Sinodo Pan-Amazzonico

Condividi questo articolo

Submit to FacebookSubmit to Google PlusSubmit to Twitter

Riflessioni sull’effetto serra

 

di Luiz Carlos Baldicero Molion, PhD

Istituto di Scienze Atmosferiche, Università Federale di Alagoas, Brasile

 

Il fenomeno dell’effetto serra, come descritto nei libri di Meteorologia, non è solo discutibile, ma sfida anche le leggi della termodinamica. Questo fenomeno non è descritto nei libri di fisica. La versione classica lo paragona a quello che succede nelle serre, in cui la radiazione solare attraversa i pannelli di vetro e riscalda il terreno e l’aria all’interno. La radiazione infrarossa termica (IV), emessa all’interno della serra, non è in grado di passare attraverso il vetro che la assorbe essendo a essa opaco (il vetro assorbe lunghezze d’onda superiori a 2,8 μm) e impedisce che scappi nell’ambiente esterno alla serra. Questo fenomeno sarebbe responsabile dell’aumento della sua temperatura e, in linea di principio, si dice che la stessa cosa si verifichi nell’atmosfera terrestre. La radiazione solare colpisce l’atmosfera, parte di essa (30%) viene riflessa nello spazio esterno dalle nuvole, dalle molecole d’aria e dalla stessa superficie terrestre, ma una buona parte attraversa l’atmosfera ed è assorbita dalla superficie terrestre, che si riscalda.

Una volta riscaldata, la superficie emette radiazioni IV, che a sua volta saranno assorbite dai gas componenti minoritari dell’atmosfera come il vapore acqueo, il biossido di carbonio (CO2) e il metano (CH4), i cosiddetti gas serra (GEE), che si dice agiscano in modo simile al vetro. I GEE emetterebbero radiazioni IV assorbite in tutte le direzioni, inclusa la superficie. Questa sarebbe la spiegazione per cui l’aria adiacente alla superficie è più calda rispetto agli strati superiori dell’atmosfera. In linea di principio, quanto maggiore è la concentrazione di GEE, tanto più grande dovrebbe essere l’assorbimento delle radiazioni da parte dell’atmosfera e delle emissioni in superficie e più caldo il pianeta. In altre parole, una maggiore immissione di CO2 e CH4 nell’atmosfera tenderebbe ad intensificare l’effetto serra.

Il fenomeno della “serra riscaldata” fu menzionato per la prima volta in letteratura da Joseph Fourier (il matematico) nel 1826. Successivamente, nel 1859, John Tyndall scoprì che gas quali vapore acqueo, CO2 e CH4 assorbivano le radiazioni IV. Nel 1896, Svante Arrhenius (chimico) affermò che, secondo i suoi calcoli, la temperatura globale aumenterebbe da 5°C a 6°C se la concentrazione di CO2 raddoppiasse. Arrhenius non aveva nemmeno una calcolatrice; tuttavia, per giungere alle stesse conclusioni, l’IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) ha avuto bisogno di complessi modelli climatici che funzionassero su super computer e di spendere miliardi di dollari.

Nel 1909, Robert W. Wood costruì due modelli di serra, uno di vetro e l’altro di quarzo, che non assorbe le radiazioni IV, e dimostrò che le temperature finali di entrambe erano simili. In altre parole, la serra manteneva il calore non a causa della proprietà del vetro di assorbire le radiazioni IV, bensì perché l’aria, riscaldata e meno densa, rimaneva confinata all’interno della serra e non era in grado di miscelarsi o elevarsi (convezione) e quindi di dare spazio all’aria fredda, proveniente da altri strati atmosferici, così come accade nell’atmosfera libera. Pertanto, l’assorbimento da parte dei GEE non sarebbe il principale meccanismo per riscaldare l’aria prossima alla superficie. Tuttavia, il soggetto fu messo da parte perché il clima, a quel tempo, era molto freddo.  Fu soltanto nel 1938 che un tecnico delle macchine a vapore della British Electric, Guy S. Callendar, scisse un articolo associando l’aumento della temperatura osservata tra il 1925 e il 1937 alle emissioni di CO2 causate dall’aumento della produzione di energia termoelettrica. All’epoca, Callendar venne ampiamente confutato dai “papi” della Climatologia, ma non si arrese.

Oggi è noto che l’aumento della temperatura tra il 1925-1946 avvenne a causa di un aumento dell’attività solare, una maggiore trasparenza dell’atmosfera e una maggiore frequenza di eventi tipo El Niño, ed era quindi tutto naturale! Nel 1956, Charles Keeling modificò un gascromatografo per misurare la CO2 usando una lunghezza d’onda di radiazione IV che è assorbita dalla CO2, e iniziò a misurare la concentrazione di CO2 per assorbimento IV e non mediante analisi chimica come era stato fatto fino a quel momento. Keeling si unì a Callendar per sostenere che la CO2 era causa del riscaldamento globale. Tuttavia, a nessuno importò granché, perché tra il 1946 e il 1976 si verificò un raffreddamento globale, nonostante le emissioni di CO2 stessero crescendo rapidamente a causa dell’aumento dell’attività industriale postbellica.

A partire dal 1977, il clima cominciò nuovamente a riscaldarsi, e nel 1988, il Dr. James Hansen, GISS/NASA, diede una testimonianza al Congresso Americano affermando che il riscaldamento era dovuto all’aumento della CO2, rilasciata dall’uomo attraverso la combustione di fossili combustibili quali petrolio, carbone minerale e gas naturale. L’IPCC fu creato quello stesso anno e ne seguì l’isteria globale! Come si può vedere, l’effetto serra non è mai stato provato, né è stata dimostrata la sua esistenza. Al contrario, 100 anni fa, Robert W. Wood aveva già dimostrato che tale concetto era falso! Tuttavia, una bugia ripetuta innumerevoli volte diventa vera agli occhi delle persone.

Secondo la legge di Stefan-Boltzmann, misurando le emissioni IV dalla Terra allo spazio esterno tramite sensori a bordo di piattaforme spaziali, si incontra una temperatura effettiva di corpo nero uguale a 255k (-18°C). La temperatura media dell’aria alla superficie è di 288K (15°C). Lì, si dice che “l’effetto serra aumenta di 33°C (differenza tra 288 e 255) la temperatura sulla Terra e che, se non esistesse, la temperatura della superficie sarebbe -18°C”! Questa asserzione è falsa, perché se non ci fosse atmosfera non ci sarebbero le nuvole, ad esempio, che sono responsabili per la metà dell’albedo planetario. Pertanto, il flusso di radiazione solare sarebbe superiore del 15% e la temperatura planetaria di 268k (-5°C).

Tuttavia, il meccanismo discutibile è il processo di assorbimento e di emissione di IV da parte dei GEE. Se la CO2 è trattata come corpo nero, in quanto assorbe efficacemente radiazioni IV in 15 micron, la sua emissione, che è massima a questa lunghezza d’onda (legge di Kirchhoff), corrisponderebbe a una temperatura di circa 193K (-80°C) secondo la Legge di Wien. Un corpo freddo (CO2 nell’aria) potrebbe riscaldare un corpo caldo (la superficie)? Questo certamente viola la 2° Legge della Termodinamica! La teoria afferma che i GEE assorbono IV per la rotazione delle loro molecole e la vibrazione dei loro atomi solo alle frequenze degli IV, facendo sì che le molecole entrino in risonanza. Rotazione e vibrazione sono movimenti meccanici e generano energia cinetica che viene dissipata sotto forma di calore per la collisione con le oltre 2.600 molecole dei principali costituenti atmosferici, Nitrogeno (78%), Ossigeno (21%) e Argon (0,9%), che avvolgono ogni molecola di CO2.

È noto che la disattivazione collisionale della molecola di CO2 eccitata con vibrazioni è circa 10.000 volte più veloce del suo decadimento radioattivo. Pertanto, se la CO2 perde la IV assorbita attraverso le collisioni con altre molecole, non può emettere IV. E, data la sua percentuale minima nell’atmosfera (0,039%), il suo contributo al riscaldamento dell’aria, per collisione, è trascurabile! Ovvero, se tutta la CO2 fosse rimossa dall’atmosfera, la variazione della temperatura dell’aria non potrebbe essere rilevata dagli strumenti attuali. Le molecole della miscela gassosa chiamata “aria” (materia) si riscaldano quando le si fornisce calore. È più accettabile, quindi, che le temperature più vicine alla superficie siano più alte a causa del contatto dell’aria con la superficie calda (conduzione di calore, “piastra calda”) e alla pressione atmosferica (peso dell’aria). In altre parole, la massa atmosferica sottoposta alla accelerazione di gravità (peso÷area=pressione) è ciò che mantiene l’aria confinata alla superficie e che la riscalda tramite compressione (legge dei gas perfetti=temperatura proporzionale alla pressione) e per il calore sensibile fornito dalla superficie. Quando l’aria si riscalda la sua densità diminuisce, in modo tale che, se la spinta a cui è sottoposta supera il suo peso (1,20 kg/m3 a 20°C), è costretta a salire (convezione=trasporto del calore per mezzo del trasporto verticale della massa d’aria) ed è sostituita da aria più fredda proveniente dai dintorni e dagli strati superiori.

Pertanto, il processo fisico più rilevante per il riscaldamento dell’aria è la conduzione del calore dalla superficie calda, seguita dalla convezione. Inoltre, l’aria si riscalda per il rilascio di calore latente (convenzione umida=calore rilasciato nell’atmosfera quando il vapore acqueo si liquefa formando nubi e pioggia) e per una piccola percentuale dell’assorbimento diretto della radiazione solare. L’emissione di radiazioni IV svolge un ruolo secondario nel controllo della temperatura dell’aria prossima alla superficie. La 2° Legge della Termodinamica afferma che il calore fluisce da un corpo caldo a uno freddo. Poiché gli strati d’aria sopra la superficie sono più freddi di questa, l’energia (calore) non può fluire dall’atmosfera alla superficie e riscaldarla.

Assorbendo le radiazioni IV, gli strati d’aria (materia) funzionano come un isolante termico imperfetto che, al meglio, rallentano il tasso di raffreddamento della superficie. Poiché i GEE, e in particolare la CO2, sono costituenti minoritari, essi contribuiscono molto poco alla massa gassosa totale dell’atmosfera e, di conseguenza, alla sua velocità di raffreddamento. In altre parole, se i GEE non esistessero, la temperatura dell’aria prossima alla superficie raggiungerebbe valori simili a quelli che si verificano attualmente. Pertanto, se la concentrazione di CO2 raddoppiasse, dovuta alle emissioni antropiche, da 0,039% a 0,078%, l’aumento della sua massa molecolare sarebbe insignificante e il suo contributo alla temperatura dell’aria trascurabile.

Ai tropici, la temperatura dell’aria prossima alla superficie dipende basicamente dalla copertura delle nuvole e dalla pioggia. Il ciclo idrologico è il “termostato” della superficie. Quando il tempo è nuvoloso e piovoso, la temperatura è bassa. Questo perché la copertura nuvolosa funziona come un parasole, riflettendo indietro la radiazione solare nello spazio esterno più alto. Allo stesso tempo, l’acqua piovana è più fredda e la sua evaporazione ruba calore dalla superficie, raffreddando l’aria. Quando non ci sono nuvole o pioggia, accade il contrario, più radiazione solare entra nel sistema, riscalda la superficie, e non essendoci acqua da evaporare, questo calore è utilizzato quasi esclusivamente per riscaldare l’aria (calore sensibile).

Inoltre, se l’aria fosse umida poco dopo una pioggia estiva, la sensazione termica si intensifica perché l’elevata umidità dell’aria ostacola la traspirazione della pelle, che è il meccanismo fisiologico che regola la temperatura negli esseri umani. Durante il periodo di siccità, l’aria scende sulla regione che provoca un’alta pressione atmosferica, cielo sereno, inversione termica e ostacola l’ascesa dell’aria calda, riducendo la copertura delle nuvole. Questo fa che la superficie e l’aria a contatto raggiungano temperature elevate. In una città, a causa dell’impermeabilizzazione del suolo, non c’è acqua piovana che possa evaporare e tutto il calore del sole è utilizzato per riscaldare l’aria. Dato che le città sono cresciute e la popolazione si è agglomerata in esse, l’impressione che la popolazione urbana ha avuto è che il mondo si sta riscaldando. Installato in una città, un termometro conferma questa percezione perché inizia a misurare temperature sempre più alte nella misura in cui l’area urbanizzata cresce nel tempo - il cosiddetto “effetto dell’isola di calore urbana”.

In altre parole, la sensazione termica percepita dagli esseri umani è dovuta a condizioni atmosferiche locali piuttosto che globali. La metodologia per calcolare la “temperatura media globale” è sconosciuta e le posizioni utilizzate dall’IPCC per misurare la serie di temperature sono tenute segrete! Ora, se tali temperature sono state misurate utilizzando termometri “scelti a mano”, in particolare quelli installati nei grandi centri urbani in cui si trovano le serie temporali più lunghe, con i dati contaminati dall’effetto dell’isola di calore urbana, non sorprende che la decade del 2000 sia stata considerata la più “calda” degli ultimi 650 anni! In realtà, non c’è modo di calcolare “una temperatura media globale” e di adottarla come misura della variabilità climatica globale. Una misura più appropriata di questa variabilità sarebbe una stima della variazione temporale del calore immagazzinato negli oceani. In conclusione, come descritto in letteratura, l’effetto serra non è mai stato dimostrato ed è difficile accettare che la presunta emissione di GEE, in particolare del CO2, sia la principale causa delle alte temperature dell’aria prossima alla superficie.

La massa d’aria atmosferica ritarda appena la perdita di IV emessa dalla superficie verso lo spazio esterno. Le masse di CO2 e CH4 nell’atmosfera sono molto piccole e il loro contributo al riscaldamento dell’aria, mediante l’assorbimento di IV, è irrilevante. Affermazioni come “dobbiamo evitare che la temperatura aumenti di oltre 2°C mantenendo una concentrazione di CO2 inferiore a 460 ppmv” non hanno senso dal punto di vista della fisica. Questo calcolo deriva da una grande semplificazione dell’equazione di assimilazione dei GEE, “adattata” per riprodurre l’aumento della temperatura con la variazione della concentrazione di CO2 osservata. Questa equazione non ha alcuna base scientifica! Pertanto, la riduzione delle emissioni di carbonio nell’atmosfera non avrà alcun effetto sull’andamento climatico, poiché la CO2 non controlla il clima globale. E la tendenza per i prossimi 20 anni è quella di un raffreddamento globale, anche se la concentrazione di CO2 continuasse ad aumentare. Considerando che l’80% della matrice energetica globale dipende dai combustibili fossili, imporre una riduzione delle emissioni di carbonio inciderà, invero, sullo sviluppo dei paesi poveri e in particolare del Brasile, aumentando le disuguaglianze sociali nel pianeta.

 

Bibliografia

Callendar, G.S., The artificial production of Carbon Dioxide and its influence on climate. Quart. Jour. Roy. Met. Soc. 64, p: 223-240, 1938.

Fleagle, R.G. e J.A.Businger. An Introduction to Atmospheric Physics. Academic Press, p.432, New York, NY, 1980

Callendar, G. S. Can Carbon Dioxide Influence Climate? Weather 4, 310–314, 1949

Wood, R.W. Note on the theory of the greenhouse effect, Philosophical Magazine, vol 17, p.319-320, ou em  http://sci.tech-archive.net/pdf/Archive/sci.physics/2008-04/msg00498.pdf , 1909

Categoria: Sinodo Pan-Amazzonico

Iscriviti alla Newsletter

captcha 
Inoltre se desiderate essere invitati alle riunioni pubbliche in una delle città sopra elencate, Vi preghiamo di selezionare la casella corrispondente.
FacebookTwitter