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lunedì 19 ottobre 2015

Riscaldamento globale: quant'è esattamente il calore generato dall'attività umana?

Da “Resource Crisis”. Traduzione di MR



Spesso è difficile visualizzare quello che stiamo facendo al nostro pianeta. Ma un semplice calcolo mostra che l'effetto serra generato dai combustibili fossili può essere visto come l'equivalente di accendere più di un centinaio di stufette elettriche da 1kW per ogni essere umano sulla Terra. E non le possiamo spegnere!


Di Ugo Bardi

Se guardate il modo in cui i climatologi descrivono il riscaldamento globale vedrete che usano molto il termine “forzante”. Cioè, l'effetto aggiuntivo delle attività umane al naturale riscaldamento da parte della luce solare. Non tutte le forzanti aumentano le temperature, alcune tendono a ridurle; per esempio, il particolato atmosferico. Il risultato complessivo viene chiamato “disequilibrio” o “forzante netta”.

Potete pensare ad una forzante in termini di qualcuno che cerca di spostare una persona che non vuole muoversi. Se la persona che spinge è più forte, la forza netta risultante causerà che la persona viene spinta a muoversi. Nel caso del clima, le forzanti di riscaldamento sono più forti di quelle di raffreddamento e il risultato netto è un aumento della temperatura. Man mano che continuiamo ad emettere CO2 ed altri gas serra nell'atmosfera, la forzante serra aumenta, come vedete nella figura sotto (Hansen 2011).





In questa figura, le forzanti sono misurate in termini di W/m2 (watt al metro quadro), come viene fatto generalmente nella scienza del clima. Sfortunatamente, si tratta di un tipo di unità che non trasmette la sensazione della dimensione di ciò che stiamo facendo al pianeta. Pochi watt per metro quadrato equivalgono più o meno ad una singola lampadina da albero di Natale e questo non sembra preoccupante. Ma, se si tiene conto dell'effetto su tutto il pianeta (510 milioni di km2), allora la forzante complessiva è gigantesca. Dalla figura di Hansen si può calcolare qualcosa come 1500 TW (terawatt, o trilioni di watt) di forzante dei gas serra e circa 500 TW di forzante netta. Questi numeri variano a seconda di quali fattori vengono considerati. Per esempio Zhang e Caldeira (2015) considerano l'effetto del CO2, da solo, e calcolano un forzante di 1,57 W/m2, cioè circa 800 TW. (Per ulteriori dati, vedete anche Steve Easterbrook e Dana Nuccitelli et al.).

In ogni caso, stiamo parlando di numeri enormi, almeno di centinaia di TW. Come paragone, pensate che l'energia primaria generata dalla combustione di combustibili fossili è di circa “soli” 15 TW e praticamente alla fine viene tutta trasformata in calore. Quindi il riscaldamento serra indiretto è di 1-2 ordini di grandezza maggiore. Potremmo anche confrontarlo con l'irradiazione solare totale che arriva alla superficie della Terra, circa 90.000 TW (Szargut 2003). L'effetto del sole è molto maggiore della forzante umana, ma non tanto più grande da considerare trascurabile la seconda. Così, non sorprende che le attività umane stiano causando un riscaldamento rilevabile su tutto il pianeta.

Notate anche che abbiamo parlato solo dell'effetto della forzante attuale. Ma mentre il calore proveniente dai combustibili fossili viene rapidamente dissipato, il CO2 rimane nell'atmosfera per lungo tempo, una parte rimarrà per decine di migliaia di anni ed oltre (Archer 2005). E questo CO2 continuerà a scaldare la Terra per un effetto totale che Zhang e Caldeira (2015) stima essere circa 100.000 volte più grande dell'effetto termico diretto della combustione che l'ha creato.

A questo punto possiamo provare a visualizzare questi valori confrontandoli a qualcosa di familiare. Come ordine di grandezza, prendiamo il numero calcolato dall'articolo di Zhang e Caldeira, cioè una forzante di 800 TW risultato del solo CO2. Ciò corrisponderebbe a 800 miliardi di stufette elettriche da 1 kW l'una, accese tutte insieme.

Considerando che ci sono più di sette miliardi di persone sulla terra, potremmo pensare che la forzante del CO2, da sola, equivalga all'accensione da parte di ognuno di noi di cento stufette elettriche da 1kW l'una. La forzante netta – il calore reale che viene aggiunto all'atmosfera – è più piccola, ma il quadro generale non cambia: possiamo visualizzarla come corrispondente a 250-400 miliardi di di stufette, circa 50 per persona. E, se vogliamo rendere il numero delle stufette proporzionale al consumo di energia, alle persone che vivono nel ricco occidente dovrebbero corrisponderne molte di più. Immaginate ogni casa del vostro quartiere con centinaia di stufette elettriche accatastate in giardino, tutte accese al massimo, ed avrete un'idea di quello che stiamo facendo al nostro pianeta.

Così, abbiamo alzato il termostato ed ora scopriamo di non poterlo più abbassare e nemmeno di poter spegnere il riscaldamento. (perlomeno non facilmente come si possa spegnere una stufetta elettrica). Il meglio che possiamo fare, per il momento, è evitare di aggiungere troppe stufette a quelle che sono già accese. Anche questo sembra essere estremamente difficile, ma possiamo almeno provarci.



h/t Steve Easterbrook, Dana Nuccitelli, John Cook, Ben, Michael Tobis, John Abraham e altri. Notate anche che ci sono altri tentativi di visualizzare la quantità totale di calore generato dalla forzante umana, per esempio, in termini di “quattro bombe di Hiroshima fatte scoppiare ogni secondo.” Spettacolare, ma probabilmente meno intuitivo delle stufette elettriche. 



Riferimenti

Archer, David (2005) Il destino del CO2 dei combustibili fossili in tempo geologico Journal of Geophysical Researc  vol. 110 (C9) p. C09S05

Hansen, J., M. Sato, P. Kharecha e K. Von Schuckmann, 2011: Disequilibrio energetico della Terra ed implicazioni. Atmos. Chem. Phys., 11, 13421-13449, doi:10.5194/acp-11-13421-2011.

Szargut, Jan T. 2003. “perdite exergetiche antropogeniche e naturali (exergia Equilibrio della superficie e dell'atmosfera della Terra”). Energy 28 (11): 1047–54. doi:10.1016/S0360-5442(03)00089-6.

Zhang, Xiaochun,  Caldeira, Ken, (2015) Scale temporali e rapporti della forzante climatica dovuta al fattore termico contrapposto alle emissioni di biossido di carbonio da combustibili fossili, Geophys. Res. Lett, 42, 11, 1944-8007