Cambiamento climatico ed attività solare: ci sono legami?

Si tratta di un tema caldo, che scalda gli animi perché spesso intrecciato con la politica, e che scalda anche l’atmosfera del pianeta su cui abitiamo. Spesso in rete girano previsioni di ere glaciali in arrivo a causa della riduzione dell’attività solare. Ma questo legame tra attività solare e temperatura atmosferica è davvero così diretto ed influente? Ed è possibile che i climatologi siano così sprovveduti da non considerarne gli effetti?

In un altro articolo avevamo già trattato la questione del ruolo delle attività umane nel riscaldamento globale (Leggilo cliccando qui), ma siccome ritornano galoppanti le teorie del Sole come unica causa del surriscaldamento globale, è necessario approfondire un pochino la questione.

Un concetto base della climatologia è quello di bilancio energetico: ossia la somma dell’energia che entra in atmosfera e di quella che esce. Quella che entra è principalmente data dalla radiazione solare. Questa, giungendo sulla Terra, viene riflessa per il 30% da nubi e ghiacci, mentre il restante 70% viene assorbita dalla superficie terrestre. La superficie allora si scalda, riemettendo energia nella regione infrarossa dello spettro elettromagnetico. Stando a questo semplice bilancio, tuttavia, la temperatura media della Terra sarebbe di -18°C, cosa che sappiamo bene essere falsa. Interviene a questo punto l’effetto serra.

L’atmosfera terrestre in gran parte risulta trasparente alla radiazione proveniente dal Sole, che può quindi raggiungere la superficie, mentre non è altrettanto trasparente alla radiazione infrarossa: i cosiddetti gas serra (vapore acqueo, anidride carbonica e metano in primis) assorbono infatti questa radiazione e riscaldano l’atmosfera. Si tratta di un fenomeno naturale e necessario, che permette tra l’altro di avere sulla Terra (o su un generico pianeta) le condizioni di temperatura ideali per la sviluppo della vita. In linea di principio, quindi, potremmo pensare che i fattori principali che influenzano la temperatura atmosferica siano la variazione di gas serra e dell’attività solare.

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Abbiamo prove di natura geologica che al tempo dell’estinzione dei dinosauri, l’attività solare era circa il 4% inferiore di oggi, mentre le concentrazioni di gas serra erano molto più elevate. La temperatura era più alta circa di 10°C rispetto ad oggi.

Il seguente grafico mostra in maniera evidente la questione anche per i tempi odierni. La linea nera mostra l’andamento delle temperature medie globali nell’ultimo secolo. La linea blu mostra come dovrebbero essere queste temperature, stando ai migliori modelli climatici attualmente disponibili, se ci fossero solo i contributi naturali (principalmente attività solare e vulcanica). La linea rossa aggiunge invece ai contributi naturali anche quelli antropici. La somiglianza dell’andamento osservato e di quello predetto dal modello lascia intuire quanto questi fattori antropici siano influenti e quanto invece quelli naturali abbiano il loro peso, ma lascino in ogni caso variare la temperatura tra valori molto più piccoli.

Credits: Meehl et al., 2004

Seguendo questa infografica che riproduce lo stesso concetto utilizzando dati delle osservazioni NASA, si può vedere in maniera molto più chiara. Questo può sembrare contro-intuitivo, in quanto essendo il Sole la sorgente primaria di energia per la Terra, come può incidere maggiormente la quantità di gas serra rispetto ad una riduzione di attività solare?

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Semplicemente, perché la sua variazione di luminosità è molto piccola. L’IPCC, l’ente ONU che si occupa del monitoraggio climatico, riporta che le stime indicano come l’influenza dei fattori naturali sui cambiamenti climatici che osserviamo in questi decenni siano una piccola frazione di quelli di origine antropica: la variazione di irradianza solare e legata alle polveri vulcaniche porta ad una variazione di energia stimata in 0.1 W/m^2, in eccesso o in difetto (per confronto, l’irradianza solare media è di 1362 W/m^2). Quella dovuta alle attività antropiche è aumentata di circa 1 W/m^2 tra il 1980 ed il 2011, che è quindi circa 10 volte più grande. Gli effetti della presenza di gas serra sono molto più intensi, anche in virtù del fatto che una piccola variazione di anidride carbonica e metano determina una piccola variazione di temperatura, da cui si genera un aumento dell’evaporazione dell’acqua su scala globale. E l’acqua è il gas serra più efficiente, con un contributo all’effetto serra circa 2 o 3 volte più ampio di quello dell’anidride carbonica.

Il vapore acqueo gioca infatti un ruolo essenziale nel clima terrestre, e la sua quantità in atmosfera è legata soprattutto alla temperatura. Per ogni grado in più di temperatura, l’atmosfera può contenere circa il 7% in più di vapore acqueo. Si può quindi considerare il vapore acqueo non come un gas di natura antropica, ma come un effetto dei gas emessi dall’uomo che amplifica l’altrimenti più piccolo effetto dei singoli gas serra antropogenici.

Per chi volesse approfondire ulteriormente, il sito SkepticalScience riporta un elenco di studi che analizzano proprio la questione in analisi.

  • Erlykin 2009: “Deduciamo che il massimo del recente aumento della temperatura media superficiale della Terra che può essere attribuita all’attività solare è il 14% del riscaldamento globale osservato.”
  • Benestad 2009: “La nostra analisi mostra che il più probabile contributo delle attività solari al riscaldamento globale è 7 ± 1% per il 20° secolo ed è trascurabile per il riscaldamento a partire dal 1980.”
  • Lockwood 2008: “Si dimostra che il contributo della variabilità solare all’andamento delle temperature dal 1987 è piccolo e negativo; la stima migliore è -1.3% e il livello di confidenza a 2? pone il range di incertezza da -0.7 a -1.9%.”
  • Lockwood 2008: “Le conclusioni del nostro articolo precedente, che il solar forcing è diminuito negli ultimi 20 anni mentre le temperature superficiali in aria hanno continuato a crescere, si sono dimostrate applicabili all’intero intervallo di potenziali costanti di tempo per la risposta del clima alle variazioni dell’attività solare.”
  • Ammann 2007: “Sebbene gli effetti solari e quelli vulcanici appaiono dominare la maggior parte delle lente variazioni climatiche negli ultimi cento anni, gli impatti dei gas serra hanno dominato a partire dalla seconda metà del secolo scorso.”
  • Lockwood 2007: “La rapida crescita osservata nelle temperature medie globali dopo il 1985 non può essere attribuita alla variabilità solare, qualunque meccanismo sia invocato e non importa quanto la variazione solare sia amplificata.”
  • Foukal 2006 conclude “Le variazioni misurate dai veicoli spaziali a partire dal 1978 sono troppo piccole per aver contribuito apprezzabilmente al riscaldamento globale accelerato negli ultimi 30 anni.”
  • Scafetta 2006 dice “dal 1975 il riscaldamento globale è stato più veloce di quello che ci si poteva ragionevolmente solo a causa al sole.”
  • Usoskin 2005 conclude “durante questi ultimi 30 anni l’irradianza solare totale, l’irradianza solare UV e il flusso di raggi cosmici non hanno mostrato alcun andamento secolare significativo, cosicché almeno questo episodio di rscaldamento ipiù recente deve avere un’altra causa.”
  • Solanki 2004 ricostruisce 11400 anni di macchie solari usando le concentrazioni di carbonio radioattivo, trovando che “non è probabile che la variabilità solare sia stata la causa dominante del forte riscaldamento durante gli ultimi tre decenni”.
  • Haigh 2003 dice “I dati di osservazione suggeriscono che il Sole ha influenzato le temperature su scale di tempo decennali, secolari e millenarie, ma considerazioni sulla variabilità di irraggiamento e modelli generali di circolazione suggeriscono che il riscaldamento durante l’ultima parte del 20° secolo non può essere attribuito interamente agli effetti del Sole.”
  • Stott 2003 ha aumentato la sensitività del modello climatico alla variabilità solare e ha trovato comunque che “la maggior parte del riscaldamento negli ultimi 50 anni è probabile che sia stata causata dall’aumento dei gas serra.”
  • Solanki 2003 conclude “il Sole ha contribuito meno del 30% al riscaldamento globale a partire dal 1970.”
  • Lean 1999 conclude “è improbabile che le relazioni Sole – clima possano contare molto per il riscaldamento globale dopo il 1970.”
  • Waple 1999 trova “scarsa evidenza al fatto che le variazioni dell’irradianza stiano avendo un grande impatto sull’attuale andamento del riscaldamentol.”
  • Frolich 1998 conclude che “gli andamenti dell’output di irraggiamento solare contribuiscono per meno di 0.2°C all’aumento della temperatura globale media superficiale nell’ultimo decennio.”

Fonti: Roberto Ingrosso: Il ruolo dell’attività solare nei cambiamenti climatici del Pianeta, Skepticalscience.com: dipende dal Sole, Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)

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