6 Parte Prima Approfondimento Prevedere il clima del futuro Il sistema climatico della Terra è molto complesso per cui non si possono condurre esperimenti diretti in laboratorio che siano in grado di far comprendere come la presenza umana e le emissioni di gas serra che si veri cheranno nei prossimi cinquanta-cento anni potranno incidere sul clima. Per valutare come cambierà il clima nel futuro, vengono elaborati modelli che tengono in considerazione oltre alle variazioni climatiche naturali e alle complesse interazioni tra atmosfera, oceani, terra e biosfera, anche gli effetti dell attività umana (1.6).Tali modelli riproducono al computer una versione del sistema Terra rappresentato nel miglior modo possibile dalle leggi siche e dalle interazioni chimiche che, a loro volta, sono basate sui risultati sperimentali effettuati in laboratorio e su misure in campo. I modelli climatici sono detti AOGCM (Atmosphere-Ocean General Circulation Models) e prendono in considerazione la biosfera e il ciclo del carbonio, l atmosfera e la sua chimica, l idrosfera e soprattutto gli oceani utilizzando una serie di equazioni che traducono le tradizionali leggi della sica e della chimica come la legge di Newton: f 5 m ? a; la legge dei gas P V 5 n ? R T; la formula dell accelerazione di Coriolis (che spiega l effetto della rotazione della terra) a 5 2 2v . v; la prima legge della termodinamica che esprime la conservazione dell energia; le equazioni che traducono i cambiamenti di stato dell acqua (solido, liquido, vapore) e quelle che esprimono la trasmissione del calore (conduzione, convezione, irraggiamento, ecc.). Tali leggi, tuttavia, pur spiegando ciò che accade in un punto della super cie o dell atmosfera della Terra non sono in grado di far comprendere la situazione complessiva per la quale andrebbero applicate con continuità a tutta la super cie (oceani compresi) e a tutta l atmosfera della Terra. Per questo motivo si ricorre ad una approssimazione, detta discretizzazione. La Terra e la sua atmosfera vengono suddivise in celle, sia orizzontali che verticali, formando una griglia (o grigliato) nei cui vertici si effettuano i calcoli (1.7). Negli attuali modelli globali le celle orizzontali hanno una dimensione di 250 km mentre in verticale l atmosfera si suddivide, ad esempio, in 20 strati (di altezza variabile) no a un altitudine di quasi 30 km e per gli oceani parte da 200-400 m di profondità per arrivare, con una decina di strati, anche no a 5000 m o sul fondo. Successivamente il modello viene calibrato (o tarato ) utilizzando i dati che sono stati raccolti, in modo da rappresentare al meglio le situazioni che si sono veri cate nel passato e in ne viene utilizzato per capire cosa succederà nel futuro al determinarsi di un particolare scenario. Gli scenari sono una serie di ipotesi a cui sono associate le corrispondenti valutazioni di impatto ambientale e socio-economiche e non vanno confusi con una previsione. Spesso infatti gli scenari de niscono situazioni estreme, assolutamente improbabili, che però sono importanti per capire come si comporterebbe il sistema in tali evenienze (ad esempio, che cosa accadrebbe se la temperatura della Terra crescesse di 10 °C, se tutti si muovessero solo a piedi, se sparisse una certa popolazione animale, se venissero ridotte tutte le emissioni antropiche di gas serra, ecc.) (1.8). O 1.6 Schema di un modello climatico che visualizza le interazioni delle diverse componenti.