Esiste una precisa correlazione di lungo termine tra CO₂ e temperatura globale; gli altri effetti sono presenti nel breve periodo.

Il fatto che l’anidride carbonica provochi il riscaldamento è chiaro sia dalla fisica che da decenni di misure di laboratorio. Inoltre ciò è confermato da misure da satellite ed in superficie che rilevano un incremento dell’assorbimento di radiazione IR alle lunghezze d’onda in cui la CO₂ assorbe energia. Stante il forte nesso tra CO₂ e riscaldamento, come dobbiamo interpretare i periodi nei quali la CO₂ non appare in correlazione con la temperatura? L’esempio che viene citato più spesso è l’attuale periodo a decorrere dal 2002. Se la CO₂ causa riscaldamento, la temperatura non dovrebbe aumentare continuamente?

Figura 1: valori medi annui di CO₂ (NOAA) ed anomalie della temperatura annuale globale (GISS) dal 2002 al 2008.

Dobbiamo comunque considerare che il periodo in oggetto è breve se stiamo esaminando il trend del Clima. Per avere una visione adeguata occorre considerare gli anni 2002-2008 in un contesto di almeno diversi decenni di registrazioni di temperatura. Confrontando ad esempio CO₂ e temperatura nel periodo 1964-2008, diviene evidente che in un lungo periodo di trend della temperatura ci sono anche dei brevi periodi di raffreddamento.

Figura 2: valori medi annuali di CO₂  (NOAA) e anomalia della temperatura globale (GISS) dal 1964 al 2008.

La variabilità intrinseca del segnale mostra degli evidenti alti e bassi di temperatura presenti nel trend positivo di lungo periodo. In particolare è possibile individuare periodi nei quali il riscaldamento di lungo periodo si arresta o cambia di segno. Per esempio i periodi 1977-1985 e 1981-1989 mostrano riscaldamento piccolo o nullo mentre la CO₂ invece continua a crescere. Se presi fuori dal contesto questi 2 periodi potrebbero indicare che il riscaldamento globale è cessato se ci si limitasse al confronto con i pochi anni precedenti

  Figura 3: valori medi annui di anidride carbonica atmosferica (NOAA) ed anomalia della temperatura annua globale (GISS) dal 1977 al 1985 e 1981 al 1989.

 

  Quali possono essere le cause di tale variabilità climatica? I cicli dell’Oceano provvedono a rimescolare il calore  che genera il Clima in quanto scambiano calore tra oceani ed atmosfera. Ciò può dar luogo ad accentuati effetti di breve termine sulla temperatura, il ciclo dominante è quello di El Niño Southern Oscillation (ENSO).  Nel 2008, l’oceano  Pacifico venne a trovarsi in una fase di forte La Niña.che diede origine a temperature insolitamente basse in tutto la fascia tropicale dell’oceano Pacifico leading to unusually cool temperatures throughout the tropical Pacific Ocean. Oltre a ciò il Sole venne a trovarsi nella condizione di minimo di attività  (tuttora in corso) che rappresentò il record di minima del secolo. La attività del Sole ha un ciclo di 11 anni che si stima abbia un effetto di circa 0.1°C sulle temperature globali. La combinazione del minimo solare e La Niña potrebbero essere la causa dell’episodio di raffreddamento di breve termine della temperatura globale.
Questo esempio dimostra quali sono i pericoli del trarre conclusioni sulla base di un piccolo pezzo del puzzle senza guardare all’immagine complessiva. Nel caso, mirando solo ai pochi anni appena passati, si sarebbe potuto trarre la conclusione che il riscaldamento globale è cessato. Guardando invece a qualche decina di anni di registrazioni vedremmo che il Clima mostra accentuata variabilità di breve periodo. Nell’intento di capire i meccanismi che causano la variabilità climatica, vediamo che esistono  raffreddamenti di breve periodo all’interno di un riscaldamento di lungo termine. Qual è la situazione per serie temporali più lunghe? Nel secolo scorso ci sono periodi di raffreddamento di breve periodo, quale può essere la spiegazione?

 

 

 Figura 4: la linea verde rappresenta la anidride carbonica dedotta dalle carote di ghiaccio ottenute a Law Dome, East Antarctica (CDIAC). La linea blu indica la concentrazione di anidride carbonica misurata a Mauna Loa, Hawaii (NOAA). La linea rossa è relativa alla anomalia della temperatura annuale globale(GISS).

La figura 3  confronta CO₂ con la temperatura globale del secolo scorso. Il periodo è di 30 anni, più lungo di quanto possa essere spiegato invocando variabilità interna e cicli solari. Se la CO₂ provoca riscaldamento, perché la temperatura globale non sale durante questo periodo? Per dare una risposta occorre riconoscere che la CO₂ non è il solo fattore che regola il Clima. Esistono altri fattori che sul flusso netto di energia che interessa il Clima. Gli aerosol stratosferici ( prodotti da eruzioni vulcaniche) riflettono la radiazione solare verso lo spazio e quindi provocano raffreddamento. Quando aumenta la attività del Sole aumenta la quantità di energia che arriva sulla Terra e quindi  influisce sul Clima. La figura 5 mostra il quadro riassuntivo dei vari forcings radiativi che interessano il Clima.

Figura 5: andamento dei valori dei singoli forcings radiativi che agiscono sul Clima globale rispetto al valore stimato del 1880 (GISS). 

 

Quando si considerino tutti i forcings cumulativamente (figura 6) il forcing netto risulta in buona correlazione con la temperatura globale. Permane una certa variabilità interna sovrapposta al trend di temperatura dovuta cicli di breve periodo come il ENSO. La discrepanza maggiore, centrata nel decennio attorno al 1940, sembra sia da attribuire ad un effetto di riscaldamento prodotto dal sistema con il quale si effettuava il prelevamento dell’aria dei motori nelle navi della flotta USA.

 

Figure 6: la linea blu rappresenta il forcing radiativo netto (GISS). La linea rossa indica la anomalia globale della temperatura (GISS).

Si vede che il Clima non è controllato da un solo fattore. Esiste un certo numero di influenze che possono alterare il bilancio radiativo del pianeta. Comunque negli ultimi 35 anni il fattore dominante è rappresentato dalla CO₂.