martedì 22 giugno 2010

TURISMO INVERNALE: I GUAI DEI CAMBIAMENTI CLIMATICI

Il turismo invernale è uno dei settori economici che subirà le maggiori perdite a causa dei cambiamenti climatici. Attualmente, la Linea di Affidabilità della Neve (LAN), data dall’altitudine media oltre la quale le precipitazioni nevose e la temperatura garantiscono almeno 100 giorni all’anno con 30 cm di neve, è situata a circa 1.500 metri di quota [47]. Attualmente, dei 266 comprensori sciistici presenti in Italia solo 167 sono al di sopra dei 1500 metri. La situazione peggiorerà se la temperatura aumenterà. Angelini e Cetara hanno mostrato [1] che la LAN aumenterà di 150 metri per ogni °C di aumento della temperatura. La tabella 1 sintetizza za i risultati mostrati nel loro lavoro.

Aumento di Temperatura

Nuovo valore della

Linea di Affidabilità della Neve

Stazioni Sciistiche sopra la Linea di Affidabilità.

1°C

1650 metri

131

2°C

1800 metri

88

4°C

2100 metri

30

Tabella 1



Pertanto, un numero sempre inferiore di impianti potranno garantire un servizio affidabile e continuo: ad esempio, un aumento di 1°C porterà ad avere solo 131 stazioni sciistiche che garantiscono almeno 100 giorni all’anno con 30 cm di neve., e così via. Gli stessi autori affermano che la Valle D’Aosta, il Trentino, il Piemonte, la Lombardia, l’Alto Adige ed il Friuli Venezia Giulia subiranno pesanti conseguenze del previsto aumento della LAN. In particolare, il Friuli Venezia Giulia è pesantemente a rischio.

[1]
P. Angelini, Luca Cetara, Data and elaboration on the Italian Alpine and Pre-Alpine Ski Stations, Ski Facilities and Artificial Snowmaking , MATTM e Accademia Europea di Bolzano-EURAC 2007

lunedì 21 giugno 2010

CAMBIAMENTI CLIMATICI - L'EFFETTO SERRA : Parte I

Cominciamo con l’analizzare la radiazione solare, di cui abbiamo già parlato. Premettiamo che ogni corpo emette radiazione elettromagnetica. La Terra emette radiazione elettromagnetica (che chiameremo radiazione terrestre), il Sole emette radiazione elettromagnetica (la radiazione solare), e così via. La radiazione emessa dai corpi fu studiata e spiegata da grandi fisici del passato (stiamo parlando di fine ‘800 ed inizi del ‘900), come Planck, Boltzmann, Wien ed altri. Planck derivò la formula per calcolare la radiazione emessa da un corpo, dove, per la prima volta, si introdusse il concetto di quanto, che tanto doveva sconvolgere la fisica moderna. Questa radiazione non dipende dalle proprietà del corpo che la emette, ma solo dalla sua temperatura.
La figura 1 mostra la tipica radiazione di corpo nero in funzione della lunghezza d’onda emessa: maggiore è la temperatura, minore è la lunghezza d’onda emessa. Poiché la lunghezza d’onda è inversamente proporzionale alla energia della radiazione (ometto le formule matematiche, che possono essere comunque trovate su libri di testo o su wikipedia) , le radiazioni emesse ad alta energia sono quelle con lunghezza d’onda più piccola, che corrispondono all’ultravioletto (al mare o in montagna, infatti, ci proteggiamo proprio da questi raggi).
La figura 2 mostra la radiazione entrante misurata da satelliti posti al di fuori dell’atmosfera: corrisponde alla radiazione emessa da un corpo di 5800 gradi kelvin, la temperatura del sole. Pertanto, pensare che sulla terra arrivi radiazione elettromagnetica da pianeti, come Giove o Saturno, è sbagliato: questi corpi non hanno la temperatura necessaria per emettere lo spettro di radiazione che è stato misurato dai satelliti (per esempio, Giove ha una temperatura media al di sotto di zero gradi centigradi). Ma ritorniamo a noi.
La radiazione terrestre è stata misurata dai satelliti e corrisponde ad una radiazione emessa da un corpo di 290 gradi kelvin (vedi Figura 3). E’ radiazione termica, diversa da quella che arriva dal sole (a sinistra nella figura). Chi ci legge potrà forse esclamare: “ Capito. E l’effetto serra cosa c’entra?”. E’ presto detto. Considerando la sola radiazione solare, la temperatura della terra dovrebbe essere al di sotto di zero gradi centigradi (questo dato si ottiene da calcoli dovuti a Fourier nel 1827!!), valore di gran lunga inferiore a quello che la nostra esperienza quotidiana ci indica. Questa differenza è dovuta all’atmosfera, che riflette la radiazione terrestre sulla superficie, contribuendo all’aumento della temperatura.
Questo fenomeno, conosciuto da circa 2 secoli, si chiama effetto serra (in analogia con quanto succede in una serra, dove i vetri riflettono il calore interno ma fanno passare la luce esterna). I gas dell’atmosfera che contribuiscono a questo fenomeno si chiamano gas serra. Il lettore attento potrà chiedersi: “Ma come? Non tutti i gas dell’atmosfera riflettono la radiazione terrestre? E perché?”. Alcuni gas, che assorbono la radiazione terrestre, “cambiano” il proprio stato rotazionale e vibrazionale. Questi “cambi”, per le leggi della meccanica quantistica, comportano l’emissione di radiazione termica che provoca il riscaldamento della Terra, con un effetto di tipo “ rimbalzo sulla Terra”.
Per fortuna, però, non tutti i tipi di gas presenti nell’atmosfera possiedono questa proprietà. L’Azoto e l’Ossigeno che formano il 99% circa dei gas atmosferici, non la posseggono mentre l’anidride carbonica, il metano, i clorofluorocarburi (i gas freon, per intenderci), il vapore acqueo e molti altri gas contribuiscono all’effetto serra.
Abbiamo spiegato perché avviene l’effetto serra ed a cosa è dovuto. Vediamo ora come contribuisce all’aumento della temperatura terrestre. La figura 4 mostra i flussi, misurati da satellite, delle radiazioni solari e delle emissioni terrestri. Non entrerò nei dettagli, ma un semplice calcolo delle radiazioni in ingresso e in uscita mostra che la Terra si riscalda, mentre l’atmosfera si raffredda. L’effetto serra, quindi, è responsabile del riscaldamento (e della vita) del pianeta. Il lettore potrà, però, chiedersi se vi sia stato in questi anni un effettivo riscaldamento del pianeta e se questo sia dovuto all’emissione di anidride carbonica o altri gas serra da parte dell’uomo, come riportato da vari giornali e fonti scientifiche. Cerchiamo di rispondere, come sempre, con dati scientifici alla mano. La temperatura è stata sempre misurata da stazioni sparse nel mondo e, a partire dalla fine dagli anni settanta, anche da satelliti. La temperatura globale media, come si vede nella figura 5, è aumentata sensibilmente in tutti questi anni, con una tendenza attuale di aumento di circa 0,2 gradi centigradi per decennio.
Chiediamoci se questo aumento di temperatura è dovuto alle attività umane che provocano l’emissione di gas serra. La risposta può sembrare scontata: un aumento delle concentrazioni di gas serra comporta un “rimbalzo” sulla superficie di una maggiore quantità di radiazione terrestre, con conseguente aumento della temperatura. Occorre, però, rispondere anche ad altre domande: quali possono essere i gas serra responsabili di questo aumento? Sono emessi dall’uomo o seguono una tendenza naturale e ciclica? Ve ne sono alcuni che contribuiscono maggiormente rispetto ad altri? E quali dati scientifici possono supportare queste affermazioni? Vi sono altri effetti che possono portare ad un incremento della temperatura globale? Sono domande importanti, non solo da un punto di vista scientifico, ma anche per le scelte di politiche ambientali ed economiche da intraprendere. Ne parleremo diffusamente nel prossimo articolo.

CAMBIAMENTI CLIMATICI -PARTE 1 : L'ALBEDO

Questo post è il primo di una serie volta a descrivere, in maniera divulgativa, i principali fattori che governano il riscaldamento ed i cambiamenti climatici della Terra. Cominceremo con il più intuitivo di tutti: l’albedo. La Terra e la sua atmosfera intercettano la radiazione elettromagnetica solare (che porta calore e di cui la luce visibile è solo una parte) e ne riflettono una frazione, chiamata albedo, nello spazio esterno. La Terra diventa più fredda se l’albedo aumenta, poiché diminuisce la quantità di radiazione solare assorbita. Viceversa, la Terra si riscalda se l’albedo diminuisce: aumenta, infatti, la radiazione solare assorbita. In sintesi: se l’albedo aumenta la Terra si raffredda, se l’albedo diminuisce la Terra si riscalda. Analizzeremo alcune cause naturali e poi vedremo come l’azione dell’uomo può cambiare l’albedo, con conseguenze sulla temperatura terreste e sul clima.
La neve riflette quasi tutta la radiazione solare che la colpisce. Pertanto, quando la neve si scioglie, l’albedo diminuisce provocando un aumento della temperatura (ricordate? Se l’albedo diminuisce la temperatura aumenta) che, a sua volta, fa sciogliere altra neve e, quindi, provoca un ulteriore aumento di temperatura. Questo fenomeno continua fino al raggiungimento di un equilibrio termodinamico, ma comporta un aumento complessivo della temperatura e, quindi, del riscaldamento terrestre. Uno dei motivi per cui è importante che i ghiacciai non si sciolgano è legato a questo fenomeno: uno scioglimento dei ghiacciai comporterebbe, oltre all’innalzamento dell’acqua, una diminuzione dell’albedo con conseguente aumento di temperatura ed effetto a catena di scioglimento dei ghiacciai. Le nuvole, invece, riflettono la radiazione solare e quindi contribuiscono globalmente ad aumentare l’albedo ed a raffreddare la Terra. Anche gli aerosol (le particelle sospese nell’atmosfera a causa di eventi naturali, come eruzioni e tempeste di sabbie, o dell’inquinamento dell’uomo) riflettono la radiazione solare, aumentando quindi l’albedo, anche se la variazione nella loro composizione può comportare alcune variazioni nel potere riflettente.
Le attività dell’uomo legate alla deforestazione e all’agricoltura possono portare ad una diminuzione dell’albedo e, quindi, ad un riscaldamento globale. Ad esempio, nelle foreste tropicali gli alberi sono tagliati e rimpiazzati con suolo ancora più scuro a scopo di coltivazione. In questo caso, la radiazione solare assorbita aumenta ( i colori scuri assorbono maggiormente la luce, mentre il bianco la riflette) e la temperatura aumenta. Pertanto, la deforestazione e la cattiva gestione dei terreni agricoli possono contribuire ad aumentare la temperatura terrestre. Alcune immagini satellitari mostrano come le zone di città con costruzioni di colore scuro siano molto più calde di zone delle città che hanno giardini, piante ed alberi, esattamente come succede per il suolo scuro delle foreste. Anche le scelte costruttive e di politica urbanistica possono, quindi, influenzare il riscaldamento della Terra. Nel prossimo post, parleremo proprio di questo trattando di un argomento non molto affrontato: le isole di calore urbano.