Sfatiamo un mito: il Sole non è il colpevole del “riscaldamento globale" e la scienza ci spiega perché
Nel dibattito sulle cause umane del riscaldamento globale, una certa frangia negazionista vuole darne erroneamente la responsabilità al Sole, facendo leva sul fatto che l’energia da questi emessa cambia nel tempo. Vediamo cosa dice la scienza al riguardo.
Il Sole sta vivendo la fase più stabile della sua vita; è una fase durante la quale il bruciamento del combustibile nucleare (consistente nella fusione di idrogeno in elio con conseguente produzione di energia) avviene con regolarità.
Questa regolarità garantisce che la luminosità del Sole, e quindi la quantità di calore che esso riversa sulla Terra, sia costante e rimarrà costante per i prossimi milioni di anni.
Il Sole, una stella magneticamente attiva
Tuttavia, il Sole è anche una stella magneticamente attiva. Al suo interno agisce un meccanismo (chiamato dinamo solare) che converte una frazione di energia meccanica (cioè di energia legata al movimento del gas di cui il Sole è costituito) in energia magnetica. Parte dell'energia magnetica viene per ultimo convertita in energia termica che entra nel bilancio totale di energia emessa dal Sole.
La produzione di energia magnetica da parte del Sole avviene in maniera ciclica: la dinamo solare, che agisce dentro il Sole, trasforma l’energia meccanica immagazzinandola in un campo magnetico che col passare del tempo, intensificandosi, sale in superficie dove si manifesta, ad esempio, sotto forma di macchie solari.
È proprio sulla superficie e nell’atmosfera solare che l’energia del campo magnetico e le correnti elettriche ad esso associate si convertono in energia termica, cioè calore.
Dicevamo che la generazione ed intensificazione del campo magnetico avviene in maniera ciclica.
Le variazioni cicliche di energia magnetica
Per circa 5 anni e mezzo il campo magnetico solare da inizialmente debole raggiunge la sua massima densità in superficie, dove si manifesta quello che viene chiamato il “massimo del ciclo solare”. Nei 5 anni e mezzo successivi, il campo magnetico inizia a decadere, e dissipandosi raggiunge quello che viene chiamato il “minimo del ciclo solare”, il tutto nell'arco di 11 anni.
Raggiunto il minimo, il campo magnetico solare inverte la propria polarità (polo nord e sud magnetici si invertono) e inizia un nuovo ciclo undecennale.
Come cambia la temperatura della Terra durante il ciclo solare
Il surplus di energia termica prodotta magneticamente è in grado di modificare la quantità di calore che il Sole riversa sulla Terra. Se mediamente la superficie terrestre è raggiunta da 1363.5 w/m2, questa quantità aumenta fino a 0.65 w/m2 durante il massimo di attività e diminuisce di altrettanti 0.65 w/m2 durante il minimo di attività, per una variazione di circa 1.3 w/m2 nel corso di 11 anni.
Nel grafico di sopra, viene mostrato l’andamento ciclico della quantità di energia che la Terra riceve ogni secondo dal Sole per metro quadrato (nota come Irradianza Solare Totale o TSI) e si vede come questa oscilli (a causa dell’attività magnetica del Sole) tra 1363 w/m2 (in coincidenza con il minimo di attività solare) e 1364.3 w/m2 (in coincidenza con il massimo dell'attività solare).
Le misure dell’Irradianza Totale Solare (TSI) sono tratte dall’analisi di Dewitt et al. (2022 ).
Tuttavia, questa variazione dell’energia solare di circa 1.3 w/m2 determina sulla superficie terrestre una variazione di temperatura di appena 0.1 0C (1 decimo di grado).
In occasione dei massimi solari la temperatura superficiale della Terra aumenta di 0.050C mentre in occasione dei minimi diminuisce di 0.050C rispetto al valore medio.
Nel grafico di sotto è riportato l’andamento dell’anomalia della temperatura superficiale dell’aria, cioè la differenza rispetto al valore medio del periodo 1850-1900 (periodo pre industriale).
Le misure di anomalia della temperatura superficiale dell’aria sono prese dal database del Goddard Institute for Space Studies (GISS) della NASA relative al periodo dal 1947 al 2024.
Tuttavia, se nello stesso grafico, usando la stessa scala, riportiamo l’oscillazione di temperatura dovuta all’attività magnetica solare, notiamo che questa non solo spiega solo una piccola frazione ma il suo contributo è rimasto costante, mentre la temperatura globale della Terra ha continuato e continua ad aumentare.
Su +1.280C di aumento della temperatura media globale solo 0.10C sono responsabilità del Sole.
Questo confronto mostra come il Sole non possa essere considerato causa del riscaldamento globale. Nel periodo compreso tra l’era pre-industriale ed oggi il calore che esso riversa sulla Terra è rimasto costante entro +/- 0.050C.
Tuttavia, se consideriamo tempi scala più lunghi, cioè decine di migliaia di anni, sappiamo che variazioni dell’orbita hanno comportato variazioni di temperatura periodiche fino a 6 0C, innescando un’alternanza tra ere glaciali e periodi interglaciali.
I cicli di Milankovitch
Nel corso del tempo l’orbita Terra attorno al Sole è soggetta a variazioni periodiche come anche l’inclinazione del suo asse di rotazione è soggetta a variazioni. Queste variazioni sono anche note come cicli di Milankovitc. Il loro effetto combinato è sia una variazione periodica nella quantità di calore che arriva a Terra sia in una sua diversa distribuzione alle diverse latitudini.
Queste variazioni si manifestano su tempi scala che vanno dai 26 mila ai 100 mila anni. Si tratta, pertanto, di variazioni troppo lente per entrare in gioco e svolgere un ruolo determinante nel riscaldamento globale registrato negli ultimi 80 anni. Piuttosto queste variazioni a lungo termine sono associate all’alternanza tra ere glaciali e periodi interglaciali.
Le variazioni di orbita e di inclinazione comportano variazioni di temperatura di diversi gradi, ma si realizzano su tempi scala di decine di migliaia di anni. Dal periodo preindustriale ad oggi esse non hanno prodotto alcuna variazione di temperatura.
Come discusso in precedenti articoli, è l'aumento di concentrazione in atmosfera dei gas serra emessi dalle attività umane la principale causa del riscaldamento globale.
Riferimenti allo studio
"Centennial Total Solar Irradiance Variation" S. Dewitte, J. Cornelis and M. Meftah. Remote Sens. 2022, 14, 1072. https://doi.org/10.3390/rs14051072