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Climate Tipping Points

Traduzione & sintesi in italiano, della conferenza gratuita in YouTube del prof. Stefan Rahmstorf intitolata Climate Tipping Points

Iniziamo a parlare dei Tipping Point Climatici, un tema climatico appassionante: ma facciamo un attimo prima un passo indietro, dando alcuni rudimenti di Climatologia. Il grafico mostra la dinamica media delle temperature da poco prima del 1890 sino ad oggi, il trend é ascendente. Questo é il modo più convenzionale di vedere questa serie numerica, ma gli ultimi 7 anni sono stati gli anni più caldi da quando le temperature della Terra hanno iniziato ad essere prese dal 1800. La ragione del riscaldamento delle temperature é causata dalla crescita del livello della CO2 in atmosfera (oltre che di altri gas serra in atmosfera). Il grafico della CO2 mostra un trend costante per 10 mila anni, ed una crescita della CO2 solo nell'ultima parte. Questo trend della CO2 impatta in atmosfera con una forzatura dell'irraggiamento che causa un riscaldamento pari a 2 Watt/mq su tutto il pianeta Terra.

Il bilancio energetico del pianeta Terra é molto ben compreso dalla Scienza: irraggiamento solare, che é riflesso dalle nuvole quanto dalle zone bianche (ghiacciai e neve), mentre il resto é assorbito come riscaldamento. Poi c'è una parte del calore prodotto dall'irraggiamento solare sulla Terra che in atmosfera viene poi rilasciato come emissione infrarossa della Terra verso lo spazio esterno, e questo accade in atmosfera per convezione verso gli strati alti dell'atmosfera. Mentre la presenza dei gas serra, blocca questa convezione verso lo spazio, riportando il calore verso la Terra. Quindi aumentando in atmosfera la presenza di gas serra, che sono essenziali perché sono la ragione per cui sulla Terra c'è acqua liquida ed il pianeta è vivibile, ma aumentando la porzione di questo gas serra, si agisce direttamente sulla temperatura media elevandola, sul pianeta Terra.

Già oggi l'incremento delle temperature medie sulla Terra accaduto dal 1951 al 2010 é di +0.7°C e questo incremento é stato al 95% generato da attività antropiche e non da cause naturali.

Da ricerche paleoclimatiche sui ghiacciai, si é potuto inferire la temperatura media sul pianeta Terra da 20 MILA anni fà sino ad oggi, nell'epoca delle glaciazioni la temperatura era più bassa di -3°C rispetto ad oggi, alla fine dell'Holocene la temperatura é salita rispetto +1.2°C. [...] Queste variazioni naturali da 20 MILA anni fà sino al 1800 sono naturali, e causate dall'orbita della Terra. E' detto il ciclo di Milancovic le oscillazioni naturali, che dipende anche dai cicli solari e dall'irraggiamento ottenuto dalla Terra.

Il Tippint Point Climatico é definito come un classico cambio di stato, in cui si ha il cambiamento dello stato e dello sviluppo del sistema. In breve un Tipping point climatico si manifesta prima con lievi modifiche a causa dell'inerzia del sistema, ma poi una volta passato un determinato limite, lo stato del sistema muta drasticamente e rapidamente, raggiungendo un nuovo punto di equilibrio profondamente diverso da quello della fase precedente, perché il nuovo punto di equilibrio é stabile e la fase non é reversibile nel breve periodo.

Piccoli cambiamenti nel sistema, causano in modo amplificato enormi impatti sul sistema come reazione a questi cambiamenti, per cui ci sono due tipi diversi di tipping point:

Tippint point ad equilibrio mono-stabile ma reversibile: questo perché forzando le condizioni del sistema da ambo le parti, si inducono cambiamenti di stati che fanno mutare nel lungo periodo il punto di equilibrio, che si sposta in due diverse posizioni profondamente differenti. La Transizione di fase da un punto di equilibrio all'altro é molto rapida, lungo il punto di cambiamento di stato. Ad esempio lo strato di ghiaccio.


Tipping point non lineari multipli ad equilibrio irreversibile: i cambiamenti di stato accadono dentro un'ampia fascia in cui le due fasi sono vicine ma condividono una lunga serie di punti instabili i quali possono saltare in modo non lineare tra i due diversi condizioni di stato sinché si rimane all'interno della fascia d'instabilità. Oltre tale fascia d'instabilità si hanno punti di equilibrio stabili che non mutano. La differenza sostanziale é che quando si passa da una transizione di fase all'altra, il nuovo punto d'equilibrio non ha la stessa ascissa ed ordinata, ma un punto di equilibrio stabile che non muta più ritornando indietro ma rimane dove già si trova, nel nuovo punto di equilibrio. Ad esempio il melting della Groenlandia, la AMOC, 

E' la così detta AREA DI BISTABILITÀ, per fare un esempio pratico, é la condizione di un utente che si trova in un kayak, se oscillate e provate e ribaltarlo, il kayak farà resistenza sino ad un determinato punto ma oltre questo, il kayak si capovolgerà e resterà capovolto in modo stabile. Vi occorrerà molta energia per riportare il kayak in posizione normale e non é detto che ci riusciate restando a bordo del kayak perché il nuovo punto di equilibrio del kayak é stabile e si oppone ai vostri tentativi di farlo girare nuovamente. [...]

Ci sono tantissimi TIPPING POINT climatici:

  • Ghiaccio Artico → blocco AMOC → foresta Amazzonica
  • Ghiaccio Artico → Permafrost
  • Ghiaccio Artico → foreste Boreali
  • Ghiaccio Artico → scioglimento della Groenlandia → blocco AMOC → foresta Amazzonica
  • Ghiaccio Artico → scioglimento della Groenlandia → blocco AMOC → cappa di ghiaccio Polare Antartica dell'Ovest
  • Ghiaccio Artico → scioglimento della Groenlandia → blocco AMOC → perdita di massa polare Est Antartide
  • Morte dei Coralli

Tutti questi tipping point hanno dei punti di collasso [...] con dinamiche a positive feedback

  1. Ghiaccio Artico → si sta riducendo
  2. Permafrost → si sta scongelando
  3. AMOC → sta rallentando dal 1950s
  4. Groenlandia → si sta sciogliendo
  5. Foreste Boreali → incendi ed insetti stanno cambiando l'ambiente
  6. Foresta Amazzonica → frequenti crisi di Siccità
  7. Cappa di ghiaccio Polare Antartica dell'Ovest → si sta sciogliendo sempre più rapidamente
  8. Perdita di massa polare Est Antartide → si sta sciogliendo sempre più rapidamente
  9. Morte dei Coralli → ampie zone di Coralli stanno morendo nell'Oceano Pacifico

I tipping point climatici sono interconnessi tra loro, ed é molto pericoloso ignorarli, perché c'è il grande rischio che la detonazione di uno di questi, causi una cascata di tipping point climatici molto ravvicinati tra loro, a causa della loro interconnessione, causando una catastrofe climatica in pochissimo tempo come un catena del domino.

Si discuterò rapidamente di 3 tipping point climatici, dei vari tipping point indicati:

IL GHIACCIO DELLA GROENLANDIA.

Il ghiaccio della Groenlandia si sta sciogliendo, i dati satellitari della NASA lo dimostrano [...] gli studi del 2005 di Calov & GAnopolski dimostrano che il tipping point in Groelandia con i dati paleoclimatici estratti, hanno una dinamica quasi identica ai Tipping point non lineari multipli ad equilibrio irreversibile. [...] Lo scioglimento della Groenlandia causerà un incremento medio ulteriore delle temperature mondiali tra +1°C e +3°C, oltre a far salire il livello del mare di +7 MT. La dinamica pericolosa di tale evento che é attualmente in itinere, é che una volta passato il proprio tipping point di scongelamento della Groenlandia, anche qualora i livelli di gas serra in atmosfera restassero cosanti, la dinamica di scongelamento in Groenlandia non si fermerebbe sino a quando tutta la Groenlandia non sarebbe liquefatta, in quanto esistono dinamiche interne di positive feedback nello scongelamento della Groenlandia.

IL BLOCCO DELLA AMOC-CORRENTE DEL GOLFO

La AMOC ha un motore termoalino basato su temperatura dell'acqua e livello sale, l'acqua fredda salata che é molto densa semplicemente sprofonda per 2-3 km sott'acqua, poi innesca il nastro trasportatore della AMOC in Groenlandia che rinnova tutta l'acqua del mare alle alte profondità durante il suo moto. Esiste un livello di desalinizzazione oltre il quale la AMOC si ferma. Tutte le simulazioni climatiche fatte da IPCC non hanno mai tenuto conto del ghiaccio sciolto della Groenlandia, per cui gli output di IPCC non sanno spiegare la grande bolla fredda che si sta creando nell'Oceano Atlantico e che i satelliti NASA hanno registrato da molti anni. [...] Ci sono quindi due fattori l'alta salinità quanto la bassa temperatura che governano la AMOC, questa é la ragione del perché le due variabili creano un regime bistabile, che una dinamica quasi identica ai Tipping point non lineari multipli ad equilibrio irreversibile. [...] Introducendo più CO2 in un modello climatico, le temperature s'innalzano, ma conteggiando anche la perdita di acqua dolce della Groenlandia, dentro ai modelli climatici si forma una grande zona blu nell'Atlantico e si ha un rallentamento della AMOC. Il rallentamento della AMOC é già accaduto e registrato, pari al -25%. [...] Noi sappiamo che esiste questo tipping point sulla AMOC, non sappiamo però bene quantificarlo, ma questo non é una buona ragione per scommettere contro un tipping point, ignorando completamente la sua dinamica. Un blocco della AMOC impatterà sulla Scandinavia, Gran Bretagna, Irlanda, Islanda, Europa del Nord. [...] 

LA MORTE DELLE BARRIERE CORALLINE

I coralli aiutano la vita la nascita e lo sviluppo delle specie ittiche, impattando per il 40% del pesce sulla Terra. Oltre 100 paesi nel mondo hanno un'economia ittica che é collegata alla presenza delle barriere coralline, l'esistenza delle barriere coralline incidono positivamente sull'Economia mondiale per $800 MLD all'anno. I coralli da rossi diventano bianchi quando stanno morendo e poi diventano grigi quando sono morti. [...] Dal 2015 in tutto il mondo si stanno registrando intense e numerose morti delle barriere coralline, in accordo con quanto previsto dai modelli climatici: con +2°C d'incremento della temperatura mondiale tutti i coralli del pianeta moriranno, con +1.5°C d'incremento della temperatura media mondiale la morte dei coralli nel mondo sarà tra il 70% ed il 90% con impatti enormi sugli econostemi ittici e la presenza di pesce negli oceani.

Gli accordi di Parigi 2015 sono inefficaci, ma più tardi si agisce e tanto più impossibile sarà in futuro abbattere i gas serra per restare dentro l'obbiettivo di +1.5°C o peggio +2°C d'incremento medio delle temperature mondiali. [omissis...]



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