L’effetto serra

Un corpo nero, in fisica, è un sistema in grado di assorbire tutta la radiazione che lo colpisce. Essendo in perfetto equilibrio termico, per la conservazione dell’energia, esso emette tutta la quantità di radiazione che assorbe dall’esterno. La radiazione emessa a diverse lunghezze d’onda prende il nome di spettro di emissione del corpo nero e dipende soltanto della sua temperatura. Il Sole come anche la Terra sono sistemi in equilibrio termico e si comportano, almeno approssimativamente come due corpi neri. Il primo si trova ad una temperatura di 6000 K ed emette soprattutto nel visibile (vedi l’immagine sotto). La seconda riceve la radiazione solare e la riemette sotto forma di radiazione infrarossa trovandosi ad una temperatura di 255 K .

L’atmosfera terrestre è più o meno trasparente alla radiazione solare, ma non alla radiazione infrarossa emessa dalla Terra per la presenza del vapore acqueo, delle nuvole e in misura molto minore della CO2. L’incremento della quantità di gas serra presente in atmosfera determina un innalzamento della sua temperatura perché è maggiore la radiazione infrarossa assorbita. Se, ad esempio, si raddoppia la quantità di anidride carbonica in atmosfera si ha un innalzamento di temperatura di circa 1°C.

Un processo interno al clima che risponde ad un riscaldamento in modo da amplificare la risposta è noto come feedback positivo. Un processo che diminuisce la risposta prende il nome di feedback negativo.. La preoccupazione maggiore degli scienziati dell’IPCC risiede nel fatto che questo incremento di temperatura porterebbe ad un maggiore assorbimento di radiazione infrarossa da parte del vapore acqueo e delle nuvole e avverrebbe di conseguenza un ulteriore incremento di temperatura (feedback positivo). Il modello climatico GCM (General Circulation Models) a cui si riferisce l’IPCC calcola che questo nuovo aumento vari da circa 1,5°C a 5°C.

In questa descrizione semplificata dell’effetto serra, che comunemente viene insegnata anche a scuola, si tiene conto solo dello scambio di calore mediante irraggiamento che porterebbe rapidamente ad una temperatura dell’atmosfera di 77 C. Come ben sapete non è così, la temperatura è di soli 15 C e questo è dovuto al fatto che lo scambio termico nell’atmosfera non è semplicemente radiativo, ma anche convettivo. Si muovono grande masse di aria che trasferiscono parte del loro calore alla terra e in particolar modo agli oceani. Tutte le oscillazioni di temperatura note come El nino, la PDO (Pacific decadal oscillation), etc, sono associate alla dinamica interna atmosfera-oceani e influenzate da questo scambio termico. Queste variazioni su scala annuale e decennale influenzano anche i meccanismi di feedback.

Una grossa sorpresa dalle misurazioni satellitari

Le misure di radiazione emessa dall’atmosfera nello spazio, fatte dal satellite ERBS, ci mostrano che esiste un totale disaccordo con le previsioni dei modelli climatici a partire dal 1989. La cosa si vede chiaramente nell’immagine sotto, dove vengono riportate sulle ordinate le variazioni di radiazione infrarossa misurate fuori dall’atmosfera terrestre (linea rossa), e quelle previste mediando su vari modelli climatici (linea tratteggiata). I valori misurati superano di 7 volte quelli previsti.

Come è possibile spiegare questo totale disaccordo a partire dal 1989? La risposta la fornisce il professore Alfred Sloan del MIT. L’ atmosfera terrestre può contenere energia termica solo entro un certo limite. Esiste una temperatura di equilibrio che superata determina una emissione di radiazione verso lo spazio e ciò costituisce un forte feedback negativo che mitiga il cambiamento climatico. I nuovi calcoli indicano che un raddoppio di concentrazione di C02 a livello mondiale determinerà un aumento di soli 0,3 gradi, un effetto talmente piccolo che si potrebbe confondere facilmente con le normali variazioni climatiche.

Ecco un semplice e simpatico esempio di feedback positivo e negativo. In auto, i pedali del freno e dell’accelerazione fungono da feedback negativi, infatti servono a ridurre la velocità se andiamo troppo veloce o ad aumentarla se andiamo troppo piano. Se qualcuno inverte la posizione dei due pedali senza informarci, avremmo un feedback positivo: aumentiamo la velocità quando andiamo troppo veloci e rallentiamo quando andiamo troppo piano.

La cosa assurda è che il capo degli allarmisti climatici, James Hansen, consigliere di Al Gore, ha affermato che il feedback positivo descritto nella prima parte avrebbe portato gli oceani a bollire. Se guardiamo alle concentrazioni di CO2 nelle epoche geologiche sappiamo che esse sono state molto superiori a quelle attuali, eppure, non è avvenuto nulla del genere. La teoria del feedback positivo sostenuta da Hansen, che è un dipendente della NASA, è stata smentita, ironia della sorte, proprio da un satellite della Nasa stessa.

Fonti:

http://wattsupwiththat.com/2009/03/30/lindzen-on-negative-climate-feedback/

http://it.wikipedia.org/wiki/Corpo_nero

http://www.cato.org/pubs/regulation/regv15n2/reg15n2g.html

http://westinstenv.org/sosf/2009/04/01/co2-negative-feedback-and-the-earths-radiation-budget/

Scritto da Angelo