delle modifiche temporanee o permanenti ai loro legami molecolari. Sono modifiche definite vibrazionali che, nel caso della CO2, “tendono” o “flettono” i legami tra le molecole di ossigeno e quelle di carbonio.
Se si tratta di tensione, l’assorbimento avviene soltanto se questa è asincrona, ovvero se uno dei legami diventa più corto e l’altro più lungo, ma questo accade per frequenze di radiazione più basse di quelle alle quali avviene la massima emissione di calore da parte della Terra (circa 4.3µ).
Quando il legame flette invece, le due molecole di ossigeno oscillano rispetto alla posizione baricentrica della molecola di Carbonio ed avviene l’assorbimento.

Nel grafico sotto è rappresentata l’emissione termica del pianeta.
Si nota come la CO2, che possiede un moto vibro-rotazionale asimmetrico, sia altamente efficace nel trattenere la radiazione prossima a 15.7µ ma, sempre dal grafico, si evince anche che tale efficienza, che aumenta quanto più la frequenza di flessione e la lunghezza d’onda della radiazione sono simili per effetto risonanza, è sufficiente a catturare la quasi totalità di questa emissione.
In pratica la CO2 fa già quasi tutto quello che potrebbe fare e difficilmente un ulteriore aumento della sua concentrazione potrebbe aumentare questa efficienza al punto di provocare un eccesso di calore che presenti i numeri delle attuali stime delle prognosi climatiche.

E’ anche vero che si deve tener conto dei feed-back cui abbiamo accennato in precedenza, che possono accentuare o diminuire non solo l’aumento della temperatura, ma la stessa concentrazione della CO2.
E’ infatti probabile che quest’anno (2008) una delle conseguenze del persistere di una fase fredda delle temperature di superficie dell’Oceano Pacifico tropicale, sia stato proprio il rallentamento del rateo di crescita della concentrazione di anidride carbonica in atmosfera. Non solo, il ruolo forse più importante è quello del Vapore Acqueo, ovvero della sua concentrazione in atmosfera, che varia al variare della temperatura e che regola la quantità di copertura nuvolosa, la quale a sua volta ha un effetto raffreddante se si forma a bassa quota, mentre accresce l’effetto serra se si forma più in alto.
Sarà bene fermarsi, ma in effetti ci sarebbero da citare anche molti altri meccanismi di causa-effetto-variazione della causa-nuovo effetto che accrescono la complessità del sistema.

Dunque l’atmosfera è realmente satura dal punto di vista della capacità di assorbimento della CO2?
Anche in questo caso esistono più tesi, sulle quali proveremo a fare un pò di luce.

Visitando questo link, troverete un’interessante lettura che fornisce una sorta di risposta preconfezionata, un kit della lotta allo scettico, da sfoderare con quanti dovessero sostenere quanto abbiamo appena finito di discutere.
In sostanza, dato che l’assorbimento non avviene ad un solo livello (come, invece, accade per i vetri di una serra) ma lungo tutto l’asse verticale, ci sarebbe ancora spazio per trattenere parecchio calore.

In questo post, abbiamo già in parte discusso delle dinamiche del bilancio radiativo, e non sembra che la spiegazione che trovate nel kit risolva la questione nei suoi aspetti salienti.

La reazione di assorbimento da parte dell CO2 dovrebbe provocare un riscaldamento dello strato dove essa avviene, allora perchè la troposfera si scalda così poco? E perché questo riscaldamento viene meno proprio al livello dove comincia a diminuire sensibilmente la concentrazione di vapore acqueo?
Come mai, invece, proprio in quegli strati si apre una “via di fuga” del calore che invece dovrebbe essere sempre più difficoltosa?


L’aumento della CO2 dovrebbe bloccare questa via di fuga, ci dovrebbero essere più reazioni chimiche da assorbimento e riemissione del calore e quindi un aumento della temperatura nello strato. (come previsto dai modelli utilizzati dall'IPCC)


Ma questo in realtà non avviene e le osservazioni parlano chiaro.


Ancora, sempre nel kit si asserisce che la CO2 è ben presente lungo tutto l’asse verticale, mentre il vapore acqueo è concentrato nei bassi strati.
Innanzi tutto di queste affermazioni è vera soltanto la seconda, ma anche ammettendo la veridicità della prima, se la profondità ottica dell’atmosfera si sposta sempre più in alto, vuol dire che la temperatura deve aumentare anche negli strati più alti, ossia nella stratosfera, mentre sappiamo che quest’ultima ha invece subito, nel lungo periodo, una fase di raffreddamento.
Senza contare che la teoria dell’AGW di origine antropica prevede anche che, essendo tutto il calore intrappolato in basso nella troposfera, è giusto che la stratosfera subisca un raffreddamento.
Sembra che al riguardo la situazione non sia molto “trasparente”.  

Chiudiamo con qualche numero.

Abbiamo definito l’atmosfera “quasi satura” ma non comletamente tale.
Torniamo indietro nel tempo e scopriamo che un aumento di 90PPmv di CO2 rispetto all’era pre-industriale avrebbe provocato un aumento di temperatura di 0.7°C.
Al netto di qualsiasi effetto di feed-back, che si ripresenterebbe comunque in varie forme, ma che non possiamo valutare perchè soggetto ad uno scarso livello di comprensione scientifica, ci vorrebbero, con l’attuale rateo di crescita dell’anidride carbonica, altri 60 anni circa per aggiungere altre 100PPmv, traducibili in ulteriori 0.8°C di aumento della temperatura.
Molti di più invece sarebbero gli anni necessari a raddoppiare la concentrazione della CO2, sempre rispetto all’era pre-industriale.
In questo lasso di tempo dovremo aver trovato il petrolio su Marte ed esserci traferiti lì, altrimenti non è chiaro come si potrebbe arrivare a quei livelli di concentrazione ovvero a quei valori di temperatura.

Nota: Un sentito ringraziamento a Carlo Colarieti per gli spunti di riflessione e la ricerca redazionale.

Fonte : www.climatemonitor.it

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"La mente è come un paracadute. Funziona solo se si apre" - Albert Einstein

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