Il clima nel mondo intero

Il bilancio energetico della Terra determina il clima globale. Il principale fornitore di energia per la Terra è il sole. Poiché ai due Poli la radiazione solare non ha la stessa intensità come all’Equatore, si crea una differenza di temperatura che genera un moto di compensazione da cui dipende la circolazione globale nell’atmosfera. Le emissioni di gas a effetto serra di origine antropica mutano il bilancio energetico e provocano un riscaldamento globale.

Fattori che influenzano il sistema climatico

Il sole riscalda

Il principale fornitore di energia per la Terra è il sole. La temperatura sulla sua superficie ammonta a circa 5700 °C e il calore irradiato sul nostro pianeta è in media di 1367 W/m2 (la cosiddetta costante solare). Il quantitativo di radiazione solare che raggiunge un luogo sulla Terra dipende essenzialmente dall’inclinazione dell’asse terrestre rispetto al sole. Inoltre, una metà del globo terrestre si trova sempre nell’ombra. Perciò sul bordo esterno dell’atmosfera terrestre l’energia solare ammonta in media a 340 W/m2. L’inclinazione dell’asse terrestre rispetto al sole è responsabile anche delle nostre stagioni.

L’influsso del sole cambia con nel corso del tempo. Per un periodo di circa 100’000 anni, agli albori della storia della Terra le epoche glaciali si sono alternate a periodi interglaciali. Ciò è dovuto al continuo cambiamento dell’orbita della Terra attorno al sole. A questo proposito si parla dei cicli di Milankovic, dal nome del loro scopritore. Questi cicli lenti sono predominati da influssi a corto termine. Le fasi con un’attività solare più intensa si alternano ad esempio a fasi con un’attività solare più debole in un ciclo di circa 11 anni. Questo ciclo è generato dal ricorrente manifestarsi di macchie solari. La costante solare non è quindi in realtà costante, ma varia attorno al valore medio definito di 1367 W/m2. Attualmente l’attività solare è tendenzialmente in diminuzione.

Monitoraggio della radiazione

La misura sul lungo termine dei flussi di radiazione tra l’atmosfera e la superficie terrestre svolge un ruolo chiave per la ricerca sul clima.

Fattori naturali che influenzano il clima

Oltre al sole ci sono una serie di altri fattori naturali che influenzano il bilancio energetico della Terra e quindi del nostro clima. Circa un terzo della radiazione solare incidente (100 W/m2) è di nuovo riflessa dalla superficie terrestre, dalle nuvole e dagli aerosol nello spazio. Gli aerosol sono piccolissime particelle sospese nell’aria, composte di materiali liquidi o solidi (ad es. fuliggine, polvere, composti solforati). Sono espulsi in modo naturale soprattutto dai vulcani, ma anche da organismi viventi, come le alghe marine, e da altre fonti. Gli aerosol e le nuvole hanno quindi un effetto raffreddante sul clima terrestre in quanto riflettono la radiazione solare. La capacità di riflettere la radiazione solare di un luogo dipende inoltre molto dalla composizione della superficie terrestre: le regioni ricoperte di neve e di ghiaccio assorbono molta radiazione poiché la loro superficie è molto chiara. Invece le superficie scure, come ad es. gli oceani, la riflettono molto meno. Basti pensare al fatto che se, ad esempio, ci si siede al sole su una sedia nera, ci si sentirà molto più rapidamente a disagio che non utilizzando una sedia bianca.

La superficie terrestre, con la sua temperatura media di circa 15 °C, e l’atmosfera emette energia sotto forma di radiazione termica a onde lunghe (239 W/m2) verso lo spazio. I gas a effetto serra presenti nell’atmosfera assorbono la radiazione a onde lunghe riflessa dalla superficie terrestre riscaldando la nostra atmosfera. Senza questi gas la temperatura sulla Terra sarebbe di circa -18 °C.

Poiché ai Poli la radiazione solare incidente è più debole che all’Equatore, si crea una differenza di temperatura. Questa provoca la corrente marittima globale e la circolazione dell’aria. Il pianeta tenta di compensare questa differenza trasportando il calore. La Corrente del Golfo trasporta ad esempio il calore dal Golfo del Messico verso l’Europa settentrionale. I fronti caldi convogliano l’aria calda a nord e i fronti freddi aria fredda da nord verso sud.

Influsso degli aerosol sul clima

Il monitoraggio degli aerosol sullo Jungfraujoch è molto ampio. Gli influssi degli aerosol sul clima sono molteplici e complessi

Circolazione globale e zone climatiche

All’Equatore, dove la radiazione solare è maggiore sull’arco di tutto l’anno, si trovano i Tropici con le loro foreste pluviali. Queste sono alimentate dalle piogge nella cosiddetta zona di convergenza intertropicale (ZCIT o, in inglese, ITCZ). In questa zona predominano le depressioni tropicali. Nel corso dell’anno essa fluttua leggermente da nord (estate boreale) a sud (estate australe) dell’Equatore. Perciò nelle regioni settentrionali dell’Australia il tempo è caldo e umido soprattutto in dicembre, mentre nei paesi dell’Africa occidentale il periodo più caldo e umido si verifica soprattutto in luglio.

Il riscaldamento della superficie terrestre nella ZCIT genera una spinta ascensionale, la formazione di alte nubi temporalesche e quindi forti precipitazioni locali. L’aria ascendente è trasportata dal limite superiore della troposfera (la cosiddetta tropopausa, situata a una quota di circa 10 km dal suolo) in direzione dei Poli. Sopra le regioni subropicali l’aria precipita asciugando considerevolmente. Di conseguenza in queste regioni predominano le zone di alta pressione. Oggi in queste regioni si trovano i più grandi deserti del nostro pianeta (Deserto del Sahara, Deserto Arabico, Deserto di Atacama in Sudamerica, Deserto del Gobi nell’Asia centrale, le aree interne semi-desertiche dell’Outback australiano).

Nella zona interessata dai venti occidentali, alle latitudini medie, si formano zone di bassa pressione, che sono responsabili dello scambio di masse di aria e quindi del trasporto di calore. Questa zona è caratterizzata da un clima mite e temperato, che determina anche il clima della Svizzera.

A causa del clima rigido, sulla terraferma delle regioni subpolari (ad es. Scandinavia, Siberia, Alaska) predomina la tundra – una vegetazione bassa abituata a lunghe fasi di clima freddo. La banchisa e grandi superfici di ghiacciaio continentale si trovano nelle regioni più fredde del Pianeta, ai Poli. Queste superfici sono tuttavia fortemente minacciate dai cambiamenti climatici provocati dalle attività umane.

Diagrammi del clima

I diagrammi del clima (climatogrammi) mostrano l’andamento climatico durante l’anno per stazioni in tutto il mondo.

Record su scala mondiale

Le enormi differenze tra le zone climatiche risultano evidenti in particolare nei record mondiali. L’Organizzazione meteorologica mondiale (OMM) ha archiviato i record meteorologici e climatici su scala globale. Eccone alcuni:

  • la temperatura più elevata mai misurata è di 56,7 °C ed è stata registrata nel 1913 in California (USA). La più bassa, pari a -89,2 °C, è stata rilevata nel 1983 nella stazione di Vostok nell’Antartide;
  • il maggior quantitativo di precipitazioni in un giorno, pari a 1825 mm, è stato rilevato nel gennaio 1966 sull’isola della Riunione (La Réunion). Esso corrisponde circa a un quantitativo medio annuale delle Prealpi svizzere. Il maggior quantitativo annuale di tutti i tempi è stato registrato in India: dal mese di agosto del 1860 fino a luglio del 1861 a Cherrapunji sono caduti 26 470 mm (26,5 m) di pioggia in 12 mesi. Nella maggior parte delle località svizzere un simile quantitativo non si registra nemmeno sull’arco di 10 anni;
  • il periodo asciutto più lungo in assoluto si è verificato ad Arica, in Chile. Dal 1903 al 1918, per 173 mesi consecutivi, in questa località non è caduta nemmeno una goccia di pioggia;
  • il più pesante pezzo di grandine mai segnalato vantava un peso di 1,02 kg (Bangladesh).

Qui trovate molti altri record:

Primati ed estremi

I primati della temperatura, precipitazioni e del vento mostrano l’ampiezza delle oscillazioni del clima. Per le precipitazioni intense è descritta...

L’essere umano è un importante fattore climatico

Sul globo terrestre diventa sempre più caldo. Il motivo principale del riscaldamento globale degli ultimi 50-60 anni è il cambiamento del bilancio energetico della Terra a seguito delle attività umane. L’umanità produce aerosol e gas a effetto serra, soprattutto biossido di carbonio (o anidride carbonica). I processi naturali di decomposizione come quello delle piante e l’assorbimento dell’anidride carbonica da parte degli oceani non sono in grado di compensare tutte le emissioni umane. Perciò l’anidride carbonica si accumula nell’atmosfera e l’emissione di radiazione termica a onde lunghe nello spazio diminuisce incrementando l’effetto serra. Gli oceani e la superficie terrestre devono pertanto assorbire più energia, riscaldandosi. Ciò aumenta anche l’evaporazione e il flusso di calore percettibile. Quest’ultimo ha un influsso diretto sulla temperatura vicino alla superficie terrestre e ci permette di percepire il riscaldamento a lungo termine. Da notare che attualmente l’attività solare è in diminuzione e il riscaldamento degli ultimi decenni non può quindi essere attribuito a un aumento di tale attività.

L’umanità influenza anche in altri modi il clima. I cambiamenti nell’utilizzo del suolo da parte dell’essere umano comportano ad esempio mutamenti della composizione del suolo, che possono esercitare un influsso diretto sulla capacità della superficie terrestre di riflettere la radiazione solare. Le superfici scure, come ad esempio il suolo di un bosco dopo un incendio, assorbono più calore e riducono ulteriormente la capacità di riflettere la radiazione verso lo spazio, provocando un ulteriore effetto termico. Anche lo scioglimento dei ghiacci polari produce un maggiore riscaldamento nelle rispettive regioni: al posto della neve e del ghiaccio, che con la loro superficie chiara riflettono la radiazione solare, compare la superficie del mare, molto scura. In questi casi si parla di retroazioni positive sul clima – il riscaldamento originariamente provocato dall’essere umano si rafforza da solo.

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