Sembra un paradosso: la stessa anidride carbonica che intrappola il calore sulla Terra sta raffreddando gli strati più alti dell’atmosfera.
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Un nuovo studio della Columbia University ha finalmente spiegato il meccanismo fisico dietro uno dei segnali più evidenti del cambiamento climatico: mentre il pianeta si riscalda, la stratosfera continua a raffreddarsi. Da decenni gli scienziati osservano un fenomeno apparentemente contraddittorio: la superficie terrestre e la parte più bassa dell’atmosfera diventano sempre più calde, mentre la stratosfera, lo strato atmosferico che si estende tra circa 11 e 50 chilometri sopra la Terra, si raffredda progressivamente.
Lo studio, pubblicato su Nature Geoscience spiega finalmente il perché.
Nella bassa atmosfera, la CO₂ funziona come una coperta termica: assorbe parte della radiazione infrarossa emessa dalla Terra e impedisce al calore di disperdersi nello spazio. È il classico effetto serra responsabile del riscaldamento globale.
Nella stratosfera l’aria è molto rarefatta. Qui le molecole di CO₂, dopo aver assorbito energia infrarossa, riescono più facilmente a riemetterla verso lo spazio invece di trasferirla all’aria circostante. Aumentando la CO₂ aumentano anche queste emissioni, e la stratosfera si raffredda. Secondo i ricercatori, la stratosfera si è già raffreddata di circa 2°C dalla metà degli anni ’80, un valore oltre dieci volte superiore rispetto a quello che si sarebbe verificato senza le emissioni causate dall’uomo. Il fenomeno era stato previsto già negli anni Sessanta dai modelli climatici del premio Nobel Syukuro Manabe, ma mancava una spiegazione dettagliata dei processi fisici coinvolti.
Il team ha scoperto che il segreto sta nel modo in cui la CO₂ interagisce con specifiche lunghezze d’onda della radiazione infrarossa. Alcune frequenze sono particolarmente efficaci nel disperdere energia nello spazio: una sorta di “zona ideale” che si amplia con l’aumento della concentrazione di CO₂.
I ricercatori hanno inoltre verificato che ozono e vapore acqueo hanno un ruolo molto minore rispetto all’anidride carbonica nel determinare questo raffreddamento. La scoperta aiuta a comprendere meglio il funzionamento dell’atmosfera terrestre e potrebbe essere utile anche nello studio delle atmosfere di altri pianeti ed esopianeti.
Ma c’è un aspetto ancora più importante: una stratosfera più fredda lascia uscire meno energia termica dal sistema Terra verso lo spazio. In pratica, mentre gli strati alti si raffreddano, il pianeta nel suo complesso trattiene ancora più calore vicino alla superficie, rafforzando il riscaldamento globale. Il raffreddamento della stratosfera non smentisce il cambiamento climatico: al contrario, è una delle sue prove più chiare. La CO₂ ha effetti opposti a seconda dell’altitudine, e capire questi meccanismi è fondamentale per comprendere come sta cambiando il clima terrestre.
