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Come cambiano le condizioni meteorologiche nel lungo periodo

Il clima è il complesso delle condizioni meteorologiche che caratterizzano una regione. Ma come e perché cambia il clima della Terra? Fino a qualche decennio fa si pensava che i cambiamenti climatici dipendessero esclusivamente da fattori naturali, come i movimenti astronomici del nostro pianeta. Ora molti scienziati sono convinti che anche l'uomo è in grado di alterare l'atmosfera e modificare il clima. Per questo motivo il dibattito sul clima della Terra è balzato ai primi posti sia degli interessi scientifici sia di quelli sociali. Ai problemi collegati al clima vengono dedicati ampi servizi non solo dalle riviste specializzate, ma anche dai periodici d'informazione e dai giornali quotidiani, poiché da esso dipendono la salute e il benessere dell'uomo

Che cosa determina il clima di una regione?

Il clima ha un'importanza fondamentale per le società umane: le sue condizioni in una determinata regione della Terra influenzano lo sviluppo economico, l'uso del territorio e le stesse relazioni fra gli individui. È evidente che un clima favorevole richiama gli insediamenti umani e costituisce un'opportunità per il benessere di una popolazione; le grandi migrazioni dei popoli spesso sono state indotte dalla ricerca di migliori condizioni climatiche. Ma perché sul nostro pianeta il clima non è uguale dappertutto? Quali fattori determinano le differenze che si riscontrano passando da una zona all'altra della Terra?

Le condizioni climatiche dipendono dalla quantità di energia che arriva dal Sole. A causa della forma della Terra le zone equatoriali o prossime all'Equatore ricevono il massimo della luce e del calore, mentre le zone polari o prossime ai Poli il minimo. Di conseguenza, la latitudine di un luogo è il fattore principale da cui dipende il clima. Ma anche l'altitudine è importante, perché salendo di quota diminuisce la temperatura e le precipitazioni tendono a trasformarsi da piovose in nevose.

Un altro fattore che influisce sul clima è la vicinanza del mare o di grandi bacini, come i laghi. Le masse di acqua, infatti, assorbono il calore solare e lo restituiscono lentamente all'ambiente circostante, mitigando così le alte temperature del periodo estivo e quelle basse del periodo invernale. Su scala regionale più ridotta, inoltre, una certa zona può essere esposta a mezzogiorno e ricevere più calore dai raggi del Sole rispetto a una esposta a settentrione, o può trovarsi in una vallata circondata da rilievi montuosi, e dunque protetta dai venti, oppure può essere attraversata da correnti umide e quindi soggetta a piogge. Anche la natura del suolo condiziona il clima. Terreni formati da rocce scure, come quelle vulcaniche, si riscaldano di più e rendono l'ambiente circostante più caldo; una copertura vegetale, soprattutto se di folti alberi, ha invece l'effetto di abbassare le temperature locali e di aumentare l'umidità.

Le zone climatiche della Terra

Si possono individuare sulla Terra almeno cinque principali tipi di clima a cui corrispondono altrettante zone o fasce climatiche.

Climi freddi. Sono caratteristici delle regioni polari o vicine ai Poli. Le temperature medie annue si mantengono sotto 0 °C, con inverni lunghi e rigidi ed estati tiepide e brevi. Le precipitazioni assumono spesso carattere nevoso. Si distinguono un clima polare, tipico dell'Artide e dell'Antartide, in cui le temperature invernali possono scendere fino a −50 °C, e un clima freddo continentale, proprio della Siberia e del Canada settentrionale, con inverni rigidi e secchi ed estati tiepide e piovose.

Climi temperati freddi. Sono caratteristici delle alte latitudini e dominano nelle zone settentrionali e centrali dei grandi continenti, come Russia, Canada, Cile. Le temperature medie invernali si mantengono sotto 10 °C, ma ci sono forti escursioni termiche (cioè sbalzi di temperatura) da una stagione all'altra. Infatti gli inverni sono molto rigidi e le estati calde; abbondanti le precipitazioni.

Climi temperati caldi. Sono comuni alle medie latitudini, come nel Mediterraneo, in California e in alcune regioni della Cina. Gli inverni sono miti, le estati calde. Nel Mediterraneo le precipitazioni si concentrano nei mesi invernali, mentre in Cina in quelli estivi.

Climi aridi. Riguardano sia zone calde tropicali come i deserti dell'Africa, dell'America del Sud e dell'Australia sia zone fredde continentali come la Mongolia, il Tibet, le grandi pianure degli Stati Uniti e la Patagonia. Le precipitazioni sono scarsissime. Forti le escursioni termiche fra il giorno e la notte.

Climi caldo-umidi. Sono tipici delle zone a cavallo dell'Equatore, come le regioni centrali dell'Africa, delle Americhe e del continente asiatico. Nelle zone più propriamente equatoriali, per esempio l'Amazzonia, il Congo, le Isole della Sonda, le temperature medie annuali superano 25 °C e le piogge sono abbondanti in tutte le stagioni. Nelle zone tropicali e subtropicali temperatura e piovosità sono minori.

Il clima non è sempre lo stesso

"Le stesse parti della Terra non sono sempre state umide o aride, ma cambiano, così come i fiumi si formano o si seccano. E cambiano anche le relazioni tra la terra e il mare; e una località non rimane sempre terra o mare nel corso del tempo […]. Noi dobbiamo supporre che questi cambiamenti seguano un ordine o dei cicli".

Questo brano, tratto da un'opera del filosofo greco Aristotele, dimostra come fin dall'antichità gli esseri umani si erano resi conto che il clima di una determinata regione non rimane sempre uguale: subisce modificazioni col trascorrere del tempo e probabilmente tali cambiamenti obbediscono a fenomeni periodici. Se pensiamo che, all'epoca in cui questa ipotesi fu formulata, non esistevano termometri, tanto meno archivi con registrazioni delle temperature del passato, a maggior ragione ci appare ammirevole la capacità di analisi di alcuni scienziati del passato. Tuttavia bisognerà aspettare il Novecento perché uno studioso del clima, il croato Milutin Milanković (1879-1958), riesca a mettere in relazione le periodiche variazioni di alcuni movimenti astronomici della Terra con i lenti cambiamenti climatici.

L'influenza dei fattori astronomici

Tre sono i fattori astronomici che, su tempi molto lunghi, sembrano governare il succedersi delle fasi di maggiore o minore riscaldamento della Terra. Il primo è l'eccentricità dell'orbita terrestre. L'orbita che il nostro pianeta percorre attorno al Sole è un'ellisse che varia la sua eccentricità, cioè la sua forma più o meno schiacciata, in un periodo di circa 100.000 anni. Attualmente ci avviamo verso la fase in cui la forma è meno schiacciata, più tendente a una circonferenza. Dall'eccentricità dell'orbita dipende la distanza media dal Sole e la quantità di calore che riceviamo dalla nostra stella.

Il secondo fattore è la precessione dell'asse di rotazione della Terra. L'asse terrestre, oltre a ruotare attorno a sé stesso, compie un lento movimento (della durata complessiva di 21.000 anni) che descrive una sorta di cono rovesciato, simile allo sfarfallio di una trottola. Da questo deriva il fatto che la Terra non tocca la minima distanza dal Sole (perielio) sempre nella stessa stagione. Attualmente, per l'emisfero Nord, il passaggio al perielio avviene durante l'inverno.

Il terzo fattore è la nutazione dell'asse terrestre. Infatti l'asse terrestre è soggetto anche a un movimento oscillatorio che si completa ogni 40.000 anni. Cambia la sua inclinazione rispetto al piano dell'orbita da un minimo di 21°55′ a un massimo di 24°20′. Attualmente l'inclinazione è di 23°27′ e siamo in fase ascendente. Maggiore è l'inclinazione dell'asse, maggiore la differenza di temperatura fra estate e inverno.

Periodi glaciali e interglaciali

La combinazione di tutti questi moti millenari modifica la quantità di calore solare che arriva sul nostro pianeta e sembra essere la principale causa del succedersi di periodi freddi, lunghi decine di migliaia di anni, intervallati da periodi caldi più brevi.

Nel corso dei periodi freddi, chiamati glaciazioni, le temperature medie scendono a circa −10 °C, i ghiacciai si estendono fino alle medie latitudini (in Italia sono arrivati fino alla Pianura Padana) e il livello dei mari si abbassa perché una grande quantità di acqua si accumula sotto forma di nevi permanenti. Durante i periodi caldi, chiamati interglaciali, le temperature medie salgono a +15 °C, i ghiacci si sciolgono, limitandosi a ricoprire le due calotte polari e le montagne più alte, mentre il livello dei mari si innalza.

Fra gli strati della Terra sono rimasti segni di tutte queste vicende. Sono ben riconoscibili agli occhi esperti dei geologi che se ne servono per ricostruire la storia del clima passato. Così è stato possibile accertare che in un lungo periodo chiamato Quaternario (comprende gli ultimi 1,5 milioni di anni) si sono susseguite cinque grandi glaciazioni, l'ultima delle quali è durata circa 60.000 anni e si è conclusa 10.000 anni fa. Dunque, attualmente ci troviamo in un periodo interglaciale e forse anche a questo evento geologico è dovuto il fiorire della civiltà umana.

Il clima del recente passato

Anche se ci limitiamo a considerare l'ultima fase interglaciale, è possibile osservare che il clima da diecimila anni a questa parte è cambiato: si riscontrano significative variazioni documentate, oltre che da studi di carattere geologico, da testimonianze archeologiche e storiche.

Dall'8000 al 2000 a.C. si registrò un periodo di 'optimum climatico' con temperature medie leggermente superiori a quelle attuali che favorirono lo sviluppo dell'agricoltura e la nascita delle grandi civiltà. Seguì un'alternanza di brevi raffreddamenti e riscaldamenti, accompagnati da spostamenti delle fasce climatiche: quando la temperatura aumentava, anche le zone calde e temperate salivano di latitudine, e viceversa.

Nel Medioevo, dall'800 al 1200 d.C. ci fu un altro periodo caldo in cui le temperature erano, in media, di 1÷2 °C superiori alle nostre. Secondo gli storici questo favorì l'espansione della civiltà vichinga, l'intensificarsi degli scambi fra la Cina e il Mediterraneo lungo la cosiddetta via della seta, ma anche la diffusione della malaria dovuta all'innalzamento del livello del mare e alla formazione di ampie zone paludose nelle aree costiere.

Tra il 1600 e il 1850, invece, si parla di piccola età glaciale. Le temperature scendono, in media, di 1,5 °C rispetto a quelle attuali, i ghiacci si estendono e i documenti storici registrano il dilagare di carestie, povertà ed epidemie. I pittori fiamminghi del 17° secolo ci hanno lasciato preziose testimonianze visive di questo periodo nei quadri che raffigurano i fiumi del Nord e del Centro Europa trasformati in distese di ghiaccio su cui era possibile pattinare. Notiamo come, riferendosi alla temperature medie, basta una piccola variazione per passare dal clima caldo a quello freddo.

Le preoccupazioni per l'effetto serra

Fino alla metà del Novecento gli studiosi pensavano che le variazioni del clima sul nostro pianeta fossero governate da fattori naturali: tra questi, oltre che i moti astronomici della Terra a cui abbiamo già accennato, anche l'attività del Sole che è soggetta a piccole oscillazioni nel corso dei secoli e le grandi eruzioni vulcaniche che, liberando grandi quantità di gas e particelle, possono variare le caratteristiche fisiche e chimiche dell'atmosfera.

Negli anni più recenti si è fatta strada la convinzione che anche le attività prodotte dalla civiltà umana sono capaci di modificare il clima, surriscaldando l'atmosfera, e quindi tutto il Pianeta, con varie emissioni di gas. Si è aperto così un nuovo capitolo delle emergenze globali a cui si dà il nome di effetto serra di origine antropica, cioè umana.

L'effetto serra

L'effetto serra naturale. L'effetto serra naturale è un fenomeno provvidenziale per la vita sul Pianeta. Nella parte più bassa della nostra atmosfera sono presenti minute goccioline di vapore d'acqua e di altri gas che agiscono come il tetto a vetrate di una serra per coltivazioni: fanno penetrare il calore solare e ne trattengono una parte all'interno (se non ci fossero le vetrate, specie di notte, il calore si disperderebbe). Grazie a esso le temperature medie sulla Terra sono di circa 15°, invece che di −20 °C, e l'escursione termica tra il giorno e la notte non è troppo violenta.

L'effetto serra di origine antropica. Altra cosa è la quota dell'effetto serra che molti scienziati attribuiscono all'uomo. L'aumento della popolazione terrestre, lo sviluppo dell'industria, dei trasporti, dell'agricoltura e dell'allevamento degli animali fanno sì che anche le attività umane siano fonte di notevoli quantità di gas, specialmente anidride carbonica (CO₂) e metano (CH₄), capaci di alterare i fenomeni atmosferici e di accrescere l'effetto serra naturale.

A partire dagli anni Novanta del secolo scorso, un comitato scientifico internazionale insediato dalle Nazioni Unite, l'Intergovernamental panel on climate change (IPCC), ripete nei suoi rapporti periodici che l'uomo appare come il principale responsabile di un aumento dell'effetto serra: nell'ultimo secolo le temperature medie si sono innalzate di quasi 1 °C. Da questa conclusione è nato un accordo internazionale, noto come Protocollo di Kyōto (sottoscritto nel 1997 da moltissimi Stati, ma non da tutti, nella città giapponese), che stabilisce una progressiva riduzione delle emissioni di gas serra, nel tentativo di fermare il riscaldamento globale.

Lo stesso IPCC ritiene che, se non saranno ridotte le emissioni, entro il 21° secolo si manifesteranno ulteriori aumenti di temperatura di alcuni gradi, con conseguente scioglimento di ghiacci, innalzamento del livello dei mari, cambiamenti delle fasce climatiche e incrementi dei fenomeni meteorologici avversi, quali ondate di caldo e di freddo e cicloni. Tutta questa materia è oggetto di un vivace dibattito scientifico nel quale emergono anche le opinioni di studiosi scettici sulla capacità dell'uomo di interferire sul clima e propensi ad attribuire i cambiamenti esclusivamente a fattori naturali ancora non identificati.

Differenza fra clima e tempo

È necessario distinguere fra clima e tempo meteorologico, visto che nel linguaggio d'ogni giorno si fa spesso confusione fra l'uno e l'altro termine.

Il tempo meteorologico si riferisce a una situazione momentanea. Per esempio: ieri il tempo era pessimo, faceva freddo, pioveva e tirava vento; oggi c'è bel tempo, è tornato il sereno e fa più caldo.

Il clima, invece, si riferisce alle situazioni meteorologiche registrate nel corso di un lungo periodo: una stagione, alcuni anni. Per esempio: l'Italia gode di un clima favorevole perché in estate il tempo è bello e d'inverno non c'è troppo freddo; in Groenlandia, negli ultimi anni, il clima è migliorato, infatti le temperature sono state più alte del solito e ha nevicato di meno.

La combinazione dei vari fattori climatici regola le temperature medie, le pressioni, i venti, le precipitazioni in una certa regione, e quindi determina quello che viene chiamato il clima prevalente, stagione per stagione.

Anche nel linguaggio comune, quindi, è opportuno usare le parole clima e tempo nel modo giusto.