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Cambiamenti climatici: alla ricerca dell'energia nascosta (3)

La ricerca continua...

Riassumendo brevemente le puntate precedenti (1 e 2), abbiamo visto che la temperatura globale, stimata nei pressi del suolo, con le sue fluttuazioni non ci racconta tutta la storia di un sistema Terra caratterizzato da un surplus di energia che appare costantemente crescente. Ci siamo chiesti, allora, dove sia finita questa energia nascosta e abbiamo visto che la scarsa crescita di temperatura dell'ultimo decennio non è imputabile all'energia spesa per far fondere i ghiacci che si sono effettivamente sciolti in questo periodo.

Dato che il sistema clima è costituito da vari "pezzi" (atmosfera, oceani, ghiacci, biosfera, ecc.) rimane l'ipotesi che questa energia si sia confinata in una zona lontana da dove noi stimiamo la temperatura globale...

E se questa energia fosse finita sotto la superficie terrestre? Ci vorrebbe qualcosa che fungesse da deposito, da serbatoio di energia...

Dato che il suolo solido ha una bassa capacità termica, esso si riscalda facilmente ma si raffredda anche altrettanto facilmente. In sostanza non è un buon deposito che possa contenere grandi quantità di energia per molto tempo. Al contrario, mari e oceani hanno una grande inerzia termica: assorbono l'energia lentamente e altrettanto lentamente cambiano la propria temperatura, ma allo stesso tempo rilasciano lentamente l'energia che hanno intrappolato. Ciò è dovuto in parte all'alta capacità termica dell'acqua e in parte al fatto che, contrariamente alla terra, l'acqua si può rimescolare in verticale, portando dunque il calore in strati lontani dalla superficie. Mari e oceani sembrano dunque i candidati ideali a fungere da serbatoi energetici. Cerchiamo quindi lì...

Ma abbiamo subito un problema. I rilevamenti in campo oceanografico sono sempre stati più sporadici e sparsi di quelli in ambito meteorologico, a causa delle ovvie difficoltà di avere stazioni di rilevamento in mezzo al mare. Fino a qualche anno fa, la temperatura degli strati di acqua sotto la superficie era misurata mediante sonde in movimento su navi, con una copertura molto limitata. Si ritiene che una certa affidabilità delle misure ci sia solo dal 1993.

Argo_coverageNel 2003, invece, è nata una rete di rilevamento (Argo) di oltre 3000 sonde automatiche che scandagliano gli oceani fino a 2000 metri di profondità e ci consentono di avere dati più dettagliati di temperatura e salinità. Oggi la copertura globale è molto buona (vedi figura a lato).

Ebbene, utilizzando i dati del sistema Argo, ma anche analizzando nel dettaglio misure e incertezze del periodo precedente a partire dal 1993, ricercatori di vari Paesi hanno pubblicato recentemente un interessante articolo su Nature, nel quale valutano il riscaldamento dello strato oceanico che va dalla superficie fino a 700 metri di profondità.

Lyman-models I risultati mostrano un "intrappolamento" di calore in questo strato oceanico di circa 0.64 ± 0.11 Watt/m2 dal 1993 al 2008. Come si può notare dalla figura a lato (dove sull'asse verticale si trova l'energia globale e non più l'energia per unità di superficie) si vede molto bene il trend di crescita dell'energia immagazzinata. Il riscaldamento di questo strato oceanico appare superiore a quanto si stimava in precedenza, pur se negli ultimi anni anche questo riscaldamento, come quello di superficie stimato dalla classica temperatura globale, appare in crescita più contenuta.

La quantità di energia intrappolata negli oceani negli ultimi anni è notevole e, contrariamente alle altre ipotesi di confinamento dell'energia, almeno appare dello stesso ordine di grandezza dello sbilancio energetico osservato e di cui si è detto ampiamente.

Certo sarebbe bello riuscire a valutare le fluttuazioni nel riscaldamento oceanico in relazione a quelle che si vedono nei grafici di temperatura globale alla superficie, ma probabilmente non ci possiamo ancora permettere questo dettaglio di analisi...

In sostanza, la conferma che gli oceani si stanno scaldando anche sotto la superficie avvalora l'ipotesi che possano costituire un serbatoio di "energia nascosta". Nel contempo, l'accenno ad una stasi per gli ultimi anni nel grafico dell'energia oceanica e in quello delle temperature di superficie mostra che, sicuramente, la nostra ricerca dell'energia nascosta e dei suoi luoghi di confinamento è lungi dall'essere terminata. Cosa succede sotto i 700 metri? Oggi con Argo ci possiamo arrivare! Cosa accade al rimescolamento oceanico nei periodi di El Niño?

A questo punto si aprono tante altre domande cui non sappiamo ancora dare risposta. Così, questa "telenovela" di tre puntate si conclude come tutte le telenovele, senza una conclusione...

Aspettiamo con ansia la prossima puntata, che certamente la scienza del clima ci proporrà al più presto.

Commenti

Salve dott. Pasini, certamente siamo ancora lontani dalla parola “fine” sullo studio dei meccanismi che regolano il clima, mi chiedevo però, se, e in che misura, le recenti conoscenze da Lei chiaramente esposte, contribuiscano a ad aggiungere un tassello anche alle ricerche sulle cause dei cambiamenti climatici recenti. In sostanza, sapere che gli oceani si stanno scaldando anche in profondità, ma che anche qui si assiste ad un rallentamento del riscaldamento, ci può dire anche qualcosa in più sulla rilevanza delle cause antropiche e naturali?

Grazie Antonello, ottimo post.
Una cosa non ho chiaro, quindo scrivi
"Certo sarebbe bello riuscire a valutare le fluttuazioni nel riscaldamento oceanico in relazione a quelle che si vedono nei grafici di temperatura globale alla superficie, ma probabilmente non ci possiamo ancora permettere questo dettaglio di analisi..."
Se non ho capito male intendi dire che questo permetterebbe di spiegare le singole anamalie annuali, e concordo che sarebbe il massimo...
Però dal punto di vista del problema climatico, ossia delle conseguenze per le politiche (di mitigazione o adattamento), che dipendono ij larga parte dai trend sul lungo periodo, riuscire a chiudere il bilancio energetico su scale più lunghe (es un decennio), anche senza cogliere i dettagli annuali, è piu' che sufficiente, no?

Sia per Marco che per Stefano, direi brevemente che non siamo in effetti ancora a questo livello di comprensione...
Mi scuso con tutti se sto immettendo i commenti in maniera sporadica e se non sto rispondendo esaurientemente, ma sono in una vacanza "disintossicante" dal mondo web. Ne potremo parlare più intensamente dalla prossima settimana. Grazie a tutti
Antonello

Post interessante. Ho anche io una domanda: il valore proposto di 0.9 w/m2 che rappresenta lo sbilancio energetico è un calcolo/stima o risulta dalle misurazioni dei radiometri posti sui satelliti?

@ homoereticus
Sostanzialmente si considerano le misure da satellite relative al bilancio al top dell'atmosfera e si riduce la loro incertezza tramite la stima di forcing radiativo da aumento di gas serra

"La quantità di energia intrappolata negli oceani negli ultimi anni è notevole e, contrariamente alle altre ipotesi di confinamento dell'energia, almeno appare dello stesso ordine di grandezza dello sbilancio energetico osservato e di cui si è detto ampiamente."

>> Questo mi sembra già un risultato forte in termini quantitativi a suffragio della teoria dell'accumulo...

"...sarebbe bello riuscire a valutare le fluttuazioni nel riscaldamento oceanico in relazione a quelle che si vedono nei grafici di temperatura globale alla superficie, ma probabilmente non ci possiamo ancora permettere questo dettaglio di analisi..."

>> Non capisco perchè non sia possibile confrontare i due grafici, quello alla superficie e quello dell'oceano; anzi se la prima affermazione citata è corretta il grafico dell'oceano sarà in ascesa in confronto a quello della superficie terrestre; questa sarebbe la prima prova (correlazione), mentre la prova 'forte' di conferma o tornaconto sarebbe senz'altro la prima lucida affermazione ovvero l'analisi quantitativa...

Saluti
LF

Salve,
io vorrei capire se in questi studi potesse essere preso in considerazione anche l'effetto della trasformazione di energia potenziale in cinetica ed "eddy". Molta energia può essere "presa" in prestito per rinforzare le configurazioni bariche, no?

Grazie, Giancarlo: il tuo ragionamento è stimolante. A occhio e croce, però, mi sembra più di interesse meteorologico che climatico, nel senso che gli "immagazzinamenti" di cui parli tu si estrinsecano probabilmente su una scala di tempi che forse va fino a qualche settimana, mentre qui parliamo di una scala temporale più ampia.
Qualcuno mi ha amichevolmente redarguito sul voler arrivare a discutere di fluttuazioni interannuali, figuriamoci ora...

Come Accademia Kronos da anni studiamo questo fenomeno e ultimamente i nostri esperti astrofisici ci hanno informati che il riscaldamento interessa quasi tutti i pianeti del Sistema Solare, negli ultimi 6 anni su Marte la temperatura media è salita di 4°, addirittura sul satellite di Nettuno, Tritone, la temperatura è salita di 3°. La Terra e Venere sono protetti da consistenti atmosfere, ma questo fino a quando durerà? L'inverno appena trascorso ha fatto registrare tra la tropopausa e la stratosfera un anomalo aumento delle temperature che si sono aggirate intorno ai 10°. Ciò ha determinato un profondo sconvolgimento delle correnti del polo nord che, invece di continuare come sempre, verso la Siberia e l'Alasca, in parte sono scese sul Mediterraneo. C'è qualcosa di sconcertante che ci sta cadendo addosso e questo molti scienziati lo sanno ma non dicono.

Caro Ennio,
sarò sincero. Non credo si tratti di sapere e tacere. Il fatto è che questo russo non ha fatto altro che avanzare un'ipotesi (non una teoria!), che potrà anche essere interessante, ma va supportata. Ci sarà, ad esempio, un modo di misurare il cambiamento di "densità" dello spazio esterno in cui la Terra si muove... Facciamolo!
Fatto questo, bisogna capire come tutto ciò influenzi la nostra atmosfera. Questo mi ricorda molto la storia dell'influenza dei raggi cosmici sulla formazione di nubi nella bassa atmosfera, che si è rilevata quasi nulla...
Inoltre, permettimi, chi avanza questa ipotesi, deve metterla al vaglio della comunità scientifica, non basandosi su uno scritto di oltre 10 anni fa comparso su una oscura rivista russa, ma sottoponendo articoli a riviste internazionali con revisori e, magari, evitando di "cavalcare" l'onda new age delle "profezie" dei Maya...
Che ne dici?
Dopo di ciò, possiamo discuterne.
Saluti
Antonello

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