Le singole molecole di anidride carbonica hanno un tempo di permanenza in atmosfera di circa 5 anni. Comunque, quando escono dall’atmosfera si scambiano semplicemente di posto con le molecole di CO₂ contenute negli oceani. La quantità complessiva del surplus di CO₂ atmosferica resta nell’aria per un tempo dell’ordine dei secoli  
Vengono avanzate affermazioni di questo tipo:
(A)     Le previsioni del potenziale riscaldamento climatico della IPCC, per ciò che riguarda l’effetto sulla temperatura dovuto alla CO₂, vengono riferite a diverse scale temporali: 20, 100 e 500 anni.
(B)     Ma la CO₂ ha un tempo di vita media in atmosfera di solo 5 anni.
(C)     Pertanto alla CO₂ non può essere attribuita la causa del riscaldamento previsto dalla IPCC.
Questo modo di argomentare è errato. La affermazione  (A) è vera, anche la (B) è vera, ma è irrilevante e fuorviante e da essa non segue che sia vera la (C).

 Queste affermazioni dipendono da che cosa si intende per tempo di vita media (lifetime). Per capire dobbiamo prima comprendere che cosa è un modello a box. In un contesto ambientale, i sistemi spesso vengono descritti in modo semplificato attraverso modelli a box. Un esempio semplice ( dai tempi della scuola ) è quello del ciclo dell’acqua, nel quale si considerano 3 boxes: le nubi, i fiumi e l’oceano. La sua forma visiva ( ignorate per ora i numeri) può essere come nel seguente schema della NASA:

 

Nel glossario del 4^th Assessment Report  della IPCC, al termine lifetime vengono associati  diversi significati. Il più importante è questo:

“ Tempo di Turnover (T) , anche chiamato lifetime atmosferico globale, è il quoziente tra la massa M di  un serbatoio (per es. di un componente gassoso atmosferico) e la quantità del componente che viene rimossa (S), quindi T=M/S. Per ciascun processo di rimozione differenti tempi di turnover vengono definiti.  Nella biologia del Carbonio dei suoli, ad esempio , questo termine viene chiamato Tempo Medio di Residenza”.
In altre parole il lifetime è il tempo medio che una singola particella individuale trascorre in un box. E lo si calcola dalla dimensione del box (deposito) diviso per la grandezza del flusso uscente o entrante nel box. Il Terzo AR 4.1.4. della IPCC fornisce ulteriori dettagli.
Nella rappresentazione del ciclo del carbonio di sopra, ci sono 2 tipi di numeri. Quelli neri si riferiscono alla dimensione in gigatonnellate di Carbonio (GtC) nel box. I numeri viola sono i flussi ( o velocità del flusso) da e verso il box in gigatonnellate di Carbonio per anno (Gt/y).
Facendo un rapido conteggio si vede che circa 200 Gt di Carbonio entrano ed escono ogni anno nella’atmosfera. In prima approssimazione quindi , dato che il deposito ne contiene 750 Gt, possiamo calcolare che il tempo di residenza di una singola molecola di CO₂ è pari a 750/200= circa 3-4 anni. Un attento conteggio delle fonti e dei pozzi di tale componente ci mostra che esiste uno squilibrio netto: il Carbonio nell’atmosfera aumenta ad un ritmo di circa 3.3 Gt/anno.
E’ verso che ogni singola molecola di CO₂ ha un tempo di permanenza in atmosfera così breve. Ma, nella maggior parte dei casi, quando una molecola di CO₂ esce dall’atmosfera semplicemente si scambia di posto con una dell’oceano. Pertanto il potenziale di riscaldamento della CO₂ ha poco a che fare con il tempo di permanenza della CO₂ stessa.
Ciò che in realtà conta per la potenzialità di riscaldamento è quanto a lungo il surplus di CO₂ rimane in atmosfera. La CO₂ è essenzialmente chimicamente inerte in atmosfera e può essere rimossa solamente da processi di natura biologica o per dissoluzione negli oceani. I processi biologici (di assorbimento) , con l’eccezione della formazione dei combustibili fossili, sono carbon neutral (cioè a somma zero). Ogni albero che cresce e poi muore e si decompone prima cattura poi restituisce la stessa CO₂ . (In realtà qualche vantaggio può conseguire con la riforestazione ma l’entità è probabilmente minore rispetto al rilascio di CO₂ dovuta all’uso dei combustibili fossili).
L’assorbimento della CO₂ da parte degli oceani è veloce ma il problema è che lo strato superficiale dell’oceano si satura ed il collo di bottiglia è costituito dal processo di trasporto del Carbonio dalle acque superficiali a quelle profonde. Questo trasporto avviene attraverso i lenti movimenti della circolazione oceanica ed il ricambio. Il ricambio impiega 500-1000 anni. Pertanto una scala temporale come 500 anni perché la CO₂ esprima il suo potenziale di riscaldamento  appare completamente ragionevole. (See IPCC 4th Assessment Report Section 2.10).
Questo post è stato scritto da  Doug Mackie, ricercatore del dipartimento di chimica dell’Università dell’Otago.