1. Il clima in un bicchiere d’acqua
A cura di: Istituto di Scienze dell’Atmosfera e del Clima, CNR
Sorgente: adattato da UCAR Learn project
http://www.ucar.edu/learn
Preparazione: 10 minuti
Esecuzione: 20 minuti
CONCETTI FONDAMENTALI
MATERIALE: Il grafico rappresenta l’andamento della “deviazione”, o “anomalia”, di
temperatura della Terra nell’emisfero boreale negli ultimi 1000 anni, ovvero
█ 1 serbatoio con
la differenza fra la temperatura superficiale media annua e la temperatura
un rubinetto di scarico
media del trentennio 1961-1990. Poiché non esistono misure globali di
█ 1 striscia di carta
temperatura antecedenti all’anno 1900, per gli anni precedenti la temperatura
adesiva graduata
è stata ricostruita attraverso misure indirette (la linea blu), ovvero attraverso
█ 1 rubinetto di carico
indicatori sensibili alle variazioni di temperatura quali l’accrescimento degli
█ 1 tubo di scarico
anelli degli alberi, l’utilizzo di carote di ghiaccio, la lettura di documenti
storici. Queste misure indirette sono state “calibrate” utilizzando le misure
Per gli studenti:
eseguite con termometri sparsi in tutto il mondo, fra il 1902 e il 1980 (la linea
█ Penna
rossa che si sovrappone alla blu fino al 1980 e poi continua fino al 1998).
█ Bloc-notes
La curva nera rappresenta una media temporale su 40 anni, serve per
filtrare tutte le brusche variazioni annuali (che non sono quelle che ci
COME SI PROCEDE
interessano in un grafico su un periodo così lungo).
Chiudere il rubinetto
di scarico del serbatoio.
Riempire il serbatoio
fino al livello 0 (equilibrio
iniziale statico).
Aprire i due rubinetti
di scarico e carico e cercare
di raggiungere un nuovo
equilibrio, che non sarà
necessariamente al livello
0 di partenza (equilibrio
dinamico).
Cercare di trovare altri
equilibri dinamici regolando
i rubinetti di carico
e scarico adeguatamente.
(Da IPCC, 2007)
Per esempio:
1) lasciando invariata
l’apertura dello scarico Guardando questo grafico sicuramente noterete che per un periodo molto
cercare di far variare il livello lungo di tempo (circa 900/950 anni) la temperatura media del nostro
aprendo e chiudendo emisfero è stata piuttosto stabile. Certo vi sono state delle oscillazioni,
il rubinetto di carico; alcuni periodi, lunghi alcune decine di anni, sono stati più freddi, altri più
2) lasciando invariato caldi, ma nel complesso l’andamento appare piuttosto stazionario.

2. il flusso dal rubinetto CHE COSA INFLUENZA IL CLIMA TERRESTRE?
di carico cercare di far
Come mai la temperatura media dell’atmosfera è stata così stabile per un
variare il livello aprendo
periodo così lungo di tempo senza aumentare o diminuire più di tanto ?
e chiudendo
Da cosa è determinata, in prima approssimazione, la temperatura media
il rubinetto di scarico.
terrestre e quindi il clima?
Riportare le misure dei Il clima terrestre è determinato dall’equilibrio fra la quantità di energia che
livelli così raggiunti su di la terra riceve dal Sole e la quantità di energia che la Terra lascia partire
una tabella (o grafico). verso lo spazio. La radiazione solare che raggiunge il nostro pianeta
rimane più o meno costante, ed anche la sua temperatura lo sarà, salvo
piccole oscillazioni. Questo spiega in prima approssimazione perché
la temperatura terrestre sia rimasta stabile per così tanto tempo… Ma
cosa è successo poi? Guardate la linea rossa nella figura: la temperatura
aumenta drasticamente nell’ultimo periodo. A partire dalla Rivoluzione
Industriale (1850 circa) gli uomini hanno cominciato a immettere
nell’atmosfera notevoli quantità di gas a effetto serra (che si producono
come effetto di combustione, di agricoltura intensiva) che sono capaci di
intrappolare la radiazione infrarossa emessa dalla terra e quindi di scaldare
ulteriormente il pianeta. Per esempio, negli ultimi 150 anni la quantità di
CHE COSA SI OSSERVA? anidride carbonica in atmosfera è aumentata del 30% rispetto ai livelli
preindustriali e continua ad aumentare. Per cui, a parità di energia solare
Dopo aver aperto i due
entrante, l’aumento di temperatura che si osserva può essere causato da
rubinetti (quello di carico
un aumento di quantità di energia “intrappolata”.
e quello di scarico)
e averli regolati in maniera
opportuna raggiungiamo SPIEGAZIONE
un livello di equilibrio L’energia irradiata dal Sole è rappresentata dall’acqua che proviene
nel serbatoio (equilibrio dal rubinetto di carico. L’energia riemessa nello spazio dalla Terra è
dinamico) che rimane rappresentata dall’acqua che esce dal rubinetto di scarico.
stabile. Se vogliamo Col rubinetto di carico possiamo cambiare il “Sole”, con quello di scarico
raggiungere un altro livello possiamo cambiare “l’atmosfera” (ovvero aumentare o diminuire la quantità
di equilibrio (per esempio di gas che intrappolano la radiazione).
più alto) possiamo agire La temperatura di equilibrio della Terra è rappresentata dall’altezza
in due modi: o aumentando dell’acqua nel serbatoio: tanto più calda è la terra (tanto più alto è il livello
il flusso di acqua dell’acqua nel serbatoio) tanta più energia verrà ceduta dalla terra allo
dal rubinetto di carico, spazio (tanta più acqua scenderà dal rubinetto di scarico).
oppure chiudendo Se teniamo fisso il rubinetto di scarico (ovvero se non cambiamo
un po’ il rubinetto di scarico. l’atmosfera), per cambiare il livello dell’acqua (ovvero per cambiare la
Dobbiamo agire in maniera temperatura di equilibrio) dobbiamo regolare diversamente il rubinetto di
opposta se desideriamo carico (il Sole). Se teniamo fisso il rubinetto di carico (il Sole), dovremo
raggiungere l’equilibrio invece variare quello di scarico (l’atmosfera) per cambiare il livello
a un livello più basso. dell’acqua (la temperatura).