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ARGOMENTO: CLIMATOLOGIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: AMBIENTE
parole chiave: cambiamenti climatici
Nella cattiva comunicazione mediatica, le speculazioni sulle cause dei cambiamenti climatici, da una parte e dall’altra, stanno degenerando.
Nascono continuamente rapporti contradditori che vedono in primo piano anche eminenti personalità della scienza. Sempre più spesso, invece di affrontare una discussione scientifica, si leggono offese gratuite che non portano nessuna soluzione. Il fenomeno Greta ne è la riprova, legato più ad una reazione ad una situazione sotto gli occhi di tutti che ad un’analisi rigorosa del problema. Se da un lato ha scosso le coscienze, specialmente dei più giovani, dall’altro fa pensare il fatto che ci sia bisogno dei richiami di una ragazzina per affrontare seriamente dei temi così importanti.
La sopravvivenza della nostra specie è legata alle condizioni del pianeta in cui viviamo e la posta è diventata molto alta e vicina ad un punto di non ritorno. Fermo restando che ogni azione intesa a ridurre l’impatto umano sia essenziale per la nostra sopravvivenza, dobbiamo comunque fare delle scelte di priorità pesate per evitare scelte drastiche che potrebbero interessare tutti i campi del sociale, per ricercare soluzioni sostenibili ed assicurarci un futuro migliore.
L’Oceano dimenticato
Tra i tanti attori che concorrono a clima, gli oceani hanno un ruolo primario per la nostra sopravvivenza ma l’opinione pubblica, i mass media, le classi politiche se ne occupano solo quando fanno notizia.
Eppure la nostra civiltà è nata sul mare e dal mare dipende per la sua sopravvivenza. Parliamo tanto di cambiamenti climatici ma forse troppo poco su ciò che l’Oceano fa per mitigare il clima del nostro pianeta, assorbendo calore e anidride carbonica dall’atmosfera e permettendoci di sopravvivere. La sua funzione è essenziale ma sta subendo l’impatto umano con conseguenze che potrebbero essere devastanti per l’Umanità nei prossimi decenni.
Temperature
La velocità con cui gli oceani si stanno riscaldando è praticamente raddoppiata dai primi anni ’90 e le ondate di calore dei mari (OHW) stanno diventando sempre più frequenti ed intense, con manifestazioni meteorologiche estreme anche nel Mediterraneo. Una tendenza al rialzo che di fatto sta rimodellando tutti gli ecosistemi.
Non è una novità. Secondo il sommario tecnico Climate Change 2013 per l’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), gli strati superficiali degli oceani (dalla superficie a 700 metri di profondità) si sono riscaldati dal 1971 al 2010. Sebbene vi sia meno certezza sulle variazioni prima del 1971, a causa della scarsa disponibilità di dati nei periodi di tempo precedenti, emerse che dal 1957 al 2009 l’oceano ebbe un riscaldamento nella fascia tra i 700-2000 metri, e che probabilmente dal 1992 al 2005 vi era stato un aumento in profondità al di sotto dei 3000 metri. Curiosamente non furono osservate variazioni significative della temperatura media globale tra i 2000 e i 3000 metri di profondità.
Salinità
È molto probabile che dagli anni ’50 le acque salate superficiali alle medie latitudini, più soggette all’evaporazione, siano diventate più saline. Dal 1950 al 2008 la differenza media tra regioni marine ad alta e bassa salinità aumentò di 0,13 [0,08-0,17]. Inoltre, l’oceano Atlantico in quel periodo divenne sempre più salato mentre il Pacifico e gli oceani meridionali si rinfrescarono.
Ghiacci
Un’altra valutazione interessante contenuta nel rapporto tecnico citato riguarda l’estensione del ghiaccio marino artico (su base annuale, pluriennale e perenne) che risulta diminuito nel periodo 1979-2012. Fu stimato che il tasso di riduzione annuale variò tra il 3,5 e il 4,1% per decennio. La diminuzione media dell’estensione decadale del ghiaccio marino artico annuale ebbe caratteristiche tipicamente stagionali (ovvero più rapida in estate e in autunno) e diminuì in ogni stagione (ma anche in ogni decennio successivo al 1979).
Nell’Artico tale estensione diminuì, tra il 1979 e il 2012, dell’11,5% per decennio al minimo estivo. Questo ritiro dei ghiacci marini artici (1980–2012) non sembra aver avuto precedenti, presentando una temperatura superficiale marina anomala rispetto ai valori degli ultimi 1.450 anni. Il rapporto ritiene probabile che il periodo annuale di scioglimento della superficie sul ghiaccio marino perenne artico si sia allungato di 5,7 giorni per decennio nel periodo 1979-2012. Ad esempio, nella regione tra il Mare della Siberia orientale e il Mare di Beaufort occidentale, la durata delle condizioni “senza ghiacci” aumentò di quasi tre mesi. Anche lo spessore medio del ghiaccio marino invernale nel bacino artico diminuì tra il 1980 e il 2008 con un valore compreso tra 1,3 e 2,3 metri. Ove lo spessore del ghiaccio marino diminuì, la velocità di deriva del ghiaccio marino aumentò.
Dall’altro lato del pianeta, in Antartide, l’estensione annuale del ghiaccio marino antartico in alcune aree aumentò di un valore tra l’1,2 e l’1,8% per decennio per cui vi fu un maggiore aumento dell’area del ghiaccio marino, con una diminuzione della percentuale di acque libere all’interno del pack.
Questo ci fa comprendere che nel rapporto furono già evidenziate differenze regionali con alcune regioni che aumentarono l’estensione dei ghiacci mentre in altre questi andarono in diminuzione.
Il rapporto tecnico citato conteneva degli interessanti indicatori complementari di un clima globale in evoluzione. Ogni riga rappresenta una stima derivata in modo indipendente del cambiamento nell’elemento climatico. Importanti sono i gradienti dei parametri da Boon, John & Mitchell, Molly & Loftis, Jon & Malmquist, David. (2018). Anthropocene Sea Level Change: A History of Recent Trends Observed in the U.S. East, Gulf, and West Coast Regions Recommended Citation. 10.21220/V5T17T. (PDF) Anthropocene Sea Level Change: A History of Recent Trends Observed in the U.S. East, Gulf, and West Coast Regions Recommended Citation (researchgate.net)
Innalzamento dei mari
I principali contributi ai cambiamenti nel volume di acqua nell’oceano sono l’espansione dell’acqua dell’oceano (dovuta al riscaldamento) ed il trasferimento nell’oceano di acqua proveniente da ghiacciai e dalle calotte glaciali. Inoltre anche l’esaurimento delle acque sotterranee (e il loro successivo deflusso nell’oceano) influiscono sul livello del mare.
A causa dei cambiamenti nella distribuzione dell’acqua nell’oceano, del movimento verticale del Pianeta e dei cambiamenti del campo gravitazionale terrestre, la variazione del livello del mare può essere significativamente diversa da quella globale del livello medio mare (GMSL).
Come abbiamo trattato in passato, durante gli intervalli caldi del medio Pliocene (da 3,3 a 3,0 Ma), quando i mari erano più caldi di 1,9° C a 3,6° C rispetto al clima preindustriale ed i livelli di anidride carbonica (CO2) compresi tra 350 e 450 ppm, il livello del mare era al di sopra dell’attuale GMSL, implicando un volume ridotto delle calotte polari.
Nel Pleistocene il livello del mare non superava i 20 metri al di sopra del valore medio mare e questo valore era legato alla fusione delle masse glaciali della Groenlandia, dell’Antartide occidentale e delle aree della calotta glaciale dell’Antartico orientale. Un fenomeno che diede luogo alla formazione dei depositi morenici, fluviali, marini e lacustri.
livello generalizzato delle variazioni di livelli dell mare dallo scioglimento dei ghiacci dell’ultima glaciazione che mostra molti rapidi innalzamenti dei mari (meltwater pulse MWP) denominati con MWP ed un numero progressivo: MWP-1A0, circa 19,600-18,800 anni fa; MWP-1A, da 14,600 a 13,800; MWP-1B, 11,000-8,800; e MWP-1C, ~8,200-7,600 anni fa. – Fonte NASANASA GISS: The Great Ice Meltdown and Rising Seas: Lessons for Tomorrow
Il Rapporto all’IPCC afferma che si ebbe un massimo GMSL durante l’ultimo periodo interglaciale (da 129 a 116 ka) per diverse migliaia di anni, con un valore di almeno cinque metri più alto dell’attuale che non superò mai i 10 metri.
concentrazione CO2 a fronte dei livelli del mare nell’Olocene – Fonte dei dati NASA da Climate Change Indicators: Ocean Heat | US EPA
Va compreso che questo cambiamento nel livello del mare si verificò nel contesto di una diversa situazione astronomica e con una temperatura superficiale ad alta latitudine, mediata su diverse migliaia di anni, di almeno 2° C più calda dell’attuale.
Questa figura mostra i cambiamenti nel contenuto di calore dei primi 700 metri degli oceani del mondo tra il 1955 e il 2020. Il contenuto di calore dell’oceano è misurato in joule, un’unità di energia, e confrontato con la media 1971-2000, che è fissata a zero per riferimento . La scelta di un periodo di riferimento diverso non modificherebbe la forma dei dati nel tempo. Le linee sono state calcolate in modo indipendente utilizzando metodi diversi da organizzazioni governative in quattro paesi: la National Oceanic and Atmospheric Administration degli Stati Uniti, l’Australia’s Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, l’Istituto cinese di fisica atmosferica e l’Istituto di ricerca meteorologica dell’Agenzia meteorologica giapponese. Per riferimento, un aumento di un’unità su questo grafico (1 × 1022 joule) è pari a circa 17 volte la quantità totale di energia utilizzata da tutte le persone sulla Terra in un anno – Fonti dati: CSIRO, 2016;6 IAP, 2021;7 MRI/JMA, 2021;8 NOAA, 20219 Climate Change Indicators: Ocean Heat | US EPA
I dati relativi a epoche remote, dedotti indirettamente e strumentalmente sul livello del mare indicano che avvenne una transizione tra la fine del XIX e l’inizio del XX secolo da tassi di aumento medi relativamente bassi nei due millenni precedenti a tassi di aumento più elevati. Questi sembrano dimostrare che il GMSL sia aumentato di circa venti centimetri, un valore stimato rispetto ad una tendenza lineare nel periodo 1901–2010 (sulla base dei dati relativi all’indice di marea e i dati satellitari dal 1993).
Secondo il rapporto è molto probabile che il tasso medio di innalzamento del livello del mare sia stato di 1,7 mm l’anno tra il 1901 e il 2010. Tra il 1993 e il 2010, il tasso è stato molto probabilmente superiore a 3,2 l’anno. Secondo quanto recentemente valutato il livello del mare potrebbe aumentare in certe regioni del pianeta fino a 1,1 metri entro il 2100, sempre se le emissioni di gas continueranno ad aumentare e le temperature continueranno a salire.
Il Rapporto speciale sul riscaldamento globale di 1,5 °C, pubblicato dall’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) l’8 ottobre 2018 fornisce una guida scientifica autorevole per i Governi per affrontare i cambiamenti climatici e sottolinea che, senza forti tagli alle emissioni di gas serra, gli oceani assorbiranno sempre più CO2, diventando più acidi e minacciando la sopravvivenza delle barriere coralline e le attività della pesca. Sottolineo che la morte del mare influenzerà la sua importantissima capacità di regolazione del clima portandoci in una situazione pericolosissima per la nostra sopravvivenza.
Ma è tutta colpa dell’Uomo?
La domanda che ci poniamo è se, al di là dei dati fisici e oceanografici, esistano altri fattori che non sono ancora stati valutati pienamente per la loro possibile influenza sul clima. Il termine “cicli climatici” non è molto amato da alcuni climatologi che propendono maggiormente per una causa antropica, ma esistono scienziati che stanno proponendo nuove interessanti tesi che propendono per un insieme di fattori che andremo a descrivere.
Secondo uno studio esistono oscillazioni della linea di base del campo magnetico e dell’irradiamento solare su una scala temporale millenaria, fattori importanti che influenzano la temperatura sulla Terra. Sebbene basato su alcune imprecisioni, non condivise, relative al presupposto che le orbite della Terra e del Sole attorno al baricentro del Sistema Solare non fossero correlate, e la distanza Terra-Sole cambiasse di una quantità paragonabile alla distanza Sole-baricentro, ipotesi imprecisa perché i moti della Terra e del Sole sono principalmente dovuti a Giove e agli altri pianeti giganti, che accelerano la Terra e il Sole quasi nella stessa direzione, e quindi generano moti altamente correlati della Terra e del Sole, lo studio contiene alcuni grafici di interesse. Nel controverso studio, analizzando le variazioni del campo magnetico solare associato all’attività solare negli ultimi centomila anni, gli autori ritengono che negli ultimi 3000 anni si siano verificati nove grandi cicli solari di 350–400 anni, che sono stati causati dagli effetti combinati di due onde magnetiche generate dalla dinamo solare. Durante tutti questi cicli il clima cambiò significativamente.
Grafico in alto: previsione dell’attività solare a ritroso di 3000 anni con una curva riassuntiva (linea blu) delle due componenti principali (PC) del campo magnetico di fondo solare (SBMF)6 rispetto alla ricostruzione di Solanki et al.27 (linea rossa). La curva riassuntiva è derivata dalle mappe sinottiche a disco intero del Wilcox Solar Observatory per i cicli 21-23, la curva di attività solare ricostruita27 è stata costruita unendo la curva di attività delle macchie solari (17-21 secoli) e una curva di datazione al carbonio (prima del 17 secolo). Il grafico in basso: la curva di riepilogo del modulo di due PC associata ai numeri medi di macchie solari calcolati a ritroso di centoventimila anni. La linea rossa mostra le oscillazioni della linea di base con un periodo di circa 40 mila anni probabilmente associate all’inclinazione assiale terrestre (obliquità) (vedere il testo per ulteriori dettagli).
Oscillations of the baseline of solar magnetic field and solar irradiance on a millennial timescale | Scientific Reports (nature.com)
La curva risultante rivela una correlazione con la presenza delle macchie solari e le variazioni del clima terrestre, inclusi i minimi di Maunder (1645-1715), di Wolf (1200), di Oort (1010–1050), di Homer (800–900 a.C.) combinati con i massimi solari nel periodo caldo medievale (900-1200), nel caldo romano (400–10 a.C.). Interessante vedere che secondo questo studio si preveda un minimo solare che potrebbe iniziare nel 2020 e durare fino al 2055.
da Zharkova, Valentina & Shepherd, S. & Zharkov, S. & Popova, E.. (2019). Oscillations of the baseline of solar magnetic field and solar irradiance on a millennial timescale. Scientific Reports. 9. 9197. 10.1038/s41598-019-45584-3.(PDF) Oscillations of the baseline of solar magnetic field and solar irradiance on a millennial timescale (researchgate.net)
Il professor Antonio Bianchini, noto astrofisico dell’Università di Padova, ritiene che questi cicli siano ben noti ed erano già stati descritti da Keplero; in particolare un ciclo sessantennale, conosciuto da migliaia di anni (viene citato dai Sumeri e dai Veda), ricorre quando queste oscillazioni sono in fase con le congiunzioni Giove-Saturno. Secondo Bianchini la ricongiunzione dei campi magnetici dei due pianeti con il Sole va a modificare l’eliosfera, dove si forma la shock wave tra il vento solare e il mezzo interstellare attraverso il quale si muove il Sole. Queste variazioni modificano il flusso dei raggi cosmici che, arrivando sulla Terra, spaccano le molecole di azoto ed ossigeno, producendo isotopi stabili come l’O18 e il Be10, il famoso isotopo instabile del C14 ed altri composti, aerosol e cariche elettriche che fanno condensare il vapore acqueo facendo aumentare la copertura nuvolosa del pianeta (che di fatto genera i periodi di raffreddamento). Interessante sottolineare che l’attuale flusso di raggi cosmici è del 20% superiore a quello presente quando il Sole aveva una attività magnetica più intensa. Una teoria interessante che sembra trovare conforto nelle posizioni di molti scienziati tra cui gli eminenti fisici Rubbia e Zichichi che ritengono che il tema del riscaldamento globale necessiti di un approccio più approfondito.
Questo ovviamente non significa che l’attività antropica non influenzi il clima (in particolare, l’accumulo di CO2) ma che sia invece necessario effettuare ulteriori approfondimenti per identificare azioni mirate e più efficaci. In sintesi, ben vengano riduzioni delle emissioni e del nostro impatto irrazionale sull’ambiente (in particolare sugli oceani, veri polmoni della Terra) ma non dobbiamo mai smettere di porci delle domande e di ricercare soluzioni percorribili per mitigare la nostra scomoda presenza sul pianeta.
Questo è il fine della scienza … il resto lasciamolo ai fondamentalisti di qualsiasi parte siano. Concludo con una frase di Kant: “Sapere aude … Abbi il coraggio di conoscere” … ne abbiamo bisogno tutti se vogliamo avere un futuro.
Andrea Mucedola
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ammiraglio della Marina Militare Italiana (riserva), è laureato in Scienze Marittime della Difesa presso l’Università di Pisa ed in Scienze Politiche cum laude all’Università di Trieste. Analista di Maritime Security, collabora con numerosi Centri di studi e analisi geopolitici italiani ed internazionali. Ricercatore subacqueo scientifico dal 1993, nel 2019, ha ricevuto il Tridente d’oro dell’Accademia delle Scienze e Tecniche Subacquee per la divulgazione della cultura del mare. Fa parte del Comitato scientifico della Fondazione Atlantide e della Scuola internazionale Subacquei scientifici (ISSD – AIOSS).