L’atmosfera superiore si sta raffreddando e gli scienziati sono preoccupati

Questa storia è stata originariamente pubblicata da Yale Environment 360 e appare qui come parte della collaborazione del Climate Desk.

C’è un paradosso nel cuore del nostro clima che cambia. Mentre la coltre d’aria vicino alla superficie terrestre si sta riscaldando, la maggior parte dell’atmosfera sovrastante sta diventando drammaticamente più fredda. Gli stessi gas che stanno riscaldando le poche miglia d’aria sul fondo stanno raffreddando le distese molto più grandi che si estendono fino al confine dello spazio.

Questo paradosso è stato previsto da tempo dai modellisti climatici, ma solo di recente è stato quantificato in dettaglio dai sensori satellitari. I nuovi risultati forniscono una conferma definitiva su una questione importante, ma allo stesso tempo sollevano altre domande.

La buona notizia per gli scienziati del clima è che i dati sul raffreddamento in quota fanno molto più che confermare l’accuratezza dei modelli che identificano il riscaldamento superficiale come causato dall’uomo. Un nuovo studio pubblicato questo mese sulla rivista PNAS dal veterano modellista climatico Ben Santer della Woods Hole Oceanographic Institution ha scoperto che ha aumentato di cinque volte la forza del “segnale” dell’impronta digitale umana del cambiamento climatico riducendo il “rumore” di interferenza proveniente dallo sfondo. variabilità naturale. Santer dice che la scoperta è “incontrovertibile”.

Ma le nuove scoperte sull’entità del raffreddamento in alto stanno lasciando ai fisici atmosferici nuove preoccupazioni: sulla sicurezza dei satelliti in orbita, sul destino dello strato di ozono e sulla possibilità che questi rapidi cambiamenti in alto provochino improvvisi e imprevisti disordini sul nostro pianeta. tempo qui sotto.

Fino a poco tempo fa, gli scienziati chiamavano le zone remote dell’alta atmosfera “ignorosfera” perché ne sapevano così poco. Quindi ora che ne sanno di più, cosa stiamo imparando e questo dovrebbe rassicurarci o allarmarci?

L'atmosfera terrestre è composta da numerosi strati. La regione che conosciamo meglio perché è dove si verifica il nostro clima è la troposfera. Questa densa coltre d’aria spessa da cinque a nove miglia contiene l’80% della massa dell’atmosfera ma solo una piccola frazione del suo volume. Sopra di esso ci sono ampi spazi aperti di aria progressivamente meno densa. La stratosfera, che termina a circa 30 miglia di altezza, è seguita dalla mesosfera, che si estende per 50 miglia, e poi dalla termosfera, che arriva a più di 400 miglia di altezza.

Dal basso, queste zone lontane appaiono come un placido e incontaminato cielo azzurro. Ma in realtà sono colpiti da forti venti e da enormi maree di aria ascendente e discendente che occasionalmente invadono la nostra troposfera. E la preoccupazione è che questo ambiente già dinamico possa cambiare di nuovo poiché è infiltrato da CO2 e altre sostanze chimiche prodotte dall’uomo che interferiscono con la temperatura, la densità e la chimica dell’aria in alto.

Il cambiamento climatico è quasi sempre pensato in termini di regioni più basse dell’atmosfera. Ma i fisici ora avvertono che dobbiamo riconsiderare questo presupposto. Gli aumenti nella quantità di CO2 sono ora “manifesti in tutta l’atmosfera percepibile”, afferma Martin Mlynczak, fisico atmosferico presso il NASA Langley Research Center di Hampton, in Virginia. Stanno “causando cambiamenti drammatici [che] gli scienziati stanno appena iniziando a capire. presa." Quei cambiamenti nel blu selvaggio laggiù sopra le nostre teste potrebbero avere un effetto positivo e cambiare il nostro mondo qui sotto.

La storia del cambiamento delle temperature nell’atmosfera a tutti i livelli è in gran parte la storia della CO2. Sappiamo fin troppo bene che le nostre emissioni di oltre 40 miliardi di tonnellate di gas ogni anno stanno riscaldando la troposfera. Ciò accade perché il gas assorbe e riemette la radiazione solare, riscaldando altre molecole nell’aria densa e aumentando la temperatura complessiva.

Ma il gas non rimane tutto nella troposfera. Si diffonde anche verso l'alto attraverso l'intera atmosfera. Ora sappiamo che il tasso di aumento della sua concentrazione nella parte superiore dell'atmosfera è altrettanto grande che nella parte inferiore. Ma il suo effetto sulla temperatura in alto è molto diverso. Nell’aria più rarefatta, la maggior parte del calore riemesso dalla CO2 non si scontra con altre molecole. Fugge nello spazio. Combinato con il maggiore intrappolamento del calore ai livelli più bassi, il risultato è un rapido raffreddamento dell’atmosfera circostante.