Il clima non gioca a basket... (2)

Riprendiamo il discorso da dove l’abbiamo lasciato… e vediamo perché il clima "non gioca a basket".

Qui non voglio entrare nei dettagli di quanto sia complesso il sistema clima, se visto come composto da vari sottosistemi (l’atmosfera, gli oceani, la biosfera…), e di quanto sia interessante ma difficile descrivere il suo comportamento derivante dalle loro mutue interazioni. Mi limito ad un esempio delle conseguenze (gli "effetti") che possono scaturire da un cambiamento, che considero la nostra "causa prima".

Facendo riferimento alla figura seguente, ipotizziamo di far aumentare un po’ la temperatura dell’aria (e magari quella dei mari): se ragioniamo a livello globale, è esattamente ciò che sta succedendo adesso… Cosa accade allora nel sistema climatico?

Riferendosi alla parte sinistra della figura possiamo dire che, sicuramente, questo innalzamento di temperatura tende a far sciogliere una certa quantità di ghiacci. Ma allora una certa porzione di superficie della Terra (sia essa terrestre o marina) "cambia colore": da bianca diventa più scura. Ciò significa che nella nuova situazione aumenta l’assorbimento della radiazione solare da parte della superficie (in termini tecnici si dice che diminuisce l’albedo superficiale). Questa superficie dunque si riscalda di più e, a sua volta, tende a far aumentare anche la temperatura dell’aria sovrastante.

Il risultato netto è che siamo partiti da una causa prima, abbiamo seguito una catena di effetti e l’ultimo effetto (il cambiamento nell’albedo superficiale) è andato a "retroagire" sulla causa prima, determinando un ulteriore aumento della temperatura. Quando si parte da un cambiamento, e una catena chiusa (un loop) di effetti come quella descritta porta ad un’amplificazione di questo cambiamento, allora si dice che siamo in presenza di un "feedback positivo". Vorrei far notare che questo meccanismo porta a destabilizzare il sistema, in quanto lo fa allontanare ancor più dal suo stato iniziale (in questo caso dalla temperatura iniziale prima del cambiamento/causa prima).

Ma l’aumento iniziale di temperatura ha anche altre conseguenze… Ad esempio, aumenta l’evaporazione di mari e oceani (freccia verticale diretta verso il basso). Ma con un’evaporazione aumentata si rende disponibile una maggiore quantità di vapor d’acqua in atmosfera. E il vapor d’acqua è un potente gas ad effetto serra: ciò significa che esso contribuisce ad intrappolare il calore in atmosfera. Ecco quindi che la maggiore concentrazione di vapor d’acqua tende a far aumentare ulteriormente la temperatura. Abbiamo trovato un altro feedback positivo.

Attenzione, però: in figura, dal vapor d’acqua partono due frecce! Infatti, se aumenta il vapor d’acqua aumenta anche la possibilità di formazione di nubi che si creano tramite la sua condensazione. Ma le nubi in aggiunta fanno allora da schermo alla luce solare. La superficie della Terra tende dunque a riscaldarsi di meno e, conseguentemente, riscalda di meno l’atmosfera sovrastante. Ecco quindi, finalmente, un feedback negativo, che tende a smorzare il cambiamento/causa prima e a riportare lo stato del sistema climatico verso la situazione originaria di temperatura (stabilizzazione).

Certo che la situazione attuale, se riferita a quella analizzata l’ultima volta per la performance di basket, non potrebbe essere più diversa… Non solo da una causa si generano più effetti, ma questi effetti vanno infine ad influenzare il cambiamento da cui si è partiti, a volte amplificandolo e altre volte smorzandolo. E questo è solo un esempio in cui si considerano gli effetti ritenuti più importanti…

Più in generale possiamo chiederci: "Qual è l’influenza delle cause prime (evidentemente considerate esterne al sistema climatico) sul comportamento finale del clima, al netto di tutte le retroazioni? E’ possibile quantificare questa influenza? O ancora, come si "pesa" l’importanza dei vari feedback? In una determinata situazione, hanno la meglio quelli che stabilizzano o quelli che destabilizzano il sistema?".

E’ chiaro che in questa situazione non ci aiuta molto ricordare le esperienze scientifiche fatte a scuola con sistemi semplici e "unidirezionali" (causa à effetto), cioè senza feedback. Occorre sviluppare una cultura scientifica della complessità e trarne le conseguenze.

Oggi i ricercatori che si occupano di sistemi complessi sanno come si possono descrivere matematicamente questi sistemi e conoscono ciò che si può o non si può inferire sulle loro proprietà e sul loro comportamento: credo che sia interessante riflettere sulle diverse strategie che si possono adottare in questi studi, sulle metodiche e sui risultati raggiunti.

La via verso una cultura diffusa della complessità è lunga ma, ancora una volta, sembra una strada obbligata da percorrere se vogliamo conoscere effettivamente il nostro ambiente ed interagirvi efficacemente.

Certo, il clima "non gioca a basket", ma forse possiamo divertirci ugualmente…