A Cabauw, nalla campagna olandese, spicca una torre di 200 metri. Serve allo studio di un grande rompicapo della scienza climatica: le nuvole.
Prendiamo un ascensore e saliamo in cima. Ci guida Pier Siebesma, coordinatore del progetto europeo Euclipse, per lo studio dei cambiamenti del clima: “In questa torre stiamo misurando la temperatura, l’umidità e il vento. Lo scopo è capire come si formano le nuvole”, ci spiega lo scienziato.
Altri strumenti per lo studio delle nubi sono sparsi in tutta la campagna circostante: radar che misurano le goccioline d’acqua, sensori per le radiazioni solari, un laser che traccia l’altezza delle nuvole. Pier Siebesma ci dice ancora: “I nostri unici strumenti per guardare al futuro sono i modelli climatici. Li stiamo usando nella costruzione di scenari sul clima nel XXI secolo. Abbiamo una dozzina di modelli che danno risposte diverse su come la temperatura cambierà. Sappiamo anche che questa incertezza è dovuta principalmente alle nubi e a come sono rappresentate in questi modelli climatici”.
In media la superficie terrestre è coperta per due terzi dalle nuvole. Ma con l’inquinamento la nostra atmosfera presenterà sempre queste caratteristiche? Pier Siebesma risponde: “Se nel cambiamento climatico l’unica cosa a mutare fosse l’aumento dei gas serra il problema sarebbe relativamente semplice. La temperatura globale, con un raddoppio dell’anidride carbonica, aumenterebbe solo di 1,2 gradi. Ma naturalmente il nostro pianeta, il nostro clima, sono sistemi dinamici e le nuvole reagiranno a questo aumento globale della temperatura. “
Questo complesso sistema viene studiato da diverse angolature nell’ambito del progetto europeo denominato Euclipse. A Parigi incontriamo Sandrine Bony, dell’Istituto Pierre Simon Laplace per le Scienze Ambientali, tra i collaboratori dell’Ipcc, l’organismo dell’Onu che tiene sotto controllo le mutazioni climatiche. Mostrandoci delle mappe digitali ci spiega: “I differenti tipi di nubi non hanno lo stesso impatto sulle radiazioni, sul bilancio energetico della Terra. Per esempio quelle basse hanno un importante effetto di raffreddamento, perché riflettono fortemente il sole ma contribuiscono poco all’effetto serra. Al contrario le nubi molto alte producono un importante effetto serra e un raffreddamento non necessariamente considerevole”.
Sandrine utilizza i dati satellitari che fotografano lo stato delle nubi dallo spazio e poi li compara nei modelli climatici: “Da qualche anno, dopo il lancio dei satelliti Calipso e CloudSat nel 2006, abbiamo nuove informazioni sulla struttura verticale delle nuvole”, racconta. “Questi dati ci permetteranno di comprendere meglio le condizioni in cui si formano e valutare il realismo delle nubi simulate nei modelli climatici”.
In passato gli scienziati potevano solo vedere la copertura delle nuvole, ma non valutarne la profondità o la stratificazione. Avere una visione in 3D dallo spazio è stato molto importante per gli scienziati, per confrontare i loro modelli con la realtà. Sandrine Bony ci mostra diverse mappe digitali e spiega: “Questa carta evidenzia la distribuzione delle nubi basse osservate dal satellite Calipso nel 2008. Nella vecchia versione del modello si vede come fossero fortemente sottostimate in rapporto alle osservazioni, mentre nelle versioni più recenti queste nubi vengono simulate un po’ meglio”.
Torniamo in Olanda, dove un altro partner del progetto europeo Euclipse sta affrontando il problema su scala più piccola. Il professor Stephan de Roode, dell’Università tecnologica di Delft racconta: “Stiamo usando dei modelli di turbolenza con i quali è possibile fare zoom fino a circa 30 metri. Praticamente si può davvero vedere cosa succede nelle nuvole in termini di dinamiche e di trasporto di calore e umidità.”
Indossando degli occhiali 3D il team di ricerca osserva le simulazioni del computer e interagisce con lui. Ciò che si cerca di capire è se in un clima più caldo la copertura delle nubi sarà maggiore o minore. Stephan de Roode spiega: “Se siamo in grado di dimostrare che i risultati del nostro modello sono molto vicini o confermano le osservazioni aeree, allora possiamo fare test sensoriali inserendo variabili esterne. Ad esempio: cosa succede se si aumenta la temperatura della superficie del mare? Cosa succede se varia l’asse orizzontale del vento? Cosa succede se aumenta la temperatura a 1km di altezza? E come influisce sulla quantità di nubi nella parte più bassa dell’atmosfera? Queste sono le domande che poniamo al nostro modello”.
Per il momento lo studio delle nubi sembra fornire più domande che risposte. Ma con i dati satellitari e le osservazioni terrestri si arriverà presto a nuove rivelazioni scientifiche. Il coordinatore del progetto Euclipse Pier Siebesma dice: “Una delle cose che stiamo scoprendo è che ci sono effettivamente più nuvole di medio livello di quanto si pensasse inizialmente. Non sono né basse né alte, ma stanno davvero in mezzo e molte di queste sono prive di modelli climatici. Inoltre tali modelli hanno una risoluzione piuttosto limitata. Potremmo dire che non vedono nulla al di sotto del 100 chilometri, mentre la maggior parte delle nuvole che conosciamo sono più piccole di 100 chilometri. Se vogliamo capirci di più abbiamo bisogno di misurarle meglio, come stiamo facendo qui a Cabauw o nello spazio con i satelliti. Dobbiamo migliorare i modelli con risoluzioni più alte per una maggiore comprensione, e poi inserire tutti i risultati in modelli climatici che consentano migliori previsioni.”
Queste previsioni verranno inserite nel prossimo rapporto Onu sui cambiamenti climatici redatto dall’IPCC, che uscirà nel 2013.
Per maggiori informazioni: www.euclipse.eu