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Discontinuità nel tasso atmosferico di CO2 nel 1976 e nel 1994

La sedicente saggezza convenzionale continua a riempire giornali, radio e TV con anticipazioni di un estremo riscaldamento globale – entro il secolo. Sostengono che probabilmente è dovuto alla combustione di carbone, gas e petrolio producendo anidride carbonica che accentua l’effetto serra. La EPA, agenzia USA per la protezione dell’ambiente, ha scioccamente classificato questo gas (CO2) fra quelli dannosi e inquinanti. Se non ci fosse, la terra sarebbe gelida, non crescerebbero piante, non ci sarebbe l’umanità.

I miei amici climatologi non sono d’accordo. Fanno i calcoli giusti e spiegano molti fenomeni in modi sempre migliori. Gli altri climatologi (che sbagliano arrogantemente) continuano a cercare di calcolare quanto sarà l’aumento della temperatura atmosferica in funzione del tasso di CO2. Questo certo influisce, ma i fattori rilevanti sono moltissimi. Asseriscono che la causa del riscaldamento è antropica e che hanno ragione loro perché sono in maggioranza. Trascurano che nelle loro file non hanno potuto contare: Tom Gold, Freeman Dyson, Luigi Mariani, H. Tennekes, Lord Monkton, Roger Pielke e altri “cani grossi”. Pretendono di sapere che limitando l’aumento di anidride eviteremmo che la temperatura cresca più di due gradi.

È vero che il tasso di CO2 nell’atmosfera nell’ultimo mezzo secolo è cresciuto di quasi il 25% (da 315 a 392 parti per milione). Però l’anidride carbonica costituisce ancora meno di metà dell’uno per mille dell’atmosfera.

Se consideriamo la serie storica dei tassi di CO2 (misurati a MaunaLoa nelle Hawaii) dal 1959 a oggi, vediamo che ci sono state 2 discontinuità. Dal 1959 al 1976 l’aumento medio annuo era di 0,95 parti per milione (ppm). Dal 1976 al 1994 cresce  a 1,48 ppm e dal 1994 al 2011 cresce ancora a 1,81 ppm.

I processi in cui una popolazione o la concentrazione di oggetti o sostanze tende a riempire una nicchia naturale, possono essere modellati con equazioni di Volterra a 3 parametri. Queste identificano il valore finale della crescita (asintoto) e permettono di fare previsioni – empiriche, ma spesso accurate. Ho analizzato la crescita del CO2 con un mio software e per i 3 periodi citati di circa 17 anni ho calcolato asintoti, errore standard nel fit tra equazione e dati sperimentali e costante di tempo (numero di anni per passare dal 10% al 90% del valore finale) [vedi Tabella].

Nell’ultimo mezzo secolo, dunque, l’aumento della concentrazione di CO2 accelera e si riduce di 4 volte il tempo che ci vorrà per raggiungere il valore finale massimo – che intanto assume valori sempre più bassi. Dal 1976 al 2011 diminuisce da 512 a 440 ppm (- 14%). Gli andamenti nei 3 periodi citati sono evidenziati nei tre diagrammi seguenti. In ciascuno il valore dell’asintoto (colonna 2 della Tabella) corrisponde al lato orizzontale superiore della cornice.

Chiarisco che queste mie elaborazioni non pretendono di calcolare l’avvenire e, tanto meno, di profetizzarlo. Rappresentano proiezioni molto plausibili di quanto potrà accadere: molti fenomeni naturali seguono questo tipo di equazioni. Come dicevo sopra, si tratta di considerazioni empiriche – in inglese “rules of thumb” Se queste regole continuano a descrivere lì evoluzione della realtà, c’è sicuramente una teoria che le spiega. Per ora non la conosciamo.

Nornalmente, quando analizzo un processo descrivibile con equazione di Volterra, accetto le equazioni che si discostino dai dati misurati con errore standard di meno dell’1 %. Come si vede dalla colonna 3 della Tabella, qui gli errori standard sono di poche unità su 10.000 – non su cento. Ne concluido che la plausibilità del modello è proprio notevole.

Ora tocca ai climatologi trovare una spiegazione scientifica, che confermi, oppure contraddica, questa spiegazione empirica.

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Published inAttualitàClimatologia

9 Comments

  1. silvana gasparri

    Per favore, può spiegare in modo comprensibile, come solo lei sa fare, cos’è questa scoperta del bosone e a cosa ci condurrà? Grazie.

    • Guido Botteri

      Qui puoi trovare un video molto chiaro di John Ellis, che paragona lo spazio “vuoto” ad un campo di neve, dove il bosone di Higgs ha il ruolo del fiocco di neve.
      http://www.youtube.com/watch?v=-UoDcPERoPs&feature=related
      Alcune particelle filano via veloci, come uno sciatore che non affonda nella neve, e queste sono le particelle che non hanno massa.
      Altre interagiscono con la neve, come una persona che ha le sole racchette, o addirittura solo gli scarponi, e quindi affondano nella neve.
      Il bosone è dunque la particella che dà massa a tutte le altre. e la cui esistenza è necessaria per spezzare la simmetria che le altre equazioni della teoria prevedono.
      Quanto alla dizione “particella di Dio”, essa NON è nata in ambiente scientifico, ma in ambiente editoriale, e dal punto di vista commerciale ha avuto in effetti un grande successo. Se invece di chiamarla “particella di Dio” l’avessero continuata a chiamare “bosone di Higgs” non si sarebbe determinato tutto quell’interesse che attualmente c’è intorno a questa particella.
      Ma non c’è assolutamente niente di scientifico nel nome “particella di Dio”. Solo una efficace pubblicità.
      Le religione è, e resta, un fatto di Fede, non dimostrabile per via scientifica (in un verso o nell’altro).
      Se così non fosse, se l’esistenza (o la non esistenza) di Dio fosse dimostrabile scientificamente, verrebbe meno il libero arbitrio dell’uomo.

  2. […] il surriscaldamento del clima terrestre all’era glaciale imminente. E ce ne sarebbero altre, ad esempio il modello empirico che mostrerebbe la tendenza alla stabilizzazione delle concentrazioni…, che a volte tralasciamo per la loro palese insensatezza o per non doverci ripetere. Viceversa, il […]

  3. donato

    Il prof. R. Vacca, se non ho interpretato male ciò che ha scritto, schematizza il sistema atmosfera-CO2 secondo uno schema preda-predatore. A tale schema applica un modello matematico basato sulle equazioni differenziali di V. Volterra ed individua un meccanismo che porta ad una situazione di “equilibrio” caratterizzata dal fatto che la concentrazione di CO2 tende ad un valore limite costante. Questo equivale a dire che la concentrazione di CO2 in atmosfera non può crescere all’infinito, ma, ad un certo punto, dovrebbe arrestarsi.
    Il problema, secondo il mio modestissimo parere, però, consiste nell’individuazione del “predatore” della CO2 (come ha giustamente osservato L. Mariani nel suo commento). Chi è il predatore della CO2? L. Mariani fa due ipotesi: le piante ed i meccanismi geochimici.
    Sulla prima ipotesi, personalmente, ho qualche dubbio: le piante assorbono CO2, ma la concentrazione di CO2 in atmosfera continua a crescere con un trend che tende ad aumentare. Questo potrebbe significare che il “cibo” della “preda CO2” è, per ora, illimitato. Noi, infatti, continuiamo ad immettere CO2 in atmosfera (è come se moltiplicassimo artificialmente le prede). A questo aumento del numero delle “prede” dovrebbe corrispondere un aumento del numero dei “predatori”. Effettivamente un aumento della produttività vegetale vi è stato, ma siamo sicuri che questo aumento di produttività vegetale valga anche nel futuro? Secondo alcuni studi, infatti, a partire da un certo livello di concentrazione di CO2, le piante non traggono lo stesso beneficio dalla concimazione carbonica. Più intrigante, invece, mi sembra la seconda ipotesi avanzata da L. Mariani: un “predatore” di natura geochimica che potrebbe competere con la “preda” CO2.
    Secondo me, però, i meccanismi che ripuliscono l’atmosfera dalla CO2 potrebbero essere molteplici ed agire in modo molto più complesso del semplice meccanismo predatore-preda. In altre parole il rapporto predatore-preda potrebbe non essere così semplice da consentire l’applicazione delle equazioni di Volterra.
    Il fatto, però, che il sistema mostri una tendenza all’equilibrio applicando il modello matematico basato sulle equazioni di Volterra, è un indizio che, anche per la CO2, potrebbe esistere un meccanismo di saturazione uguale a quello evidenziato per il metano. Gli esperti della NOAA hanno, onestamente, dichiarato che non siamo ancora in grado di spiegare i motivi per cui il metano in atmosfera ha una soglia di saturazione. Probabilmente lo stesso discorso potrebbe valere per la CO2.
    Ciao, Donato.

  4. salvovilla

    grandissimo guido volevo rivolgergli tutta la stima che nutro nei suoi confronti,sei l unico che ha capito di meteorologia,spero abbia ancora piu spazio in tv per raccontarci la meteorologia perche l italia a bisogno di gente competente seria onesta e con tanta passione come come lei,non di presuntuosi come maracchi che non ha capito un bel niente,fara parte del complotto che stanno organizzando i sostenitori del global warming. e una materia cosi bella e complicata e pretendono di sapere qualcosa di impossibile,dove ce ancora bisogno di tanti anni di studi,stiamo parlando del clima dell intera terra. Cmq mi scuso per lo sfogo,ma volevo dirle che dopo baroni bernacca e caroselli e arrivato il suo turno,anzisecondo me diventera il numero perche tutto per diventarlo. Con stima.

  5. Alex

    Per noi “econometricamente differenti” ti dispiacerebbe sintetizzare a parole il significato della tua proiezione e che cosa empiricamente spiega? Non faccio dell’ ironia, mi sfuggono proprio la premessa e la conclusione del ragionamento. Grazie!

    • Non spiego gran che. Racconto solo che cosa dicono i numeri: che l’aumento del tasso di CO2 si sta verificando a velocità crescente, ma che sembra stia mirando a valori finali sempre più bassi. Taluno mi ha scritto che non ha senso applicare le equazioni di Volterra al fenomeno. Io credo di si, perchè si applicano a casi in cui una sostanza (o popopolazione) tende a riempire una nicchia. La fedeltà spinta con cui le equazioni descrivono i processi mi pare anche significativa

    • luigi mariani

      Caro Roberto,
      con questo post rilanci l’ipotesi empirica che la crescita di CO2 in atmosfera sia un processo soggetto a saturazione (sei il solito eretico…).
      Ora l’invito che ci fai è quello di trovare un meccanismo che possa giustificare la saturazione.
      A me viene in mente che la saturazione potrebbe derivare dai “predatori” di CO2 che conosciamo e cioè:
      – predatori viventi (piante e altri autotrofi)
      – predatori non viventi (processi geochimici).
      Circa le piante stiamo in effetti assistendo ad un incremento della loro presenza sul pianeta – la Terra sta rinverdendo e vi sono un sacco di misure che lo attestano (me ho parlato in un mio post recente su CM)

      Circa la CO2 che andrebbe a saturazione mi viene poi in mente un caso analogo che stiamo oggi vedendo per il metano (http://www.esrl.noaa.gov/research/themes/forcing/), che sta andando a saturazione e non certo in virtù di “predatori” viventi (CH4 non se lo fila nessuno o quasi) ma in virtù credo di processi di degradazione attivi in atmosfera.

      Luigi

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