Il meccanismo di riscaldamento dell'atmosfera

E' noto da tempo che il biossido di carbonio - insieme al vapore acqueo e ad altri gas - risulta trasparente alle radiazioni solari a onda corta, ma è invece opaco a quelle a onda lunga che vengono restituite dalla superficie terrestre. Il biossido di carbonio ha quindi notevoli capacità di assorbimento del calore, ragione per cui qualsiasi variazione nelle quantità di CO2 induce necessariamente modificazioni della temperatura nella bassa atmosfera: questa la spiegazione del cosiddetto effetto-serra e del riscaldamento progressivo dell'atmosfera terrestre negli ultimi decenni.

Fra gli altri effetti ben noti - dallo scioglimento dei ghiacciai all'innalzamento del livello dei mari -, se la temperatura media della Terra aumentasse, si creerebbe una nuova desertificazione non solo delle terre ma anche delle acque: nell'oceano Pacifico lo zooplancton diminuirebbe del 70% procurando l'immediata mancanza di cibo per molti pesci - che perirebbero - e, di conseguenza, la scarsità di prede per gli uccelli marini. Il risultato sarebbe un deserto in mezzo al mare. Le faune marine comunque comincerebbero a migrare e molti "ospiti" provenienti da mari divenuti troppo caldi si riverserebbero in acque dalle temperature più adeguate, dove però già vivono altre specie in delicato equilibrio, recando sconvolgimenti epocali.

Non tutto il biossido di carbonio che viene immesso nell'atmosfera rimane nell'aria: quasi il 50% viene sciolto negli oceani o consumato dalle piante, ma l'incremento è ormai acclarato: dal 1860 al 1995 è stato misurato in ragione del 30% ed è progressivamente andato aumentando fino al 2000, da circa 340 parti per milione (ppm) a oltre 400 ppm: le previsioni ipotizzano 700 ppm entro il 2100. La temperatura globale dell'atmosfera terrestre non è però aumentata costantemente, forse perchè gli effetti inizialmente erano troppo piccoli per farsi risentire.

Nell'ipotesi di un raddoppio della quantità di CO2, i modelli più realistici prevedono un aumento globale della temperatura alla superficie della Terra compreso fra 3 e 5°C (dal 1860 a oggi l'aumento medio di temperatura è stato di +0,6°C). Tale aumento non è comunque distribuito omogeneamente: nelle regioni polari, per esempio, dove la notevole stabilità atmosferica impedisce un rapido trasferimento del calore verso l'alto, potrebbe essere maggiore di due o tre volte. Ma i meccanismi di risposta climatici sono particolarmente complessi e fortemente interattivi, tanto da rendere molto difficili le previsioni del possibile andamento delle temperature anche solo nei prossimi dieci anni.

A titolo di esempio basta considerare che una temperatura superficiale più elevata reca un conseguente aumento dell'evaporazione e, quindi, della quantità di vapore acqueo presente nell'atmosfera, fattore che assorbe efficacemente la radiazione terrestre e accentua l'aumento di temperatura e l'effetto-serra.

D'altra parte, accanto a meccanismi di risposta climatici negativi esistono anche meccanismi positivi che tendono ad addolcire la tendenza al riscaldamento globale. Per esempio l'aumento della copertura nuvolosa - che deriverebbe dall'incrementata evaporazione susseguente al calore maggiore - da un lato aumenterebbe l'albedo (cioè la porzione di luce solare riflessa nello spazio dalla coltre nuvolosa) e farebbe diminuire la temperatura superficiale, mentre dall'altro assorbirebbe e rinvierebbe a terra una quantità maggiore di energia solare, innalzando dunque la temperatura. L'incremento dell'albedo, va detto, non sarebbe però sufficiente a riequlibrare l'aumento di temperatura complessivo dell'atmosfera del pianeta.

Il bilancio energetico del sistema Terra-atmosfera consta di 342 W/m2 di radiazione solare incidente di cui 102 W/m2 sono immediatamente riflessi nello spazio dall'atmosfera; il flusso restante attraversa l'atmosfera (influenzandola molto poco) e raggiunge la superficie terrestre. Qui la luce viene riconvertita in radiazione termica e riparte verso l'alto. Sotto questa forma, la radiazione può essere assorbita dall'atmosfera (che viene quindi riscaldata dal basso e non dalla luce solare diretta). Infine, il residuo di radiazione termica proveniente dalla superficie e una seconda radiazione termica, emessa dall'atmosfera, sono rilasciati nello spazio.

In condizioni di equilibrio, il pianeta restituisce allo spazio tutti i 342 W/m2 ricevuti dal sole e conserva la sua temperatura media e il suo clima. Ma oggi una piccola parte del bilancio, 2 W/m2 circa, non viene più restituita allo spazio e resta nell'atmosfera del pianeta a provocarne il riscaldamento.

Riscaldamento globale