L’interazione tra i gas serra e il clima terrestre è un argomento di cruciale importanza nella ricerca climatica contemporanea. Utilizzando un modello dettagliato di trasferimento radiativo atmosferico, questo studio mira a definire le relazioni macroscopiche tra la radiazione a onde lunghe discendente e uscente e le variabili esplicative che rappresentano i gas serra. Le relazioni derivano e vengono validate mediante formule empiriche basate su dati di radiazione discendente, comunemente utilizzati in idrologia, e dati satellitari per la radiazione uscente.

I risultati di questo studio rivelano che il contributo dell’anidride carbonica all’effetto serra è relativamente minore, pari al 4%-5%, mentre l’acqua e le nuvole dominano con un contributo che varia dall’87% al 95%. Questo dato è ulteriormente confermato dall’effetto trascurabile dell’incremento recente della concentrazione atmosferica di CO₂ da 300 a 420 ppm, che ha un impatto quantificato dello 0,5% sia sulla radiazione discendente che uscente.

In aggiunta, l’acqua e le nuvole svolgono altre funzioni climatiche fondamentali, come la regolazione dell’accumulo di calore e l’albedo, oltre a raffreddare la superficie terrestre attraverso il trasferimento di calore latente, contribuendo per un 50%. Questi risultati sottolineano l’importanza predominante dell’acqua nel clima terrestre e suggeriscono che l’idrologia debba assumere un ruolo più prominente e attivo nella ricerca climatica.

L’importanza relativa dell’anidride carbonica e dell’acqua nell’effetto serra

Di Demetris Koutsoyiannis
Department of Water Resources and Environmental Engineering, School of Civil Engineering,
National Technical University of Athens, Zographou, Greece

Abstract: Utilizzando un dettagliato modello di trasferimento radiativo atmosferico, ricaviamo relazioni macroscopiche della radiazione a onde lunghe in uscita che consentono di determinare le derivate parziali di queste rispetto alle variabili esplicative che rappresentano i gas serra. Convalidiamo queste relazioni macroscopiche utilizzando formule empiriche basate su dati di radiazione downwelling, comunemente utilizzati in idrologia, e sui dati satellitari per la radiazione uscente. Utilizziamo le relazioni e le loro derivate parziali per dedurre l’importanza relativa dell’anidride carbonica e del vapore acqueo nell’effetto serra.

I risultati mostrano che il contributo del primo è del 4%-5%, mentre l’acqua e le nuvole dominano con un contributo dell’87% – 95%. L’effetto minore dell’anidride carbonica è confermato dal piccolo e impercettibile effetto del recente aumento della concentrazione di CO₂ atmosferica da 300 a 420 ppm. Questo effetto è quantificato nello 0,5% sia per la radiazione che la radiazione uscente. L’acqua e le nuvole svolgono anche altre funzioni importanti per il clima, come la regolazione dell’accumulo di calore e dell’albedo, nonché il raffreddamento della superficie terrestre attraverso il trasferimento di calore latente, contribuendo per il 50%. Confermando l’importante ruolo dell’acqua sul clima, questi risultati suggeriscono che l’idrologia dovrebbe avere un ruolo più importante e più attivo nella ricerca sul clima.

Conclusioni: Secondo i calcoli qui presentati e la rappresentazione dei risultati nella Figura 24, il contributo di CO₂ all’effetto serra è del 4%-5%. Quindi, le emissioni umane di CO₂ rappresentano il 4% del totale, il che significa che il contributo totale dell’uomo all’aumento dell’effetto serra è dello 0,16%-0,20%, un effetto trascurabile. Indipendentemente dall’origine dell’aumento della CO₂ nell’ultimo secolo, il suo contributo all’effetto serra è di circa lo 0,5%, al di sotto di qualsiasi soglia che lo renda osservabile.

Al contrario, l’acqua (comprese le nuvole) contribuisce all’effetto serra atmosferico in misura compresa tra l’87% e il 95%. Lo sfondo fisico che fa sì che l’acqua, nelle sue diverse fasi, abbia l’impatto più forte sulla radiazione nell’atmosfera e la CO₂ abbia un contributo debole sono spiegati, con calcoli spettroscopici dettagliati, da Harde (2013, 2014). Inoltre, il 50% del raffreddamento della Terra e del riscaldamento dell’atmosfera è dovuto all’acqua (contro il 39% dovuto alla radiazione LW, che ancora una volta è dominata dall’acqua – Figura 26).
Le argomentazioni comuni che cercano di amplificare l’importanza delle emissioni umane di carbonio sono che queste si accumulano nell’atmosfera e che causano l’aumento della temperatura. Il primo argomento è errato, in quanto l’atmosfera non dispone di alcun meccanismo per separare la CO₂ in arrivo in base alla sua origine e per accumulare la parte che proviene dall’uomo.

Inoltre, la seconda argomentazione è stata confutata dimostrando, utilizzando sia proxy paleoclimatici che moderne serie temporali strumentali di CO₂ e temperatura, che i cambiamenti di temperatura precedono i cambiamenti di CO₂ e quindi l’aumento di CO₂ non può essere una causa dell’aumento di temperatura (Koutsoyiannis e Kundzewicz, 2020; Koutsoyiannis et al., 2022a,b, 2023; Koutsoyiannis, 2024a).

Alla luce di questi recenti sviluppi, il caso dell’importanza amplificata della CO₂, e in particolare delle sue emissioni umane, sembra essere un incidente storico in termini scientifici, sfruttato in termini non scientifici. Se torniamo alla scienza, la strada giusta è quella di migliorare l’idrologia e la stocastica per comprendere e modellare meglio il clima. Il clima, infatti, è soprattutto idrologia in termini di meccanismi fisici trainanti (come qui articolato) e soprattutto stocastica in termini di corretta rappresentazione matematica (come implicito nella sua stessa definizione; cfr. Koutsoyiannis 2021, 2023).

Fonte: Science Of Climate Change