Jasper Kirby è il capo di un progetto di ricerca del CERN di Ginevra. Il suo settore di applicazione è la fisica delle nubi o, più precisamente, della nucleazione. L’esperimento di cui si sta occupando da anni si chiama CLOUD ed si prefigge il duplice scopo di investigare i meccanismi di nascita, crescita e formazione dei nuclei di condensazione, nonché di studiare come e se i raggi cosmici interagiscono con essi. Il tutto per accrescere la conoscenza di uno dei settori più importanti e al tempo stesso ancora più oscuri del complesso sistema Terra, oceani, atmosfera.
Si tratta tra l’altro di un esperimento di cui abbiamo parlato molte volte qui su CM, sia cercando di spiegarne i dettagli, sia riportando i risultati via via ottenuti negli anni scorsi.
Così mi è sembrato giusto proporvi il video che trovate in testa al post, in cui Jasper Kirby fa una lezione abbastanza basica ma molto interessante sul ruolo delle nubi nel sistema climatico, sugli aerosol, che sono i semi delle nubi, e sull’ipotesi dell’interazione tra raggi cosmici e nucleazione. A corredo del video, ma non nel video, ci sta bene anche l’immagine che trovate qui sotto e che ho recuperato da WUWT, un’immagine in cui il fondamento teorico (ma non ancora chiarito scientificamente) di questa interazione è piuttosto evidente.
I raggi cosmici, la cui intensità di flusso è inversamente proporzionale all’attività solare, perché questa li scherma, sembra siano a loro volta correlati con la nuvolosità bassa, cioè quella che ha maggior potere riflettente rispetto alla radiazione solare. In pratica attività solare bassa dovrebbe corrispondere flussi più intensi di raggi cosmici e, secondo la loro ipotizzata capacità di accrescere la nucleazione, anche a nuvolosità bassa più estesa, quindi a maggiori quantità di radiazione solare riflessa verso lo spazio. Il tutto dovrebbe condurre ad un effetto raffreddante per il pianeta.
Dal punto di vista storico, le fasi di attività solare più bassa, i minimi di Maunder e Dalton, corrispondono con quella che nel paleoclima si chiama Piccola Età Glaciale, cioè il periodo tra il 1400 e il 1800 circa in cui la temperatura media del pianeta è stata effettivamente più bassa, sia del periodo immediatamente precedente, noto come Optimum Romano, sia dell’attuale, che qualcuno chiama impropriamente antropocene in relazione al dibattito sull’influenza delle attività umane sul clima. Un’influenza che certamente esiste, ma la cui misura, stando anche a quanto raccontato da Kirby nel video, è tutta da definire.
Ah, un’ultima cosa, le animazioni del video sembrano un po’ fanciullesche, ma vi consiglio di ascoltare il commento perché è tutt’altro che tale. Qui, e chiudo sul serio, trovate il sito web con le altre lezioni di questa serie.
La lezione di J. Kirby è stata molto interessante: lo so, sono ripetitivo in quanto tutti i commenti che ho letto fino ad ora sono unanimi in proposito. 🙂
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Comunque, a parte gli scherzi, sono rimasto piuttosto impressionato dai due interrogativi con cui lo scienziato chiude la sua lezione:
– l’influenza sul clima delle nubi prima dell’era industriale
– il cambiamento indotto dalle attività umane sulle nubi e, di riflesso, sul clima.
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Queste due domande, a mio personale giudizio, sono di importanza fondamentale per comprendere l’evoluzione del clima nel prossimo futuro.
Il dr. R. Spencer in un suo vecchio post sosteneva che una variazione di poche unità percentuali nella copertura nuvolosa nelle zone equatoriali e tropicali era in grado di spiegare se non tutto, buona parte dell’odierno riscaldamento globale e del cambiamento climatico in atto.
Il dr. Kirby con i suoi due interrogativi avvalora, in un certo senso, quanto sostiene il dr. R. Spencer. I due studiosi, ad ogni buon conto, pur riconoscendo entrambi l’importanza delle nubi nella modulazione del clima terrestre, hanno una spiegazione diversa circa la causa che determina la variazione della copertura nuvolosa: dinamiche oceaniche secondo Spencer, dinamiche astronomiche ed atmosferiche secondo Kirby.
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Il dr. Kirby nella sua lezione attribuisce un ruolo fondamentale ai raggi cosmici galattici (modulati dall’attività solare) nella nucleazione delle nubi. Un ruolo di pari importanza è attribuito agli aerosol di origine naturale ed antropica. A tal proposito mi sono ricordato di una letter pubblicata su Nature Geoscience oltre un anno fa: Warming-induced increase in aerosol number concentration likely to moderate climate change (qui l’abstract http://www.nature.com/ngeo/journal/v6/n6/full/ngeo1800.html ) .
In tale articolo veniva messa in luce l’importanza ricoperta dall’aerosol (naturale ed artificiale) nell’influenzare il clima terrestre in quanto, escludendo il black carbon, esso da un lato rifletteva i raggi solari (effetto schermante) e dall’altro favoriva la formazione delle nuvole interferendo con il processo di formazione dei nuclei di condensazione.
In tale articolo, in particolare, si descriveva un meccanismo di retroazione che coinvolge le foreste terrestri: un aumento delle temperature atmosferiche determina una maggior emissione di aerosol naturale e, quindi, una maggior copertura nuvolosa con conseguente riduzione delle temperature. In altre parole una specie di termostato in grado di regolare le oscillazioni climatiche terrestri. Nell’articolo, inoltre, si paventava che una riduzione dell’emissione di aerosol antropici (maggiore pulizia dell’aria) avrebbe potuto determinare un aumento delle temperature a causa della riduzione della copertura nuvolosa in conseguenza della minor nucleazione.
Si tratta, come si vede, di uno degli elementi presenti nella lezione di Kirby: interazione della biosfera con l’atmosfera.
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Analoga preoccupazione circa il venir meno dell’azione raffreddante dell’aerosol era stata espressa dal dottor M. Mann in un articolo divulgativo pubblicato su Scientific American e da “Le Scienze” qualche mese fa. In questo caso l’aerosol esercitava un’azione di mitigazione in quanto rendeva minore la pendenza delle curve di incremento delle temperature globali generate da alcuni dei modelli di bilancio energetici per vari valori della sensibilità climatica all’equilibrio ( http://www.climatemonitor.it/?p=36364 ).
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A conclusione di questo mio commento vorrei far notare la complessità delle interazioni che coinvolgono il sistema complesso Terra e che ne determinano il clima.
Salvatore nel suo commento ci invitava a riflettere sul fatto che gli effetti dell’aerosol non sono univoci: solfati, polveri minerali, nitrati e carbonio organico hanno azione raffreddante (poco meno di 1 Wm-2), il black carbon effetto riscaldante (poco più di 0,5 Wm-2). Oltre questo bisogna tener conto, però, dell’azione dell’aerosol nella nucleazione delle nuvole che potrebbe determinare un ulteriore effetto raffreddante di oltre 0,5 Wm-2 che sarebbe anche superiore all’unità qualora non tenessimo conto del contributo del black carbon. Se poi a tutto questo aggiungiamo il feed back delle foreste, l’azione dei raggi cosmici galattici modulati dall’attività solare, otteniamo un quadro che definire complesso è poco. Quanto abbiamo compreso di tutto ciò?
Stando a quanto leggo in giro poco. Quanto questi contributi sono tenuti presenti nei modelli climatici? Poco, sempre da quanto leggo in giro.
Nel frattempo stiamo concentrando tutte le nostre forze nella lotta contro le emissioni di CO2 considerate la “madre di tutti i mali terrestri”.
Come mai abbiamo capito molto poco di tutto quanto influenza il sistema climatico, ma abbiamo compreso perfettamente il meccanismo di funzionamento della CO2? Mistero della climatologia! 🙂
Ciao, Donato.
intanto abbiamo il colpevole, poi con calma troviamo il reato!
Mi ha colpito il fatto che Jasper Kirby abbia indicato negli aerosol una condizione essenziale per la vita su questo pianeta.
Si tratta di una sensazione che stava crescendo nei miei pensieri. Gli aerosol sono essenziali per la vita su questo pianeta. Come tutte le cose, c’è un troppo e un troppo poco.
Che ci sia un “troppo” ben lo sappiamo tutti (basti pensare alle tante campagne contro l’inquinamento), ma è importante rendersi conto che c’è anche un “troppo poco” da tenere presente; concetto che NON mi pare ancora evidente agli occhi di molte persone.
Secondo me.
Buonasera…sull’argomento raggi cosmici ed effetti che possono avere sulla nuvolosità bassa , mi interessa estrapolare una possibilità che ritengo molto credibile sul fenomeno della nebbia. E’ ormai appurato da tempo che negli ultimi 30 anni la nebbia sia diminuita di frequenza ma soprattutto di intensità. Anche quando regnavano le imperanti alte pressioni degli anni ’90, la nebbia pur esistente non raggiungeva livelli come quelli degli anni ’60-’70. L’attività solare più elevata nei cicli precedenti all’attuale,potrebbe aver causato una notevole riduzione del flusso di raggi cosmici,inibendo sensibilmente la capacità di nucleazione e quindi condensazione del vapor acqueo presente nella bassa atmosfera. Ciò potrebbe anche spiegare la maggior frequenza in quegli anni, ad avere frequenti alte pressioni ben strutturate sia al suolo che in quota a discapito delle attuali più di natura prefrontale. L’aumento della piovosità a livello globale da un po’ di tempo a questa parte potrebbe essere un’altra conseguenza dell’attività solare in relazione ai raggi cosmici.
Luca, questo che proponi é un argomento interessante, che però avrebbe comunque bisogno di essere validato con studi dedicati. È tuttavia noto che negli ultimi anni la nebbia sia diminuita in ragione della transizione dall’uso del gasolio a quello del metano per il riscaldamento. La diminuzione della concentrazione dei residui della combustione ha sottratto nuclei di condensazione delle dimensioni ideali. Che poi abbiano avuto un ruolo delle diverse frequenze di occorrenza di situazioni persistenti favorevoli alla formazione delle nebbie può essere ed attiene alle diverse distribuzioni dei centri di massa atmosferici conseguenti alla circolazione prevalente.
gg
Salve,
il video presentato da Kirby è molto interessante… vorrei precisare che è vero che l’effetto totale degli aerosol atmosferici è leggermente raffreddante, come riportato anche nell’ultimo report IPCC del 2013, ma al tempo stesso si dovrebbe sottolineare che una parte dell’aerosol denominata black carbon BC (di natura prevalentemente antropica) si comporta analogamente ad un gas serra e quindi presenta un forcing radiativo positivo e tende ad avere un effetto di riscaldamento nei confronti dell’atmosfera…