[01/02/2013] News
Da dove viene il vento? "Biotic pump", foreste e pioggia. La nuova teoria che rivoluziona la meteorologia
Lo studio non è in contrasto con il global warming di origine antropica, ma presenta la salvaguardia delle foreste come priorità climatica
Ci sono voluti due anni e mezzo di controlli e revisioni perché "Atmospheric Chemistry and Physic" accettasse di pubblicare la ricerca "Where do winds come from? A new theory on how water vapor condensation influences atmospheric pressure and dynamics" nel quale un team di 5 ricercatori provenienti da istituti scientifici e università di Russia, Usa, Australia, Uganda, Indonesia e Brasile rivoluzionano la meteorologia così come la conosciamo.
«Le fasi di transizione dell'acqua atmosferica hanno un ruolo ubiquitario nel sistema climatico della Terra - spiegano gli scienziati - ma il loro impatto diretto sulla dinamica atmosferica è sfuggito in gran parte all'attenzione. Qui esaminiamo ed avanziamo una teoria su come la condensazione influenzi la pressione atmosferica attraverso la rimozione di una massa di acqua dalla fase gassosa con un account simultaneo del rilascio del calore latente, una teoria costruita sui fondamentali principi fisici che dimostrano che la formazione di condensa è associata ad una diminuzione della pressione dell'aria nella bassa atmosfera. Questa flessione si verifica fino a una certa altezza, che varia in un range da 3 a 4 km per temperature di superficie da 10 a 30° C. Abbiamo poi stimato le differenze di pressione orizzontali associate alla condensazione del vapore acqueo e scoperto che queste sono paragonabili in grandezza con le differenze di pressione guida dei modelli di circolazione osservati. Il vapore acqueo nell'atmosfera giunto tramite evaporazione rappresenta una potenziale riserva di energia disponibile per accelerare l'aria e quindi condurre i venti. Le nostre stime indicano che la potenza media globale a cui viene rilasciata l'energia potenziale per condensazione è di circa l'1% della potenza solare globale - simile allo "stationary dissipative power" noto della circolazione generale atmosferica. Concludiamo che la condensazione e l'evaporazione meritano una maggiore attenzione, anche se precedentemente trascurato, come attore guida della dinamica atmosferica».
Ma queste prudenti parole scientifiche nascondono una nuova ipotesi meteorologica secondo la quale è la condensazione, non le temperature, a portare il vento. «Se si dimostrasse corretta - scrive Mongbay - l'ipotesi potrebbe avere conseguenze enormi sulla politica globale, per non parlare della meteorologia, dato che in sostanza l'ipotesi significa che le foreste del mondo svolgono un ruolo importante nel condurre le precipitazioni dalla costa verso l'interno di un continente».
La teoria, nota come "biotic pump", è stato sviluppata nel 2006 da Anastassia Makarieva e Victor Gorshkov, che lavorano entrambi alla divisione di fisica teorica dell'istituto di fisica nucleare di Sanpietroburgo ed al Xieg-Ucr international center for arid land ecology dell'university of California. I due scienziati russi hanno dovuto affrontare lo scetticismo della comunità scientifica prima di far accettare la loro teoria.
Uno dei coautori dello studio, l'australiano Douglas Sheil della School of environment, science and engineering della Southern Cross University, ammette: «A prima vista è incredibile che un tale processo potrebbe essere così influente: si basa sulla fisica di base, ma è passato inosservato a tanti per così tanto tempo. Inizialmente condividevo questo punto di vista, ma col tempo la teoria ha resistito a un numero elevato di osservazioni e sfide».
Lo studio delinea la fisica che sta dietro la nuova teoria ed ha scatenato dure critiche e un annoso dibattito perché contraddice le attuali certezze sulla formazione del clima, ma alla fine "Atmospheric Chemistry and Physic" lo ha pubblicato, anche se con una lunga nota dell'editore alla fine della rapporto, che sottolinea come «La decisione di pubblicare non implica l'approvazione o la conferma della teoria, ma piuttosto un invito ad un ulteriore sviluppo degli argomenti presentati nel documento che dovrà portare alla confutazione o alla convalida conclusiva da parte della comunità scientifica». Ma la pubblicazione rappresenta comunque una vittoria significativa per la nuova idea di Gorshkov e Makarieva, perché significa che la loro ipotesi ha resistito a più di due anni di esami senza poter essere smentita. «Pensiamo che la dichiarazione più importante dell'esclusione di responsabilità sia la richiesta esplicita a sviluppare questa ulteriore ricerca - dicono Gorshkov e Makarieva - Sosteniamo questa richiesta. È urgente studiare il ruolo climatico delle foreste su una base fisica coerente».
La teoria della "biotic pump" sostiene che i meteorologi non hanno visto un importante motore dei venti: la condensazione, e soprattutto la condensa causata dall'evaporazione che avviene nelle foreste. Mentre gli scienziati hanno da tempo notato che la deforestazione porta anche un calo delle precipitazioni, nessuno poteva spiegare adeguatamente il meccanismo alla base di questo fenomeno. Gorshkov e Makarieva sostengono che questi "forests drivers" agiscono attraverso "persistent condensation" portando all'interno la pioggia dagli oceani. «Più semplicemente: no forests, no rain - dicono i due ricercatori russi - Durante la condensazione del vapore acqueo scompare la fase gassosa. La pressione dell'aria dipende dal numero di molecole d'aria ed è ridotta dalla condensazione delle aree con zone di condensazione persistenti, diventando una bassa pressione che risucchia l'aria dalle regioni limitrofe. Le foreste garantiscono sia lo stoccaggio che il flusso dell'umidità a terra, creando così persistenti zone di bassa pressione sul terreno. Questo fa sì che i venti umidi soffino dal mare verso terra». Insomma, nelle regioni con molta pioggia «Esiste un feedback positivo con il quale trasportano l'umidità da altrove - chiarisce Sheil - Le foreste mantengono la più alta evaporazione dell'umidità di qualsiasi copertura del suolo».
Secondo Gorshkov e Makarieva, la loro teoria spiega esattamente perché un continente come l'Australia sia così arido: l'esteso disboscamento costiero già in epoca preistorica ha portato all'interno ad un lunghissimo periodo di siccità e gli scienziati avvertono che «La deforestazione in corso in tutto il mondo minaccia non solo la biodiversità, le popolazioni indigene e l'acqua dolce, ma anche le precipitazioni. Più foreste perdiamo meno pioggia raggiungerà l'interno dei continenti. La deforestazione globale poi minaccerebbe i campi agricoli che molto spesso sostituisce. La deforestazione erode [...] le zone di bassa pressione. Il trasporto di umidità dal mare verso terra prima diventa molto irregolare e poi entra del tutto in stallo. La conservazione e il recupero della copertura forestale potrebbe rivelarsi il mezzo più economico e più affidabile per garantire la sostenibilità ambientale regionale».
Se questa teoria è corretta, potrebbe anche essere utilizzata per un ripristino ecologico del nostro pianeta malato: proteggere e ripristinare le foreste per mantenere la pioggia. Il risultato potrebbe essere una trasformazione globale ambientale, agricola e sociale in tutto il mondo. Sheil presenta uno scenario futuribile: «Una delle previsioni è che se potessimo riforestare il Sahara o l'interno dell'Australia, ne seguirebbe un clima umido necessario per l'acqua. Invece di diffondere la desertificazione, che è in corso in tutto il mondo, la società umana potrebbe diffondere la pioggia in luoghi senza pioggia».
Questa teoria è destinata però a rinfocolare le polemiche sull'origine antropica dei cambiamenti climatici e alcuni scienziati climatici, dopo essere stati pesantemente attaccati dagli eco-scettici, sono giustamente sospettosi verso qualunque teoria che possa suggerire che il cambiamento climatico non stia avvenendo o che i gas serra non ne siano la principale causa. Ma Gorshkov e Makarieva non appartengono alla schiera dei negazionisti climatici: «Naturalmente, dal ghiaccio marino che si scioglie nell'Artico, alla primavera che arriva in anticipo in Europa, è chiaro che sta avvenendo un drastico cambiamento climatico - dicono i due ricercatori russi - La ricerca ha anche dimostrato, più volte, che i gas serra sono un driver, sia in passato che adesso, del cambiamento climatico». E Sheil aggiunge: «Tecnicamente questa teoria non ha alcuna relazione diretta con la fisica del global warming. Il meccanismo è distinto e indipendente. Tuttavia, se i meccanismi fisici operano come noi proponiamo, ai modelli attuali che sono stati sviluppati per simulare il clima globale e prevedere i cambiamenti manca un pezzo importante e quindi hanno un valore incerto. Il "pump mechanism" e il trend al cambiamento della copertura del suolo dovrebbero essere meglio compresi in tutte le previsioni».
Per esempio, Gorshkov e Makarieva dicono che se loro teoria superasse il "test of scrutiny", «Significherebbe dare un'occhiata a come modifiche degli schemi di circolazione potrebbero portare a variazioni della temperatura. Se i modelli di condensazione e circolazione cambiano, questo influenzerà il "vertical temperature lapse rate", la copertura nuvolosa, l'ocean overturning, ecc, che determinano il regime delle temperature, e che possono quindi cambiare senza driver aggiuntivi come la CO2 di origine umana. Il punto di vista attuale, al contrario, presuppone che i cambiamenti della circolazione in corso (come ad esempio quelli che attualmente mantengono la siccità record negli Usa continentali) sono le conseguenze del cambiamento climatico prodotto dal carbonio». Il possibile impatto dello spostamento dei modelli della circolazione dovrebbero essere inclusi nelle attuali valutazioni teoriche del cambiamento climatico. L'accettazione della nostra teoria significherà la necessità di riconsiderare da zero il ruolo globale delle emissioni di carbonio, tenendo conto di queste variazioni del vento che sono guidate dalla deforestazione e gli altri effetti finora non studiati della condensazione. Questo non significa che una tale considerazione dimostri necessariamente che le emissioni di carbonio non sono importanti».
Gli scienziati del clima ci hanno messo anni per confutare le teorie alternative sul global warming, dai solar flares ai dati "difettosi", ma le prove sono schiaccianti e la stragrande maggioranza è convinta non solo che le emissioni di gas serra ne siano la causa principale, ma che devono essere tagliate rapidamente per evitare catastrofici cambiamenti globali. «Dato quello che è in gioco - conclude Sheil - una parte del respingimento della teoria può essere dovuto ad una paura che l'apertura di un tale dibattito sui principi fondamentali del clima sia un regalo ai negazionisti del global warming. Ma se la biotic pump risultasse vera, non cambierebbe il fatto che il clima sta cambiando e che sono necessari sforzi erculei per ridurne sia le cause che le conseguenze, sia che ci si concentri sulle emissioni di gas serra, sulle foreste o su come avvenga, dal momento che la capacità delle foreste di stoccare carbonio è solo uno dei molti servizi che forniscono. Spero che la pubblicazione dello studio si traduca in esami e valutazioni attenti. Se c'è qualche possibilità che la teoria sia corretta, e credo che ci sia, allora è essenziale che ottenga la giusta attenzione. La pubblicazione genererà un sacco di polemiche e critiche, ma è molto necessaria. Per essere chiari, non insisto sul fatto che la teoria è corretta, ma nessuno mi ha ancora dimostrato che è sbagliata».