Le  osservazioni dirette che confermano che il genere umano sta provocando il riscaldamento globale sono qui riassunte:

Stiamo facendo aumentare le concentrazioni di CO₂

Le emissioni di anidride carbonica sono riportate in tabulati statistici, inerenti l’energia prodotta da carbon fossile, torba, greggio di ogni nazione e singolo anno che risalgono addietro fino al 1751. Le emissioni di CO₂ sono aumentate in modo esponenziale nell’ultimo secolo portandosi nel 2006 al livello di 29 miliardi di tonnellate annue (EIA).

Le concentrazioni di CO₂ atmosferica sono misurate in centinaia di stazioni nell’intero pianeta. Altri tipi di misure sono eseguite con campioni prelevati da aerei e rilevate da satellite. Nel periodo precedente il 1958 le concentrazioni di CO₂ sono ottenute dalla bolle d’aria intrappolate in campioni di ghiacci polari. Nell’era preindustriale e nei precedenti 10mila anni la CO₂ è stata relativamente stabile con valori compresi tra 275 e 285 ppm. Negli ultimi 100 anni è aumentata di circa 100 ppm. Attualmente la quantità di CO₂ presente nella atmosfera cresce di circa 15 Gt per anno.

Figura  1:linea superiore,  livelli di CO₂ presenti in atmosfera ( la parte verde si riferisce alle carote di ghiaccio di Law Dome ice core, la parte blu a  Mauna Loa, Hawaii), la linea inferiore si riferisce alle emissioni cumulative di CO₂ (CDIAC).Malgrado la CO₂ atmosferica normalmente si indichi in concentrazione (ppm) qui  viene riportata la quantità di CO₂ residente in atmosfera. Le emissioni di CO₂ sono riferite a  combustibili fossili,produzione di cemento e gas combusti.

 

Gli uomini emettono una quantità doppia rispetto a quelle che resta in atmosfera. La natura provvede a ridurre il nostro impatto sul Clima assorbendo il 50% di quanto emettiamo. La quantità di CO₂ che resta in aria , chiamata frazione aerotrasportata, è salita del 43% circa dal 1958.

La CO₂  intrappola il calore

Secondo la fisica dei processi radiativi ed alla luce di decenni di misure di laboratorio,ci si attende che la maggior quantità di CO₂ presente in atmosfera assorba più radiazione infrarossa in uscita verso lo spazio. Nel 1970 la NASA ha lanciato il satellite IRIS che misura lo spettro IR. Nel 1996 la Agenzia Spaziale Giapponese a sua voltà lanciò il satellite IMG che resitra analoghe osservazioni. Entrambi i set di dati sono stati confrontati per individuare eventuali modifiche della radione uscente nel periodo i 26 anni intercorso (Harries 2001).
Ciò  che è emerso è che c’è stata una caduta della radiazione uscente in corrispondenza delle lunghezze d’onda di assorbimento di energia di gas serra quali CO₂ e Metano (CH₄₎. La modificazione della radiazione uscente è consistente con quanto teoricamente ipotizzato. Questa ricerca ha fornito una “diretta sperimentale evidenza di un significativo aumento dell’effetto serra sulla Terra”. Questo risultato è stato confermato in pubblicazioni successive basate su dati di satelliti lanciati in seguito. (Griggs 2004, Chen 2007).

Figura 2: modifiche dello spettro di assorbimento della IR intervenute nel periodo 1970 al 1996 dovute a gas in traccia. La temperatura di brillanza indica la temperatura equivalente di corpo nero.(Harries 2001).

Quando i gas serra assorbono energia IR, l’energia riscalda l’atmosfera che a sua volta reirradia radiazione IR in tutte le direzioni. Una parte di questa energia ritorna verso la superficie della terrestre. Quindi dobbiamo attenderci di ritrovare più radiazione IR diretta verso il basso. Misure in superficie nel periodo 1973-2008 hanno trovato un trend crescente di radiazione IR rientrante verso la Terra.(Wang 2009).

Un altro studio a livello regionale sulle Alpi centrali ha trovato aumento di radiazione IR diretta verso il basso a causa dell’incremento dell’effetto serra (Philipona 2004).E’ stato fatto un passo ulteriore attraverso un analisi ad alta risoluzione dei dati spettrali, gli scienziati hanno concluso che è possibile attribuire quantitativamente l’aumento della radiazione verso il basso ad ogni singolo gas serra  (Evans 2006). Questi risultati permettono agli autori di concludere così: "questi dati sperimentali dovrebbero porre fine definitivamente all’argomento degli scettici che sostengono non esistere rapporto tra aumento dei  gas serra e riscaldamento globale atmosferico".

 

Figura 3: spettro della radiazione dei gas serra misurato alla supeficie. L’effetto serra del vapore acqueo è stato filtrato, quello mostrato nella figura è relativo solo ai restanti gas serra. (Evans 2006).

Il Pianeta sta accumulando calore

Dal momento che c’è più energia in arrivo rispetto a quella che scappa verso lo spazio, il Clima deve accumulare calore. Il calore totale che il Pianeta accumula può essere dedotto sommando il contenuto di calore dell’oceano, dell’atmosfera, del terreno e del ghiaccio (Murphy 2009).Il contenuto di calore dell’oceano è stato calcolato fino a 3000 m di profondità. Il contenuto di calore della atmosfera è stato calcolato dalle registrazioni di temperatura superficiale e dalla capacità termica della troposfera. Il contenuto di calore dei ghiacci terrestri e marini (cioè la energia necessaria a sciogliere i ghiacci) è stato pure incluso.  

 

Figura 4: Contenuto Totale di calore della Terra dal 1950 1950 (Murphy 2009). I dati dell’oceano sono tratti da Domingues et al 2008.

Dal 1970 al 2003 il pianeta ha accumulato calore al ritmo di 190260 GW e la maggior parte della energia è diretta verso gli oceani. Considerando una tipica centrale nucleare da 1 GW, immaginiamo 190mila centrali nucleari che riversano la energia prodotta negli oceani. Che cosa è successo dopo il 2003? E’ stata costruita una mappa del calore dell’oceano dal 2003 al 2008 da misure di calore oceanico fino a 2000 metri di profondità (von Schuckmann 2009). Globalmente gli oceani hanno continuato ad accumulare calore fino a fine 2008 al ritmo di 0.77 ± 0.11 Wm², in accordo con altre determinazioni dello squilibrio di energia del pianeta. (Hansen 2005, Trenberth 2009). Il Pianeta continua ad accumulare calore..

Figura 5: serie temporale dell’immagazzinamento globale di calore (0–2000 m), misurato  in 10⁸ Jm^-2.

 

Appare chiaramente che stiamo causando il riscaldamento globale. Le emissioni di CO₂ di origine umana aumentano con lo stesso trend delle concentrazioni. L’incremento dell’effetto serra è confermato da misure da satellite ed in superficie.. Lo squilibrio dell’energia del pianeta è confermato dalle misure del contenuto totale di calore totale del pianeta e degli oceani