Clima e riscaldamento globale: cenni storici sul processo scientifico

NASA

Quando si parla di riscaldamento globale e cambiamenti climatici si pensa ad una scoperta molto recente, relativa agli ultimi 20-30 anni. Molto spesso questa considerazione è stata usata come critica alla comunità scientifica, in quanto pochi decenni sono ritenuti un periodo di tempo troppo breve per  arrivare a delle conclusioni robuste sul tema dei cambiamenti climatici. In realtà è bene chiarire che le basi scientifiche di questo problema poggiano su conoscenze e leggi sperimentali di oltre centocinquanta anni.

Il riscaldamento globale è un fenomeno associato, come ben noto, al cosiddetto effetto serra, un effetto naturale prodotto da alcuni gas presenti in atmosfera, che riscaldano la superficie terrestre assorbendo e re-irradiando  parte del calore emesso dalla terra verso lo spazio. Furono le basi della termodinamica di Carnot nel 1824 a offrire un nuovo punto di vista sulla concezione dell’intero Universo. E sempre in quegli anni un altro fisico, M. Fourier, pubblicò nel 1827 uno studio teorico, “Mémoire sur les températures du globe terrestre et des éspaces planétaires”, che introdusse il concetto di serra relativo all’atmosfera. Era ancora uno studio molto teorico, non supportato dalla prova sperimentale. Per quest’ultima bisognerà attendere il 1863 quando J. Tyndall presentò, durante una lettura pubblica, il suo esperimento di laboratorio sui legami tra radiazione, assorbimento e conduzione del calore da parte del vapore acqueo e dell’anidride carbonica, gas che, sebbene presenti in modeste quantità nell’atmosfera, sono molto attivi nell’assorbire la radiazione infrarossa emessa dalla Terra.

Nel 1896 ci fu un nuovo passaggio fondamentale per la conoscenza dell’effetto serra e del legame tra CO2 e clima. Uno scienziato svedese, S. Arrhenius, futuro premio Nobel per la chimica, pubblicò un articolo in cui calcolò che a un raddoppio di CO2 in atmosfera sarebbe corrisposto un aumento di 4°C. Questo valore è molto vicino alle attuali stime di quella che viene definita “sensibilità climatica” terrestre, ovvero la risposta del Pianeta ad un raddoppio del gas serra più conosciuto. La scoperta di Arrhenius non destò grande seguito e fu anzi criticata da alcuni autorevoli scienziati, motivo per cui per alcuni decenni il problema fu lasciato nel dimenticatoio. Del resto non c’erano ancora misurazioni precise della CO2 e l’aumento delle emissioni era ancora limitato, non paragonabile a quell’aumento esponenziale che caratterizzerà l’immediato dopoguerra, coincidente, non a caso, con il boom economico degli anni ’60. Alcuni progressi furono fatti nei decenni successivi, alcuni di essi prodotti indirettamente dalla ricerca scientifica per fini militari, in particolare con l’inizio della guerra fredda. E proprio in quegli anni, nel 1956, viene pubblicato un ulteriore studio, “The carbon dioxide theory of climate change” (da notare l’introduzione dell’espressione “cambiamento climatico”) fondamentale per la comprensione delle dinamiche climatiche, ad opera del fisico canadese, G. Plass, che sviluppò un modello per il calcolo del trasporto radiativo nell’infrarosso, modello che mostrò come, aggiungendo CO2  in atmosfera, si sarebbe alterato il bilancio energetico planetario. Trovarono così conferma le teorie di S.Arrhenius di sessant’anni prima. Plass stimò una sensibilità climatica di circa 3.6°C, poco più bassa di quella dello scienziato svedese. Sempre in quegli anni una figura chiave per lo studio del ciclo del carbonio e del ruolo del CO2 fu l’oceanografo R. Revelle, un ex militare, che sottolineò l’importanza delle misurazioni delle concentrazioni di anidride carbonica in atmosfera. Aiutò così un suo allievo, C. Keeling, ad ottenere fondi per produrre la strumentazione necessaria per le misurazioni di CO2. L’impianto di misurazione fu installato su un vulcano hawaiano, il Mauna Loa, a 3.400 metri di quota. Sebbene fosse una misurazione “puntuale”, la curva ottenuta dai dati provenienti dalla stazione, grazie all’omogeneità della distribuzione della CO2 su tutta l’atmosfera terrestre, è tutt’ora considerata valida e rappresenta la serie storica più lunga delle misurazioni del gas serra.

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 Curva di Keeling (NOAA) 

Grazie al lavoro certosino di C. Keeling, per la prima volta gli scienziati di tutto il mondo videro con chiarezza che le concentrazioni di CO2 stavano crescendo a ritmi preoccupanti. Nonostante i numerosi contrasti per bloccare i finanziamenti al lavoro di Keeling, la stazione è riuscita a garantire un’elaborazione continua delle misurazioni e a dare il via a una serie di migliaia di articoli scientifici sul problema dal cambiamento climatico, che portarono gli Stati del mondo e l’opinione pubblica a mettere nell’agenda delle priorità questa problematica.

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