L osservatorio solare a Davos

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1 CLIMA E SOLE L osservatorio solare a Davos L osservatorio di Davos registra l irradiazione solare con la massima precisione e omologa gli strumenti di misurazione in tutto il mondo. I dati osservati chiariscono un vecchio quesito: quale influenza esercita il sole sul nostro clima? ( ) Carl Dorno era un benestante chimico tedesco che si trasferì a Davos in Svizzera, famosa per i suoi sanatori nei quali si curava la tubercolosi e dove era ricoverata la sua unica figlia. Il suo scopo era studiare il sole per scoprire il che ruolo poteva avere nella cura della tubercolosi allo scopo di aiutare la figlia e gli altri malati che soffrivano di questa tremenda malattia. Per molti anni e con scrupolosa precisione egli misurò le vari parti della luce solare e l elettricità dell aria in alta montagna. Gli scienziati Fröhlich, Schmutz dell osservatorio solare di Davos Jos Schmid Dopo la morte della figlia e non essendo riuscito nel suo intento di contribuire ad estirpare questa malattia infettiva, che oggi viene invece curata con antibiotici, nel 1942 Dorno si tolse la vita che ormai considerava inutile e senza senso. Oggi gli studi di Dorno godono nuovamente di grande interesse, anche se per altri motivi. Le sue misurazioni aiutano oggi meteorologi e climatologici a meglio capire il rapporto tra sole e clima terrestre. E l Istituto di meteorologia fisica di Davos, da lui stesso fondato circa cento anni fa esiste ancora. L ex direttore dell Istituto, Fröhlich, che oggi ha 70 anni, ha studiato ed analizzato con caparbietà i dati raccolti da Dorno: dati sulla radiazione globale, la radiazione ultravioletta e quella infrarossa. La tubercolosi, come detto, non c entra più, ma il

2 sole è un fattore importante per il clima. Un particolare problema è quello di conoscere meglio l influenza del sole sul riscaldamento globale. Sono le nostre emissioni di gas serra che determinano il riscaldamento globale o è piuttosto l a stessa attività del sole? Fröhlich è sicuro di aver trovato la risposta giusta - con l aiuto dei dati raccolti da Dorno. Sul tetto dell osservatorio solare di Davos si possono vedere una ventina di diverse apparecchiature, alcune di queste seguono il percorso del sole e sono artificialmente raffreddate. L osservatorio è il World Radiation Center (WRC) dell Organizzazione Mondiale di Meteorologia (WMO). Questi strumenti si possono paragonare al chilogrammo standard di Parigi, dice l attuale direttore dell osservatorio Schmutz, Da noi si trova il modello standard della radiazione solare. Il sole fotografato dal satellite Soho SOHO / ESA / NASA Tutti gli strumenti nel mondo che misurano la radiazione solare devono essere omologati in base agli strumenti dell osservatorio di Davos. Ogni cinque anni meteorologi e climatologi da tutto il mondo arrivano qui con i loro strumenti, li montano su grandi tavoli e li orientano verso lo splendido sole alpino per omologarli con gli strumenti svizzeri che forniscono i valori di riferimento e ne determinano lo standard. Circa due decenni fa, l istituto è riuscito a dimostrare che l effetto serra sta aumentando: dieci stazioni meteorologiche, di cui quella collocata più in alto, sul Jungfraujoch, nelle Alpi bernesi, hanno registrato per dieci anni la radiazione infrarossa ritenuta dall anidride carbonica (CO2) e da altri gas serra contenuti nell atmosfera terrestre.

3 Solo 30 persone lavorano all istituto dove sono stati inventati strumenti ultraprecisi per la misurazione della radiazione solare che fanno parte dell attrezzatura di quasi ogni missione spaziale. Uno di questi strumenti, chiamato Virgo (Variability of Solar Irradiance and Gravity Oscillations), installato nella sonda Soho (Solar and Heliospheric Observatory), osserva da dodici anni il sole e, nel prossimo dicembre, lo shuttle Atlantis trasportèrà uno di questi strumenti alla stazione spaziale ISS. Soho ha trasmesso alla Terra spettacolari immagini dal sole ed ha misurato in tutti i particolari le fontane di gas che l astro proietta nello spazio, a volte per centinaia di migliaia di chilometri. Ma, per quanto riguarda l attività all interno del sole, molte questioni restano ancora aperte. Soho vede solo la superficie solare, ma non l interno della stella. Il processo generale che si svolge nel sole è noto: nel centro dell astro nuclei di idrogeno (H) si fondono dando elio (He). Nel processo, non tutta la massa iniziale viene trasformata, una parte si trasforma in energia secondo la formula einsteiniana E = mc 2. Questo immenso calore migra lentamente dal centro verso la periferia dell astro. Il flusso energetico è caratterizzato da turbolenze e, per arrivare alla periferia, impiega decine di migliaia di anni. L energia irradiata dalla superficie del sole non è pertanto sempre uguale. Uno dei risultati sono le macchie solari, osservabili già con un piccolo telescopio e, talvolta anche ad occhio nudo (per esempio al tramonto). Più macchie ci sono, più energia si irradia dal sole. Conosciamo questo fenomeno, ma non ne conosciamo la causa. Riunione di scienziati a Davos per omologare i loro strumenti In media, su ogni metro quadrato del nostro pianeta arrivano 1,37 chilowatt di energia solare, una volta più, una volta meno. Ma queste piccole variazioni possono causare notevoli effetti, perché quasi il cento percento dell energia sulla Terra proviene dal sole. Si ricorda ancora il periodo relativamente freddo avvenuto tra il XV e il XIX secolo, la cosiddetta piccola era glaciale, un periodo in cui vennero osservate solo poche macchie solari. Durante la piccola era glaciale, in Europa ma anche nell America settentrionale, si verificarono inverni più lunghi e più freddi ed estati relativamente fredde. Verso la metà del XVII secolo, i ghiacciai alpini erano in crescita e nella loro avanzata distrussero persino alcuni villaggi e fattorie. In Olanda, ogni inverno, i canali si ricoprivano di ghiaccio e a Londra si poteva tenere, alcune volte, una fiera sul

4 Tamigi interamente ghiacciato. Nell inverno del 1780 si poteva attraversare a piedi il porto di New York. Gli astrofisici parlano di tre meccanismi che potrebbero influenzare il clima sulla Terra: il primo è quantità di radiazione globale che varia con l attività del sole. Sembra che per questa attività il numero delle macchie solari sia un buon indicatore. Molto di più della radiazione globale varia però la parte ultravioletta (UV) della luce del sole. Le registrazioni dell osservatorio di Davos mostrano continue variazioni. La radiazione ultravioletta può variare, talvolta, di dieci volte di più dell intensità della radiazione globale. La radiazione UV riscalda la Terra non direttamente, ma influisce sui processi chimici dell atmosfera e sulla corrente d aria calda che va dall equatore verso i poli, e che causa effetti meteorologici. Un terzo fattore che potrebbe influenzare il clima terrestre potrebbe essere la radiazione cosmica proveniente dalle profondità dell universo. I protoni ad alta energia colpiscono tutto il sistema solare. Il nostro pianeta è però protetto dal cosiddetto vento solare che, più il sole è attivo, più protegge il pianeta. Quando l attività del sole è invece debole, le particelle cosmiche colpiscono più fortemente l atmosfera terrestre. L influenza di questo processo non è ancora stato chiarito. E possibile che la radiazione cosmica carichi l aria negli strati bassi dell atmosfera in modo da formare dei nuclei di condensazione che, a loro volta, stimolano la formazione di nuvole refrigeranti. Alcuni ricercatori credono che tutte queste nozioni sarebbero sufficienti a spiegare i capricci del clima. Soprattutto i fisici danesi Henrik Svensmark e Eigil Friis- Christensen esprimono dubbi sul fatto che il cambiamento climatico sia provocato dall uomo. Essi, infatti, si basano sul fatto che l andamento delle temperature sulla Terra coincide significativamente con la variazione dell intensità della radiazione solare. L ipotesi della correlazione tra intensità solare e temperatura terreste è stato uno degli argomenti del documentario TV La menzogna del cambiamento climatico, una risposta polemica al documentario Una verità sconcertante di Al Gore, ex vicepresidente statunitense. I dati rilevati nel corso degli ultimi 20 anni dall osservatorio solare di Davos confutano ora l ipotesi dei due fisici danesi, perché sembrano dimostrare che l attività del sole sta attualmente diminuendo, mentre sulla Terra le temperature salgono. I ricercatori di Davos sono pertanto sicuri: la causa principale del riscaldamento globale può essere solo l attività dell uomo. Tenendo conto dell attività solare, ricostruita per gli ultimi secoli in base ad anelli di alberi e di carote di ghiaccio, alcuni astrofisici credono di aver scoperto un ciclo di 200 anni in cui brevi periodi di elevata attività solare sono seguiti da lunghi periodi in cui questa attività diminuisce. Ma questa nozione ha davvero una valenza generale? A Fröhlich e Schmutz, il vecchio e il nuovo direttore dell osservatorio di Davos, non piacciono tali ipotesi e dicono prudenzialmente: Abbiamo molte teorie, ma non sappiamo ancora quale di queste possa essere quella giusta. Fonte: Gerald Traufetter: Eichmaß der Sonnenkraft, in: Spiegel Online

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