Nella scienza c’è solo una cosa migliore delle misure sperimentali eseguite in natura, e consiste in altre misurazioni indipendente tutte finalizzate allo stesso scopo. Esistono molte evidenze sperimentali e tutte quante rivelano l’impronta umana nel riscaldamento globale:

L’impronta umana sulla anidride carbonica atmosferica
Che l’aumento della anidride carbonica sia causata dalle emissioni dovute all’Uomo dovrebbe essere ovvio quando si confrontino i livelli di CO₂ in atmosfera  e le emissioni di CO₂:

Figura 1:livelli di  CO₂ ( Linea verde  - Law Dome, East Antarctica e linea blu - Mauna Loa, Hawaii), emissioni cumulative di CO₂ espresse in Gt di CO₂(linea rossa  - CDIAC).

La conferma che l’aumento della CO₂ è dovuto alla attività umana scaturisce dalla analisi dei diversi tipi di CO₂ presenti nell’aria. L’atomo di  Carbonio ha diversi isotopi (nuclei con diversi numeri di neutroni). Il Carbonio 12 ha 6 neutroni, il Carbonio 13 ne ha 7. Le piante hanno un rapporto ¹³C/¹²C inferiore a quello delle molecole della CO₂ atmosferica. Se l’aumento della CO₂ atmosferica è dovuto all’uso dei combustibili fossili questo rapporto  ¹³C/¹²C dovrebbe  essere inferiore ( in quanto il tempo di decadimento degli isotopi  non è eguale). E questo è proprio ciò che si verifica  (Ghosh 2003) ed inoltre il trend segue fedelmente il trend delle emissioni.

Figura 2: emissioni globali annuali di CO₂ da uso di combustibili fossili e produzione di cemento in Gt di C per anno (in nero) e medie annuali del rapporto ¹³C/¹²C misurato a Mauna Loa dal 1981 al 2002 (in rosso) (IPCC AR4).

Una ulteriore conferma si ottiene dalla misura delle concentrazioni di Ossigeno atmosferico. Quando si usano combustibili fossili il Carbonio dei fossili si unisce all’Ossigeno e dà luogo alla  anidride carbonica. Ad un aumento della CO₂ in atmosfera, corrisponde una diminuzione di Ossigeno. Le misure sperimentali mostrano proprio che le diminuzioni di Ossigeno sono in accordo con la combustione dei combustibili fossili.

Figura 3: concentrazioni di CO₂ di Mauna Loa, Hawaii (nero) e di Baring Head, New Zealand (blu). Nell’angolo a destra in basso sono riportate le misure di Ossigeno (O₂) di Alert (Canada) ,in viola, e di Cape Grim Australia (ciano) (IPCC AR4 2.3.1 adattato da Manning 2006).

L’impronta umana nell’aumento dell’effetto serra
Con i satelliti è possibile misurare la radiazioni infrarossa che fuoriesce verso lo spazio. Il confronto dei dati satellitari del 1970 con quelli del 1996 ha evidenziato che una minor quantità di energia sta scappando verso lo spazio in corrispondenza delle lunghezze d’onda nelle quali i gas serra assorbono energia IR (Harries 2001). Nell’articolo si dice appunto che si è trovata “ una evidenza sperimentale diretta di un aumento dell’effetto serra in corso sulla Terra”. Questo risultato è stato confermato anche da altri dati più recenti ottenuti con differenti satelliti (Griggs 2004, Chen 2007).

Figura 4: Modifiche dello spettro di assorbimento della radiazione IR del 1996 rispetto al 1970 dovute ai gas serra. La “brightness temperature” corrisponde alla temperatura di corpo nero (Harries 2001).

Il fatto che minore quantità di calore fuoriesca dalla Terra verso lo spazio è confermato anche da misure eseguite al suolo che hanno trovato più IR rientrante verso il basso. Diversi studi ne hanno dedotto che ciò è causato da una crescita del’effetto serra
 (Philipona 2004, Wang 2009). Una analisi ad alta risoluzione dei dati spettrali ha permesso ai ricercatori di quantificare l’aumento di radiazione diretta verso il basso dovuto ad  ogni singolo gas serra (Evans 2006). Gli autori hanno così concluso  “questi dati sperimentali dovrebbero porre termine agli argomenti degli scettici che sostengono non esistere prova sperimentale della connessione tra aumento dei gas serra in atmosfera e riscaldamento globale”

Figura 5: spettro della radiazione dei gas serra misurato in superficie. L’effetto serra del vapore acqueo è filtrato, ciò che resta è il contributo degli altri gas serra. (Evans 2006).

L’impronta umana nell’andamento della temperatura
Un’altra impronta umana può essere rilevata mirando alle temperature dei diversi strati dell’atmosfera. I modelli climatici prevedono più CO₂ dovrebbe provocare aumento della temperatura in troposfera e raffreddamento nella stratosfera. Ciò in quanto il maggior intrappolamento della IR in troposfera fa si che la troposfera stessa contenga più calore e quindi una quantità minore può raggiungere la stratosfera. Questa situazione è in contrasto con l’effetto che dovrebbe verificarsi se il riscaldamento globale fosse dovuto al Sole, in quanto il Sole dovrebbe riscaldare entrambe: stratosfera e troposfera. Invece ciò che osserva, sia da satellite che con palloni sonda, è che la stratosfera si raffredda e la troposfera si riscalda, in accordo con quanto previsto dal riscaldamento dovuto alla CO₂.

Figura 6: (A) Cambiamento della temperatura nella bassa stratosfera, osservata dai satelliti (UAH, RSS) e con palloni sonda (HadAT2 and RATPAC), relativo al periodo 1979-1997,lisciato con media mobile di 7 mesi. Le principali eruzioni vulcaniche sono indicate dalle linee tratteggiate blu verticali (Karl 2006).

Se l’aumento dell’effetto serra causa riscaldamento, dovremmo aspettarci che il riscaldamento delle notti avverrà prima di quello delle ore diurne. Ciò in quanto l’effetto serra agisce sia di giorno che di notte. Se invece il riscaldamento fosse causato dal Sole dovremmo aspettarci un trend più pronunciato per le temperature diurne. Si osserva invece una diminuzione di notti fredde maggiore della diminuzione di giorni freddi,e un aumento delle notti calde superiore alla crescita di giorni caldi (Alexander 2006). Tutto ciò è in accordo con il riscaldamento da effetto serra.