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All IPCC definitions taken from Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Annex I, Glossary, pp. 941-954. Cambridge University Press.

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Climate Hustle

Che cosa sta provocando l’aumento della concentrazione della CO2 in atmosfera?

Che cosa dice la Scienza...

Esistono molte evidenze che dimostrano che l’aumento della CO2 atmosferica è causata dall’Uomo. La più immediata di queste è quella che tiene conto del fatto che l’attività dell’Uomo provoca l’immissione di CO2 ad un tasso doppio rispetto all’aumento della CO2 atmosferica (i pozzi naturali assorbono la restante metà). Non esiste alcun dubbio che l’aumento della CO2 sia dovuto alla attività umana. La scienza in proposito è ben definita.

Le argomentazioni degli scettici...

L’incremento della CO2 è naturale, non è causato dall’Uomo

Il fatto che l’aumento della CO2 atmosferica che stiamo osservando sia la conseguenza dell’aumento della temperatura e non la causa, cioè è il risultato di una variazione naturale…..può tradursi in una situazione del tipo il momento di Emily Litella per la scienza del clima e la CO2 – “Never mind…” (Anthony Watts)

Un semplice calcolo

Il modo più semplice per provare che l’aumento della CO2 atmosferica è prodotta dall’uomo si base su un approccio numerico (vedi ad es.Cawley 2011).  L’equazione che rappresenta il cambiamento della CO2 atmosferica (ΔCatm) è:

∆Catm= Emissioni- Assorbimento

Ciò significa che se ‘viene emessa’ una tonnellata di carbonio da parte di un vulcano, l’atmosfera acquisterà una tonnellata. Se viene ‘assorbita’ una tonnellata di Carbonio da parte di alberi che crescono, l’atmosfera perderà una tonnellata di Carbonio. Possiamo estendere questa equazione tenendo conto delle emissioni dovute all’Uomo (HE) e delle emissioni naturali (NE) e dell’assorbimento (NA).

∆Catm= NE+ HE-NA-HA

Questo metodo funziona perché il Carbonio è additivo. Se un vulcano emette una tonnellata di Carbonio ed una fabbrica egualmente ne emette una, l’atmosfera ne guadagna due. E’ un bilancio del ciclo del Carbonio molto semplice e fortunatamente ci sono stati dei rilevatori che hanno ricavato queste cifre per noi.

Recentemente la quantità di CO2 atmosferica è cresciuta di ~2 parti per milionen per annor, o circa di 15 miliardi di tonn/anno. Nel contempo le emissioni umane, escluse quelle riferibili a cambio di uso del terreno(come deforestazione o forestazione) sono state pari a 30 miliardi di ton per anno. In miliardi di tonnellate per anno abbiamo:

∆Catm= 15

HE= 30

15= NE+30-NA-HA

Che possiamo trasformare in:

NE-NA-HA= -15

Gli uomini stanno anche distruggendo la foresta pluviale e cambiando l’uso del territorio, ma qui possiamo assumere che l’effetto umano sull’assorbimento (HA) non è molto diverso da zero, cioè:

 NE-NA= -15

Quindi l’assorbimento naturale (NA) deve essere maggiore delle emissioni naturali (NE). La natura assorbe più CO2 di quanto ne emette. Pertanto non provoca affatto l’incremento della CO2 atmosferica, in realtà agisce nel senso di ridurre la CO2 atmosferica , quindi la crescita continua della CO2 è dovuta del tutto all’Uomo.

Gli uomini stanno anche distruggendo la foresta pluviale e cambiando l’uso del territorio, ma qui possiamo assumere che l’effetto umano sull’assorbimento (HA) non è molto diverso da zero, cioè:

 NE-NA= -15

Quindi l’assorbimento naturale (NA) deve essere maggiore delle emissioni naturali (NE). La natura assorbe più CO2 di quanto ne emette. Pertanto non provoca affatto l’incremento della CO2 atmosferica, in realtà agisce nel senso di ridurre la CO2 atmosferica , quindi la crescita continua della CO2 è dovuta del tutto all’Uomo.

Acidificazione degli oceani

Gli oceani costituiscono il maggior deposito di immagazzinamento del Carbonio, pertanto se la crescita della CO2 atmosferica fosse “naturale” sarebbe dovuta iniziare  dall’oceano. Sappiamo invece che l’aumento di CO2 non deriva dagli oceani, perché il pH degli oceani sta diminuendo (fenomeno noto come acidificazione degli oceani).

Quando la CO2 è assorbita dall’oceano la soluzione delle molecole di anidride carbonica in acqua da luogo alla formazione di acido carbonico:

CO2 + H2O = H2CO3

H2CO3 ha un effetto acidificante piuttosto forte in quanto circa il 95% di esso si trasforma in HCO3-. La perdita di uno ione H+  provoca una diminuzione del pH dell’oceano (per ulterori dettagli su tale processo vedi le serie OA no OK). In breve, il fatto il pH degli oceani diminuisce ci indica che questi stanno assorbendo più Carbonio di quello che rilasciano, e non il vice versa.

L’aumento più rapido della CO2 avviene alla superficie degli oceani

Se la CO2 che viene ad essere immessa nell’oceano ha origine dall’aria, la sua concentrazione dovrebbe crescere più velocemente alla superficie dell’oceano. Se invece la CO2 viene immessa in aria dall’oceano, dovremmo aspettarci il contrario: cioè riduzione della concentrazione alla superficie dell’oceano.

 La campagna World Ocean Circulation Experiment (WOCE) ed il programma Joint Global Ocean Flux Study (JGOFS) hanno osservato che, come è da attendersi  per il caso in cui sia la CO2 che viene immessa nell’oceano, le concentrazioni di CO2 negli oceani stanno salendo più rapidamente alla superficie degli stessi.

L’Ossigeno atmosferico sta diminuendo

La combustione del Carbonio richiede la presenza di Ossigeno (O2), e quando bruciamo un atomo di Carbonio l’Ossigeno viene a costituire una parte della molecola di CO2. Quindi se l’aumento della CO2 è provocato dalla combustione del Carbonio dei combustibili fossili, dovremmo aspettarci che la concentrazione di Ossigeno atmosferico diminuisca alla stesso modo. E questo è ciò che in effetti si osserva (Figura 1).

Figura 1: concentrazione di Ossigeno atmosferico osservata a Cape Grim, Tasmania

Non esiste alcun motivo per il quale dovremmo aspettarci che, a seguito di una immissione naturale di CO2, dovremmo rilevare una qualche conseguenza sulla concentrazione dell’Ossigeno atmosferico. Per di più, la concentrazione di O2 sta     cambiando esattamente nella misura attesa dal caso in cui sia dovuta ad un incremento della CO2 prodotta dai combustibioli fossili.

L’aumento della CO2 avviene in modo più uniforme rispetto a quello della temperatura

Taluni, come recentemente Murry Salby, hanno obbiettato che l’aumento della CO2 avviene a seguito dell’aumento della temperatura. Comunque la crescita della temperatura avviene in modo alquanto erratico perché ci sono molti fattori che influenzano la temperatura media globale, specie nel breve periodo). Se i cambiamenti della CO2 atmosferica fossero dovuti a cambi di temperatura , dovremmo aspettarci un comportamento erratico anche della CO2. Invece la’umento della CO2 è molto più uniforme, simile all’andamento delle emissioni di CO2 dovute all’Uomo.

Figura 2: emissioni umane della CO2 (blu, asse y a sinistra , Fonte: IEA) rispetto alle concentrazioni di CO2 atmosferica (rosso, asse y a destra, Fonte: Mauna Loa record)

Impronta Isotopica

Il Carbonio è costituito da tre diversi isotopi: carbonio-12, 13, e 14. Il Carbonio-12 è di gran lunga il più abbondante, mentre il Carbonio13 costituisce circa l’1% del totale, solamente un atomo di Carbonio14 è presente rispetto ad un miliardo di atomi totali di Carbonio atmosferico.

La CO2 prodotta dall’uso dei combustibili fossili o dall’incendio delle foreste ha una composizione isotopica diversa da quella della CO2 atmosferica, perché le piante hanno una preferenza per gli isotopi più leggeri (C12 e C13), pertanto la CO2 ha un minor rapporto C13 e C12. Siccome i combustibili fossili sono derivati da antiche piante, le piante e i fossili hanno all’incirca lo stesso rapporto C13 e  C12, circa 2% più basso di quello dell’atmosfera. A mano a mano che la CO2 prodotta da questi materiali viene immessa e si mescola con l’atmosfera, il valore del rapporto C13 e C12 dell’atmosfera diminuisce.

Le ricostruzioni dei rapporti isotopici del Carbonio atmosferico ottenute con diversi proxy hanno stabilto che in nessun periodo degli ultimi 10.000 anni il rapporto C13/C12 in atmosfera è stato così basso come oggi.Inoltre il C13 /C12 ha comiciato a ridursi in modo accentuato proprio in coincidenza con la crescita dellaCO2 atmosferica, attorno al 1850. Questo è esattamente ciò che c’era da aspettarsi se l’aumento della CO2 è dovuto all’uso dei combustibili fossili con lo sviluppo della Rivoluzione Industriale.

Translation by lciattaglia, . View original English version.



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