Risultati da 1 a 7 di 7
  1. #1
    Vento moderato L'avatar di Diego 14
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    Predefinito Stratosfera in raffreddamento

    Salve a tutti!!
    Se al suolo le temperature sono in rialzo, la stratosfera non segue per niente questo trend, anzi ha un netto trend al ribasso più si sale di quota.
    Quali sono le possibili cause di questo raffreddamento?


  2. #2
    Burrasca forte L'avatar di burian br
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    Predefinito Re: Stratosfera in raffreddamento

    Una delle cause ipotizzate dovrebbe essere l'eccesso di gas serra stesso.

    I gas serra come sai riflettono la radiazione infrarossa. La radiazione infrarossa è quel che volgarmente chiamiamo calore.

    La Terra riceve le radiazioni infrarosse dal Sole.
    Avrai dunque un "flusso entrante" che possiamo chiamare A.

    Il flusso entrante, arrivato sulla Terra, viene in parte assorbito (A1) e in parte riflesso (A2) come già abbiamo detto.
    Ma la Terra, per la legge di Stefan Boltzmann, emette anche radiazioni infrarosse a sua volta: possiamo chiamare queste B.
    Avrai pertanto un flusso uscente dalla Terra verso lo spazio dato dalla somma di A1+A2+B.

    Questo flusso uscente però non viene del tutto liberato nello spazio, ma una quota consistente viene riflessa nuovamente verso la Terra appunto dai gas serra. Possiamo chiamare questa "quota" come C, dove C è una frazione di A1+A2+B.


    Bene: adesso vediamo cosa sta accadendo con una maggiore quantità di gas serra in atmosfera.
    I gas serra come detto riflettono nuovamente sulla Terra le radiazioni infrarosse del flusso uscente. Più gas serra ci sono, ovviamente, più grande è C, cioè la quota che torna al suolo.

    Ora: chiamiamo C1 la quota di flusso uscente che tornava sulla Terra prima dell'emissione di gas serra, e C2 la quota di flusso uscente che torna a Terra ora.
    I gas serra sono concentrati nella troposfera, al di sotto della stratosfera. Di conseguenza il flusso uscente che arriva in stratosfera è già "privato" della quota C, perchè questa come abbiamo detto è stata riflessa di nuovo sulla Terra.
    Possiamo dire quindi che:

    Fstrat = (A1+A2+B)-C

    dove Fstrat è il flusso uscente che giunge in stratosfera dopo che C è stata riflessa dai gas serra troposferici


    Dato che abbiamo usato C2 e C1 , possiamo scrivere che:

    Fstrat (PI) = (A1+A2+B)-C1

    Fstrat (GW) = (A1+A2+B)-C2

    La prima equazione si riferisce al flusso uscente in stratosfera nell'epoca preindustriale (PI), mentre la seconda si riferisce al flusso uscente in stratosfera nell'epoca attuale (GW: global warming).
    Sappiamo, da quanto detto sopra, che C2 > C1 il che vuol dire che il flusso di calore che arriva in stratosfera in epoca GW è minore di quanto faceva prima, in epoca preindustriale.
    Se arriva meno calore in stratosfera, essa si raffredda. E arriva meno calore proprio perchè oggi ne viene respinto verso la Terra una quota superiore.

  3. #3
    Brezza tesa
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    Predefinito Re: Stratosfera in raffreddamento

    Il meccanismo descritto da @burian br è certamente presente, però a mio avviso non è quantitativamente dominante, infatti il raffreddamento non ha una buona correlazione con le concentrazioni di gas serra.

    Più importante è la riduzione delle concentrazioni di ozono, avvenuta in particolare tra gli anni 70 e 90, poi stabilizzatasi a seguito del protocollo di Montreal che ha messo al bando i CFC. L'ozono infatti assorbe la radiazione ultravioletta del sole e questo produce un riscaldamento della stratosfera, se la quantità di ozono si riduce cala anche la temperatura. Questo spiega bene il motivo per cui dopo i minimi toccati negli anni 90 si è avuta una stabilizzazione delle temperature.

    Un altro importante contributo è dato dalle grandi eruzioni vulcaniche, che possono iniettare grandi quantità di polveri e gas in stratosfera. In particolare i solfati emessi dai vulcani possono portare a forti riscaldamenti che possono durare fino a 1-2 anni. Nel grafico si vedono molto bene le eruzioni di El Chichon (1982) e Pinatubo(1991). Un effetto collaterale dei vulcani però è quello di distruggere grandi quantità di ozono, motivo per cui una volta depositati i solfati la temperatura scendeva ancora più in basso. Le eruzioni andavano ad accelerare il processo di riduzione dell'ozono prodotto dai gas antropogenici e producevano un salto verso il basso anche delle temperature, una volta esaurito il temporaneo effetto di riscaldamento.

    Infine l'attività solare è una terza variabile molto importante. La fluttuazione dell'energia proveniente dal sole nel suo ciclo undecennale è concentrata nello spettro ultravioletto, che può avere oscillazioni prossime al 10% a fronte di una variazione totale di circa 0,1%. Questo si traduce in una riduzione delle temperature della stratosfera sia direttamente sia perché porta a ridurre le concentrazioni di ozono. La forte riduzione dell'attività solare quindi ha dato un suo contributo al ribasso a partire da metà anni 90, sebbene di un ordine di grandezza inferiore rispetto all'effetto dei gas . Questo effetto però diventa più importante alle alte quote.

    Complessivamente c'è un tale miscuglio di fattori che ancora non c'è una risposta univoca alla tua domanda, anche a livello scientifico il dibattito sul peso relativo di tutti questi elementi è molto aperto.

    Ah, il picco verso l'alto degli ultimi mesi pare che sia dovuto agli incendi australiani di questo inverno, talmente forti da generare moti convettivi capaci di portare il fumo fino alla stratosfera.
    Ultima modifica di snowaholic; 24/05/2020 alle 23:22

  4. #4
    Vento teso L'avatar di damiano23
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    Predefinito Re: Stratosfera in raffreddamento

    Citazione Originariamente Scritto da snowaholic Visualizza Messaggio
    Il meccanismo descritto da @burian br è certamente presente, però a mio avviso non è quantitativamente dominante, infatti il raffreddamento non ha una buona correlazione con le concentrazioni di gas serra.

    Più importante è la riduzione delle concentrazioni di ozono, avvenuta in particolare tra gli anni 70 e 90, poi stabilizzatasi a seguito del protocollo di Montreal che ha messo al bando i CFC. L'ozono infatti assorbe la radiazione ultravioletta del sole e questo produce un riscaldamento della stratosfera, se la quantità di ozono si riduce cala anche la temperatura. Questo spiega bene il motivo per cui dopo i minimi toccati negli anni 90 si è avuta una stabilizzazione delle temperature.

    Un altro importante contributo è dato dalle grandi eruzioni vulcaniche, che possono iniettare grandi quantità di polveri e gas in stratosfera. In particolare i solfati emessi dai vulcani possono portare a forti riscaldamenti che possono durare fino a 1-2 anni. Nel grafico si vedono molto bene le eruzioni di El Chichon (1982) e Pinatubo(1991). Un effetto collaterale dei vulcani però è quello di distruggere grandi quantità di ozono, motivo per cui una volta depositati i solfati la temperatura scendeva ancora più in basso. Le eruzioni andavano ad accelerare il processo di riduzione dell'ozono prodotto dai gas antropogenici e producevano un salto verso il basso anche delle temperature, una volta esaurito il temporaneo effetto di riscaldamento.

    Infine l'attività solare è una terza variabile molto importante. La fluttuazione dell'energia proveniente dal sole nel suo ciclo undecennale è concentrata nello spettro ultravioletto, che può avere oscillazioni prossime al 10% a fronte di una variazione totale poco superiore a 1%. Questo si traduce in una riduzione delle temperature della stratosfera sia direttamente sia perché porta a ridurre le concentrazioni di ozono. La forte riduzione dell'attività solare quindi ha dato un suo contributo al ribasso a partire da metà anni 90, sebbene di un ordine di grandezza inferiore rispetto all'effetto dei gas . Questo effetto però diventa più importante alle alte quote.

    Complessivamente c'è un tale miscuglio di fattori che ancora non c'è una risposta univoca alla tua domanda, anche a livello scientifico il dibattito sul peso relativo di tutti questi elementi è molto aperto.

    Ah, il picco verso l'alto degli ultimi mesi pare che sia dovuto agli incendi australiani di questo inverno, talmente forti da generare moti convettivi capaci di portare il fumo fino alla stratosfera.
    Ma io infatti stavo pensando all'ozono, che è stato carente al Polo nord lo scorso inverno.
    I venti stratosferici solitamente trasportano l'ossigeno ad alte latitudini fino ai poli trascinando con l'ozono che è di solito maggiore al Polo che all'Equatore e permettendo anche gli scambi di calore.

    Con l'interruzione di queste correnti che salgono dalla zona equatoriale fino alla stratosfera raggiungendo poi il Polo, l'ozono ovviamente non viene più trasportato e non c'è la rigenerazione della ozonosfera.

    C'è da dire che è un gas serra particolare in quanto protegge la troposfera dai raggi UV, ma al di sopra di questa barriera di O3 le temperature sono altissime in quanto esso trattiene il calore della radiazione rilasciando energia.
    Stratosfera in raffreddamento-350px-raggi_uv_e_ozono.jpg

    Senza questo strato atmosferico non sarebbe ceduto calore che scalda l'alta stratosfera, difatti abbiamo la termosfera subito dopo.

    Per quanto riguarda le eruzioni vulcaniche, affinché vi siano effetti rilevanti nella stratosfera, con effettivo raffreddamento per accumulo di polveri sottili, deve essere almeno di categoria 3:

    VEI Quantità di materiale emesso Classificazione Descrizione Altezza della colonna eruttiva Durata
    (ore di emissione continua)
    Periodicità[4] Iniezione troposferica[4] Iniezione stratosferica[4] Esempi
    0 < 10 000 m³ Eruzione hawaiana Non esplosiva < 100 m < 1 ora continua trascurabile nessuna Kīlauea, Piton de la Fournaise,Erebus
    1 > 10 000 m³ Eruzione stromboliana Leggera 100 m–1 km < 1 ora giornaliera nessuna Nyiragongo(2002), Isola Raoul (2006), nessuna
    2 > 1 000 000 m³ Eruzione stromboliana-vulcaniana Esplosiva 1–5 km < 1 ora settimanale nessuna Unzen (1792),Cumbre Vieja(1949), Galeras(1993), Sinabung(2010) Etna (2019 - in corso), nessuna
    3 > 10 000 000 m³ Eruzione vulcaniana Catastrofica 3–15 km 1-6 ore mensile sostanziosa possible Nevado del Ruiz(1985), Lassen Peak (1915),Soufrière Hills(1995), Nabro(2011)
    4 > 0,1 km³ Eruzione sub-pliniana Cataclismica > 10 km (pliniana o sub-pliniana) 1-6 ore > 1 anno sicura Mayon (1814),Pelée (1902),Galunggung(1982), Eyjafjöll(2010), sicura
    Ultima modifica di damiano23; 25/05/2020 alle 09:45
    Io sono già stato quello che voi siete, ma non so se voi sarete, e dico a tutti, quello che io sono.

  5. #5
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    Predefinito Re: Stratosfera in raffreddamento

    Dipende dalla quota, in bassa stratosfera (canale TLS delle MSU) l'impatto dominante era quello dell'ozono, da quando c'è stato un leggero recupero dell'ozono da metà anni '90 è stato sufficiente a compensare il raffreddamento dovuto all'aumento della co2 che a quelle quote è stimato in circa -0.1°C/decennio, il trend dal 1979 è ancora lo stesso di -0.2/-0.3°C/decennio; più in alto (SSU/AMSU) invece è dominante l'effetto della co2 che aumenta con la quota ed il raffreddamento continua, è anche più evidente il ciclo solare; ancora più in alto avvicinandosi alla stratopausa aumenta di nuovo anche l'impatto dell'ozono .

    LST (MSU) ha il massimo del segnale a circa 16km
    ch1/TMS ha il massimo del segnale a 32km, ch2/TUS a 37km e ch3/TTS a 45km

    ResearchGate


    Tendenza stagionale Inverno '18/2019-bams.png


    Ultima modifica di elz; 25/05/2020 alle 04:13

  6. #6
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    Predefinito Re: Stratosfera in raffreddamento

    @damiano23,
    il copia/incolla della tabella ha avuto dei risultati curiosi. Io avevo notato già che a VEI4 corrispondeva una durata delle emissioni maggiori di un anno invece delle ore. Si sono fuse caselle di colonne differenti.
    Ma il senso è quello, non basta la sola emissione di SO2 (l'Etna ne emette a migliaia di tonnellate al giorno), deve finire in alta quota, solo poche eruzioni ci arrivano.

  7. #7
    Vento moderato L'avatar di Diego 14
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    Predefinito Re: Stratosfera in raffreddamento

    Grazie mille a tutti per aver risposto in modo più che esaustivo alla mia domanda!

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