Cambiamento climatico: tra modelli predittivi e appelli della scienza

Il fallimento incorso nel comunicare con efficacia, sia da parte politica che forse da parte della scienza, il grande rischio sempre più evidente dei cambiamenti climatici.

Verifichiamo l’inazione della politica, dalle scelte da fare, e la presa d’atto che pur conoscendo razionalmente il rischio non si attiva, a livello di cittadini, quella necessaria risposta emotiva che ci porta ad agire.

La conoscenza scientifica si nutre di “eventi certi” nel senso che sono stati misurati, che sono verificabili e infine dimostrabili cioè necessitano di una teoria che li spieghi coerentemente e li irrobustisca sul piano logico. Una teoria insomma che spiega gli eventi.

LEGGI ANCHE: Italia: quanto ci costa il cambiamento climatico?

Cambiamenti climatici: un po’ di storia

Sui cambiamenti climatici circa 123 anni fa uno svedese di nome Arrenhius giunse alla conclusione che vapore acqueo e anidride carbonica fanno aumentare la temperatura perché trattengono parte dei raggi solari riflessi dalla Terra verso lo spazio.

Egli formulò un’equazione con la quale derivò che a un raddoppio di concentrazione di CO2 la temperatura dell’atmosfera aumentava di 5 gradi °C, corretta poi a 3 o 4 °C. Oggi IPCC quantifica questa variazione, in un intervallo tra 2 e 4.5 °C.

Arrivò poi il climatologo Lorenz che riprese la teoria di Poincarè sul caos deterministico, che svolge un ruolo fondamentale sul clima. Fu Lorenz a creare il “Basta il battito d’ali di una farfalla in Amazzonia per scatenare una tempesta inattesa in Texas”, per evidenziare che un sistema caotico come quello climatico dipende dalle condizioni iniziali, e che basta modificare un po’ uno dei suoi parametri per far sì, che il sistema cambi completamente (biforcazione).

Computer e modelli matematici

Computer, satelliti e stazioni di rilevazioni con sensori per raccogliere dati hanno concorso a contenere la difficoltà propria dei sistemi complessi come quello climatico nel prevedere come andrà, nel senso di come evolverà il clima.

Si misero a punto nella prima metà del secolo scorso modelli matematici denominati di circolazione globale (General Circulation Models; GCM) che fanno riferimento a leggi fisiche (fluidodinamica e termodinamica) e chimiche. In tal modo si definisce la circolazione dei gas in atmosfera e delle acque che circolano negli oceani.

Sono modelli matematici che fondamentalmente per descrivere la termodinamica dei fluidi (gas e acqua) usano le equazioni di Navier-Stokes messe a punto nel secolo scorso. Banalizzando queste equazioni (sono equazioni differenziali applicate a leggi fisiche che riguardano il moto dei fluidi) si può far riferimento a più parametri e a dati empirici raccolti.

La metodologia usata è quella di dividere le atmosfere in celle quadrate con lato pari a 80 km e altezza definita. Con queste celle si studia come varia l’evoluzione del tempo meteorologico che verificato in almeno un trentennio fornisce dati su quello che chiamiamo clima. Clima, che è la “sintesi” o meglio la somma dei parametri delle celle tridimensionali.

Nelle celle viene valutata la temperatura di partenza, la pressione, i venti, la radiazione solare, il trasferimento di calore, l’umidità, l’idrologia di superficie, l’interazione con le celle vicine. Avere computer sempre più potenti equivale a ridurre sempre più le dimensioni delle celle (il pc quantistico risolverà i problemi?).

Telegiornali e Financial Times un mese fa hanno dato notizia della realizzazione di un computer, che sfrutta i principi della seconda grande rivoluzione del secolo scorso “la meccanica quantistica”. Una collaborazione NASA / Google sul lavoro “Quantum supremacy using a programmable superconducting processor”. Un pc quantistico capace di fare calcoli complessi in 3 minuti e 20 secondi.

Il pc più potente (di IBM) ci impiega 10.000 anni per fare le stesse operazioni!). Oggi i modelli accoppiano atmosfera, oceani, ghiacci marini, vegetazione. Questi modelli consentono di elaborare scenari di evoluzione del tempo anche su scala regionale. L’affidabilità? Applicati al clima passato (ultimo secolo) hanno dato buoni risultati.

Un climatologo italiano Pasini ha usato un metodo completamente diverso (a reti neurali) ottenendo gli stessi risultati. Abbiamo certezza assoluta sulle simulazioni dei computer? Il clima futuro descritto dai modelli fatti girare sui computer è di un futuro probabile, ma non con certezza assoluta. Quali sono i dati inequivocabili per affermare che il clima è cambiato?

L’aumento delle concentrazioni in atmosfera di alcuni gas serra (anidride carbonica, metano, protossido di azoto, clorofluorocarburi) e l’aumento di temperatura dell’atmosfera. Questi due eventi sono legati da una relazione di causa ed effetto come ci dice la teoria dell’effetto serra.

Il problema potrebbe essere l’identificazione certa di chi è la causa e chi l’effetto. Secondo IPCC abbiamo moltissimi e forti indizi, per affermare che accanto alle cause naturali c’è l’azione dell’uomo che ha “scaricato” sul sistema climatico (atmosfera, oceani, terra, ghiaccio) dal 1750 in poi una serie di gas ad effetto serra come in particolare anidride carbonica, metano, protossido di azoto, alocarburi, aerosol (che non sono gas, ma particelle).

L’appello della scienza

Undicimila scienziati da 153 diversi paesi del mondo hanno firmano un appello su ciò che sta accadendo al nostro clima. Appello pubblicato su Bioscience e che inizia così

“Gli scienziati hanno l’obbligo morale di avvertire chiaramente l’umanità di ogni minaccia catastrofica e di dire le cose come stanno. Sulla base di questo obbligo e degli indicatori grafici presentati di seguito, insieme a oltre 11.000 scienziati firmatari da tutto il mondo, dichiariamo in modo chiaro e inequivocabile che il pianeta Terra sta affrontando un’emergenza climatica”.