Crocevia delle Arti & delle Scienze

Il sommo matematico Laplace applicò le equazioni di Newton a tutti i corpi nel sistema solare. Sostenne che una mente superiore, conoscendo coordinate e velocità di tutti gli atomi dell'universo in un dato istante potrebbe ricostruire il passato e calcolare l'avvenire. Sbagliava.

A parte gli eventi probabilistici tipici dei fenomeni quantistici (che non poteva immaginare) i dati che osserviamo sono noti con approssimazione limitata, sono troncati - quindi procedendo a calcolare successioni molto lunghe, i risultati intermedi perdono accuratezza fino a perdere significato.
Però, se individuiamo meccanismi periodici causa-effetto che confermano le nostre ipotesi di lavoro, possiamo produrre modelli matematici della realtà e prevedere eventi futuri fino a orizzonti di tempo anche lunghi, ma non infiniti.

Ci riuscì l'ingegnere serbo M. Milankovitch nel 1930: calcolò l'influenza delle variazioni periodiche della eccentricità dell'orbita ellittica terrestre, dell'inclinazione dell'asse terrestre e della precessione degli equinozi sulla radiazione solare ricevuta dalla Terra. La concomitanza di queste tre periodicità, è il più importante fattore causale delle ere glaciali verificatesi per 4 volte con periodo di 100.000 anni.
La teoria di Milankovitch è confermata ora dall'analisi dei carotaggi di ghiaccio eseguiti a profondità di kilometri nell'Antartide dalla spedizione Vostok. Di questo ghiaccio si determina l'età, in base alla profondità, e la percentuale di CO^₂atmosferico in epoche remote nelle bolle d'aria che contiene. La temperatura dell'atmosfera in epoche antiche si calcola in funzione del rapporto fra le quantità dei due isotopi dell'ossigeno ¹⁸O e ¹⁶O. Così si è capito che la temperatura dell'atmosfera varia in funzione di eventi astronomici. Il riscaldamento fa crescere il CO₂ nell'atmosfera e l'effetto serra, amplificando l'aumento di temperatura in un processo di feedback.

Questo modello ha una sola dimensione: non differenzia fra aree della superficie terrestre. Altri modelli unidimensionali (disaggregati per strati interagenti a quote diverse) calcolano il bilancio dell'energia radiante che riceviamo, di quella trasmessa per convezione all'alta atmosfera e di quella irradiata verso lo spazio. Sono modelli accurati, ma non permettono di fare previsioni: solo di dedurre le conseguenze di ipotesi, sulla attività solare futura o sulle variazioni dell'albedo. I modelli a due dimensioni (quota e latitudine) suddividono la superficie terrestre in celle e descrivono bene fenomeni stagionali tipici, come quelli relativi ai venti.

I modelli in 3 dimensioni (GCM - Modelli di Circolazione Generale) suddividono l'atmosfera in celle: da 10.000 fino a un milione. Considerano: radiazione solare, albedo e sue variazioni, umidità, pressione, temperatura, salinità mari, concentrazione gas e interazioni fra terra, aria, mare, ghiacci. Somigliano all'idea di Laplace: calcolano le interazioni meccaniche e termodinamiche fra le celle, mirando a prevedere gli eventi meteorologici futuri. Se ne ottengono previsioni buone a breve (le previsioni sull'arco di una settimana sono sempre più accurate), drasticamente inaffidabili a lungo termine. Si ricorre, quindi, a scenari basati su ipotesi di concentrazioni di CO2 fino a 700 ppm, senza individuare i meccanismi dell'aumento. Miei calcoli basati sulle equazioni differenziali di Volterra indicano che la concentrazione probabilmente si fermerà a circa 420 ppm verso il 2060.

Esistono oltre 20 grossi modelli delle variazioni del clima, sviluppati da università americane, europee, australiane, dalla NASA, etc. (I link si trovano su http://stommel.tamu.edu/baum/climate_modeling.html - del modello dell'MIT: (http://geoid.mit.edu(climatemodel/climatemodel.htm). si può scaricare e far girare anche il software.

Gli elementi elencati nel riquadro inducono allo scetticismo verso le spiegazioni correnti del riscaldamento globale. La preminenza del vapore acqueo nel governare il clima sarebbe confermata da studi ed esperimenti di H. Svensmark, dell'Istituto Danese di Ricerche Spaziali, che suggeriscono questa catena causale: la temperatura atmosferica cresce per l'effetto serra governato principalmente dalle nuvole. La nuvolosità aumenta da oltre un secolo in conseguenza dell'aumentata intensità dei raggi cosmici galattici, che dipende dall'attività del sole. (v. H. Svensmark e N. Calder - "The Chilling Stars" (Le stelle raffreddanti) Icon Books, 2007).
C'è ancora molto da studiare. Saltare a conclusioni è molto rischioso.

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1- I vari modelli previsionali GCM anticipano aumenti della temperatura atmosferica fra 1,4 e 5,9°C per il 2100

2- "E' inevitabile che le previsioni basate su GCM siano contraddittorie perchè conosciamo male le condizioni attuali e capiamo male i meccanismi causali" - A. Henderson-Sellers "A Climate Modelling Primer", Wiley, 1987

3- Circa il 75% dell'effetto serra è causato dal vapore acqueo: nell'atmosfera ce ne sono 140.000 miliardi di tonnellate (di CO₂ solo 750 miliardi di tonnellate nell'aria [che aumentano di 3,3/anno], 38.100 nei mari, 2.100 nei suoli e nelle piante)

4- Nessun modello climatico (a parte quello di Milankovitch) spiega l'aumento di CO₂ di 88 ppm fra 18.000 e 10.600 anni fa (quando si sciolse lo strato di 2 km di ghiaccio sul Nord Europa e America), né l'era calda nel Medioevo, né la mini-era glaciale (XIV-XVII secolo).

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