Archivio mensile:marzo 2011

Ghiacci polari e atmosfera terrestre

Fonte: http://www.scienze.tv/node/4608 .

 

Riportiamo qui di seguito un’interessante articolo del Colonnello Mario Giuliacci, fisico climatologo di Epson Meteo apparso su  “Meteo.it – Clima-cambiamenti-Wikimeteo” intitolato “Ghiacci polari e atmosfera terrestre”.

Fonte Meteo.it: http://www.meteo.it/Clima-Cambiamenti/Ghiacci-polari-e-atmosfera-terrestre/content/it/1-693-305344-57754


Negli ultimi decenni i ghiacci polari hanno sempre più richiamato l’attenzione dei climatologi, sia perché è maturata la convinzione che abbiano sul clima un effetto termoregolatore maggiore di quello fin ora loro assegnato, sia perché ogni modifica della loro estensione e del loro spessore costituiscono un sicuro indizio di mutamenti climatici in atto.
La misura della copertura dei ghiacci polari è oggi affidata, oltre che alla prospezione fotogrammetrica aerea, soprattutto ai satelliti in orbita polare, i quali, percorrendo traiettorie abbastanza basse, consentono di avere un continuo e accurato aggiornamento della situazione.

Molto più problematica invece è la misura dello spessore e della densità dei ghiacci. Non è possibile infatti impiegare allo scopo radar montati su aerei o satelliti poiché le onde elettromagnetiche centimetriche emesse da tali apparati non sono in grado di penetrare la coltre ghiacciata, nemmeno per 1-2 metri. Infatti il segnale emesso dal radar viene fortemente attenuato dalla miriade di minuscole bolle di soluzione salina inglobate nel ghiaccio. Pertanto fino a pochi anni or sono si è fatto uso di sonde acustiche montate sui sommergibili nucleari militari, gli unici dotati di sufficiente autonomia per restare, anche per mesi, sotto la banchisa polare.
Oggigiorno, anche in considerazione del problematico impiego dei sommergibili militari, le misure di spessore della coltre ghiacciata vengono effettuate mediante profilografi al laser aerotrasportati, i quali sono in grado di misurare l’altezza dei ghiacci che emergono al di sopra della linea di galleggiamento, e da qui si risale poi allo spessore totale.
Ancor più sofisticata è la tomografia acustica, mediante la quale si rileva il tempo necessario perché un segnale acustico, emesso orizzontalmente da una sorgente sottomarina, venga ricevuto da un rivelatore posto a un centinaio di chilometri di distanza.

Attraverso tali tecniche è stato possibile appunto stimare le variazioni di copertura e di spessore nel corso dell’ultimo quindicennio.
Le misure di copertura hanno evidenziato che i ghiacci antartici hanno una variabilità interstagionale molto più marcata di quelli artici. Infatti i primi passano da una copertura invernale di 20 milioni di chilometri quadrati ad appena 4 milioni in estate; la copertura artica invece varia da 15 a 8 milioni di chilometri quadrati. Inoltre, in una zona artica vasta quasi come l’Italia, è stato scoperto che lo spessore medio misurato nel 1987 si è ridotto di circa il 15% rispetto a quello rilevato sulla stessa area nel 1976.

Per quanto riguarda le variazioni di spessore dei ghiacci antartici non se ne sapeva nulla fino al 1985, poiché in tale area del mondo le convenzioni internazionali vietano l’accesso ai sommergibili nucleari. Nel 1986 comunque furono iniziati rilevamenti di spessore anche al Polo Sud, effettuando nella banchisa circa 4000 perforazioni, un’operazione ripetuta poi nella stessa area nel 1989. Dal confronto delle due serie di successive misure è stato così evidenziato che il ghiaccio polare giovane (quello di 1 anno) costituisce circa il 90% della copertura antartica. Ma la sorpresa più strabiliante è stata data dalla scoperta che i ghiacci del Polo Sud hanno uno spessore medio di appena 1 metro, un valore di gran lunga inferiore a quello dei ghiacci del Polo Nord, i quali sono spessi in media 4-5 metri.
L’inatteso fenomeno ha subito posto agli scienziati una serie di preoccupanti interrogativi: uno spessore così modesto è una naturale caratteristica della banchisa antartica oppure è il risultato di un progressivo assottigliamento intervenuto negli ultimi decenni? La copertura dei ghiacci antartici è forse al limite dell’instabilità? Un’ulteriore incremento dell’effetto serra potrà portare alla completa fusione del sottile pellicola ghiacciata? I problemi appena enunciati non sono di poco conto se si pensa a quale enorme impatto potrebbe avere sul clima del futuro una fusione anche parziale dei ghiacci polari a seguito di un riscaldamento dell’atmosfera. Purtroppo, a tal riguardo, i modelli di simulazione dell’evoluzione del clima concordano nel prevedere per i prossimi decenni un massimo riscaldamento proprio sulle calotte polari. E’ questo il motivo per cui la particolare sottigliezza dei ghiacci polari desta serie preoccupazioni.

Il maggiore riscaldamento previsto alla alte latitudini sarebbe l’effetto di un processo a catena di autoesaltazione degli effetti (feed-back positivo). Infatti un aumento della temperatura sulle zone polari determinerebbe una parziale riduzione della copertura dei ghiacci, specie intorno ai 60-65° di latitudine, ove è ubicato il bordo meridionale della banchisa. Di conseguenza su tali regioni diminuirebbe l’albedo, cioè la frazione di energia solare riflessa dal suolo verso lo spazio. Infatti, mentre le distese ghiacciate riflettono l’80-90% dei raggi solari, un suolo spoglio da ghiacci ne riflette appena il 15-20%. Pertanto sulle regioni interessate da una fusione dei ghiacci polari aumenta la quantità di energia solare trattenuta e immagazzinata dal suolo, la quale viene poi riversata sulla sovrastante atmosfera, determinandone un riscaldamento.

Tale rialzo termico causerebbe un ulteriore arretramento dei ghiacci, il quale a sua volta ridurrebbe l’albedo delle zone interessate dal fenomeno, e così via in un processo a valanga. Inoltre si teme che l’aumento dell’effetto serra possa provocare anche lo scioglimento del permafrost, il sottostrato di suolo permanentemente gelato che attualmente ricopre gran parte della Siberia e del Canada Settentrionale, con l’effetto di trasformare la tundra in palude e liberando così nell’atmosfera gas metano, un gas-serra. Anche tale processo è chiaramente a feed-back positivo.
Una riduzione significativa dei ghiacci polari avrebbe serie ripercussioni sull’habitat del Pianeta. In particolare vi sarebbe uno slittamento verso più alte latitudini della fascia temperata, attualmente compresa tra i 30° e i 50° gradi di latitudine. Inoltre la fusione dei ghiacci determinerebbe un innalzamento del livello degli oceani che, agli attuali ritmi di riscaldamento atmosferico, potrebbe essere dell’ordine di 6 centimetri per decennio, a fronte di un aumento complessivo di 10-20 centimetri dal 1900 ad oggi.

Mario Giuliacci

Molecole dell’atmosfera terrestre rilevate dalla sonda Venus Express

Crediti: ESA/VIRTIS/INAF-IASF/Obs. de Paris-LESIA (Earth views: Solar System Simulator JPL-NASA).

 

Questo mosaico di immagini mostra le firme del metano (CH4), del biossido di carbonio (o anidride carbonica CO2), dell’ozono (O3) e del protossido di azoto (N2O), specie minori dell’atmosfera terrestre ma potenti gas serra, rilevate dal Visual and Infrared Thermal Imaging Spectrometer (VIRTIS) a bordo della sonda Venus Express dell’ESA alle lunghezze d’onda infrarosse, mentre la sonda era puntata in direzione della Terra nella sua orbita intorno al pianeta Venere.

Le firme spettrali di queste molecole, o impronte digitali chimiche, sono indicate per due sessioni di osservazione e sono tracciate dalle due curve visualizzate in due differenti colori. Durante le osservazioni la Terra mostrava a Venus Express la “faccia” simulata nell’immagine in alto. La luce rilevata da VIRTIS è l’emissione termica dalla superficie terrestre e, in parte, l’atmosfera.

Queste osservazioni sono rilevanti dato che dimostrano che un pianeta lontano, come potrebbe essere un pianeta extra-solare, può mostrare ad uno strumento come il VIRTIS la fima dei composti chimici che costituiscono l’atmosfera e la sua superficie.
VIRTIS ha ricavato questi spettri il 5 e il 6 agosto 2007. Durante queste osservazioni, la distanza di Venus Express dalla Terra era di circa 87 milioni di chilometri, mentre la sonda distava dal pianeta Venere circa 14 500 chilometri.

Fonte ESA: http://www.esa.int/esa-mmg/mmg.pl?b=b&type=I&mission=Venus%20Express&single=y&start=5&size=b

Sabrina

Venere nell’ultravioletto e nell’infrarosso

Venere ripreso nell’ultravioletto e nell’infrarosso. Crediti: VMC ultraviolet image: ESA/MPS/DLR/IDA. VIRTIS infrared image: ESA/VIRTIS/INAF-IASF/Obs. de Paris-LESIA.

 

Con le immagini ottenute dalla sonda Venus Express, orbitante intorno a Venere, è possibile osservare il pianeta a più lunghezza d’onda e confrontare le varie immagini in modo da poter studiare la turbolenza atmosferica del pianeta.

La mappa in basso a sinistra rappresenta una mappa a varie temperature (non in valore assoluto) della parte superiore delle nubi venusiane, ottenuta dal Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer (VIRTIS) nella zona buia del pianeta, quella non illuminata direttamente dalla luce solare. Più scura è la regione più la parte superiore delle nubi risulterà fredda.

La parte alta dell’immagine di destra, invece, rappresenta un’immagine ultravioletta della parte illuminata di Venere, ottenuta dal Venus Monitoring Camera (VMC) nello stesso istante in cui si ricavava l’immagine nell’infrarosso della zona non illuminata.

L’ultravioletto mostra la struttura delle nubi e le condizioni dinamiche nell’atmosfera, mentre l’infrarosso fornisce informazioni sulla temperatura e l’altitudine della sommità delle nubi.

Fonte ESA: http://www.esa.int/esa-mmg/mmg.pl?b=b&type=I&mission=Venus%20Express&single=y&start=2&size=b

Sabrina

Riscaldamento globale e riduzione dei ghiacci marini

Fonte: http://www.astrored.org

Articolo apparso su Meteo.it scritto da Yuri Brugnara di  MeteoNetwork e disponibile alla pagina web:

http://www.meteo.it/Clima-Cambiamenti/Riscaldamento-globale-e-riduzione-dei-ghiacci-marini/content/it/1-693-305111-57754


Riscaldamento globale e riduzione dei ghiacciai. Il sistema climatico terreste pone serie preoccupazioni su: riscaldamento globale, ghiaccio, ghiacciai, riduzione dei ghiacciai, riduzione ghiaccio marino, ghiacci marini

In tempi di riscaldamento globale e conseguente riduzione dei ghiacciai in tutto il mondo, può anche succedere che in particolari situazioni il ghiaccio aumenti. È il caso dell’Antartide, o meglio di un tipo di ghiaccio particolare che circonda l’Antartide, quello marino, generato dal congelamento della superficie dell’oceano. Le misurazioni da satellite, cominciate nel 1979, mostrano infatti una leggera tendenza verso l’alto (poco significativa per la verità), ma soprattutto un record massimo dell’estensione estiva della superficie marina ghiacciata nel corso degli ultimi mesi. Nel gennaio scorso, in piena estate australe, questa superficie era di quasi 7 milioni di chilometri quadrati, contro i 5 milioni che mediamente si sono misurati in quel periodo negli altri anni.

Gli studiosi del settore si sono interrogati sulle cause di questo apparente paradosso, aiutandosi con raffinati modelli climatici, usati anche dall’IPCC, per elaborare le proiezioni sul clima che ci aspetta in futuro. Alcuni studi hanno addirittura concluso che potrebbe essere proprio l’incremento della temperatura la causa principale dell’aumento del ghiaccio marino: una delle teorie proposte sostiene che la fusione dei ghiacciai costieri del continente antartico (formati da acqua dolce) favorisca la diminuzione della salinità dell’acqua superficiale dell’oceano circostante, indebolendo così un processo importante nella rimozione del ghiaccio marino qual è quello del rimescolamento verticale (l’acqua fredda e salata in superficie viene sostituita da acqua più calda proveniente dalla profondità). Proprio quest’anno, la NASA ha confermato che i ghiacciai antartici hanno accelerato il loro “scivolamento” verso il mare, arrivando a fornire un contributo di circa 0,5 millimetri l’anno nell’aumento del livello degli oceani. Il fatto che prima dell’inizio dell’estate australe l’estensione del ghiaccio marino fosse nella norma, supporta ulteriormente la teoria proposta.

Tutt’altra storia invece per il ghiaccio marino del nostro emisfero, che risulta in riduzione drammatica e addirittura maggiore di quella prospettata dai climatologi. Ha fatto scalpore, alla fine dell’estate scorsa, la notizia della completa navigabilità del mitico passaggio a Nord-ovest, rimasto libero dai ghiacci per quasi un mese. In settembre il record minimo di estensione della superficie marina ghiacciata è stato ritoccato di 1,2 milioni di chilometri quadrati (quattro volte la superficie dell’Italia), tanto da portare molti scienziati a ipotizzare la completa sparizione in estate del ghiaccio marino artico entro il 2030, con pesanti conseguenze sul bilancio energetico della Terra, perché l’acqua che andrebbe a sostituire i ghiacci assorbirebbe gran parte della radiazione solare altrimenti riflessa verso lo spazio. Usando una metafora si potrebbe dire che la banchisa artica è il condizionatore del pianeta: le sue sorti sono quindi di estrema importanza a livello climatico globale.

Non deve stupire un andamento così diverso nei due emisferi: in Antartide abbiamo a che fare con un grande continente circondato dall’oceano, nell’Artico abbiamo invece un oceano circondato da continenti; è ragionevole quindi attendersi delle dinamiche differenti, senza contare la grande concentrazione delle terre emerse nell’Emisfero Boreale, che causa un riscaldamento più rapido in questa metà del pianeta.

L’attenzione dei climatologi è ora rivolta all’evoluzione del ghiaccio artico nella prossima estate, con la speranza di un parziale (e comunque momentaneo) recupero, ma col timore che sia stato superato uno dei temuti punti di non ritorno del sistema climatico terrestre.

Andamento dell’estensione dei ghiacci marini nell’emisfero Sud (National Snow and Ice Data Center; http://www.nsidc.org).

 

Andamento dell’estensione dei ghiacci marini nell’emisfero Nord. Si noti la drastica riduzione avvenuta nel 2007 (National Snow and Ice Data Center; http://www.nsidc.org).

Yuri Brugnara – MeteoNetwork

Fonte: Meteo.it: http://www.meteo.it/Clima-Cambiamenti/Riscaldamento-globale-e-riduzione-dei-ghiacci-marini/content/it/1-693-305111-57754

Venere nell’ultravioletto


Venere ripreso nell’ultravioletto. Crediti: ESA/MPS/DLR/IDA. Fonte ESA.


Il pianeta Venere, secondo in ordine di distanza dal Sole, ripreso dalla Venus Monitoring Camera  nell’ultravioletto (a 0.365 micrometri) da una distanza di circa 30 000 chilometri.

Le zone chiare e scure sono probabilmente dovute ad una componente chimico sconosciuto presente nelle nubi che assorbe la luce ultravioletta.

Grazie ai dati ottenuti da Venus Express l’area equatoriale del pianeta, che appare scuro nell’ultravioletto, sono regioni di alta temperatura dove la convezione intensa trasporta dal basso verso l’alto il materiale più scuro. Dall’altra parte, le zone chiare alle medie latitudini, rappresentano zone dove la temperatura nell’atmosfera diminuisce con la profondità.

La temperatura raggiunge un minimo alla sommità delle nubi inibendo il rimescolamento in direzione verticale.
Questo anello di aria fredda, soprannominata “il collare freddo” appare come una banda luminosa nelle immagini ultraviolette.

Fonte ESA: http://www.esa.int/esa-mmg/mmg.pl?b=b&type=I&mission=Venus%20Express&single=y&start=1&size=b

Sabrina