Ci sono molti effetti del cambiamento climatico. Forse il più noto è il riscaldamento globale, che è causato dall’accumulo di calore in varie parti del sistema terrestre, come l’atmosfera, l’oceano, la criosfera e la terraferma. L’89 percento di questo calore in eccesso è immagazzinato negli oceani, mentre il resto si trova nei ghiacci e nei ghiacciai, nell’atmosfera e nelle masse terrestri (compresi i corpi idrici interni). Un gruppo di ricerca internazionale guidato dal Centro Helmholtz per la ricerca ambientale (UFZ) ha ora studiato la quantità di calore immagazzinato sulla terraferma, mostrando la distribuzione del calore terrestre tra il suolo continentale, i suoli permafrost e i corpi idrici interni. I calcoli, pubblicati in Dinamica del sistema terrestremostrano che dagli anni ’60 è stato accumulato più di 20 volte più calore, con l’aumento maggiore nel terreno.
L’aumento dei gas serra di origine antropica nell’atmosfera impedisce l’emissione di calore nello spazio. Di conseguenza, la terra assorbe costantemente più calore attraverso l’irraggiamento solare di quanto ne possa restituire attraverso l’irraggiamento termico. Precedenti studi mostrano dove viene immagazzinata questa energia aggiuntiva: principalmente negli oceani (89 percento), ma anche nelle masse terrestri dei continenti (5-6 percento), nei ghiacci e nei ghiacciai (4 percento) e nell’atmosfera (1- 2 per cento). Tuttavia, questa conoscenza è incompleta: ad esempio, in precedenza non era chiaro come questo calore aggiuntivo fosse distribuito nelle masse continentali.
Il gruppo di ricerca, guidato dall’UFZ e con la partecipazione di scienziati dell’Istituto Alfred Wegener (Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI)), della Vrije Universiteit Brussel e di altri centri di ricerca, è stato in grado di quantificare con maggiore precisione quanto calore ha sono stati immagazzinati nelle masse continentali tra il 1960 e il 2020. Il risultato: le masse continentali hanno assorbito un totale di 23,8 x 1021 Joule di calore tra il 1960 e il 2020. Per confronto: ciò corrisponde a circa 1800 volte il consumo di energia elettrica della Germania nello stesso periodo. La maggior parte di questo calore, circa il 90 percento, viene immagazzinata fino a 300 metri di profondità nella terra. Il 9 percento dell’energia viene utilizzato per sciogliere il permafrost nell’Artico e lo 0,7 percento viene immagazzinato in corpi idrici interni come laghi e bacini idrici. “Sebbene i corpi idrici interni e il permafrost immagazzinano meno calore del suolo, devono essere monitorati continuamente perché l’energia aggiuntiva in questi sottosistemi provoca cambiamenti significativi negli ecosistemi”, afferma Francisco José Cuesta-Valero, ricercatore dell’UFZ e autore principale dello studio.
Gli scienziati hanno anche dimostrato che la quantità di calore immagazzinata nel terreno, nel permafrost e nei laghi è in continuo aumento dagli anni ’60. Ad esempio, confrontando i due decenni 1960-1970 e 2010-2020, questa quantità è aumentata di quasi 20 volte da 1,007 a 18,83 x 1021 Joule nel terreno, da 0,058 a 2,0 x 1021 Joule nelle regioni del permafrost e da -0,02 a 0,17 x 1021 Joule nei corpi idrici interni. I ricercatori hanno utilizzato più di 1.000 profili di temperatura in tutto il mondo per calcolare le quantità di calore immagazzinate a profondità fino a 300 metri. Hanno utilizzato modelli per stimare l’accumulo termico nel permafrost e nei corpi idrici interni. Ad esempio, hanno combinato modelli globali dei laghi, modelli idrologici e modelli del sistema terrestre per modellare le acque. Hanno stimato l’accumulo termico nel permafrost con un modello di permafrost che tiene conto di varie distribuzioni plausibili del ghiaccio al suolo nell’Artico. “L’utilizzo di modelli ci ha permesso di compensare la mancanza di osservazioni in molti laghi e nell’Artico e di stimare meglio le incertezze dovute al numero limitato di osservazioni”, spiega Francisco José Cuesta-Valero.
Quantificare questa energia termica è importante perché il suo aumento è associato a processi che possono modificare gli ecosistemi e possono quindi avere conseguenze per la società. Questo vale, ad esempio, per il terreno permanentemente ghiacciato nell’Artico. “Sebbene la quantità di calore immagazzinata nel permafrost possa comprendere solo il 9% dell’accumulo di calore continentale, l’aumento negli ultimi anni promuove ulteriormente il rilascio di gas serra come anidride carbonica e metano a causa dello scongelamento del permafrost”, afferma Francisco José Cuesta- Valero. Se l’energia termica immagazzinata nel terreno aumenta, la superficie della terra si riscalda, mettendo così a rischio, ad esempio, la stabilità del pool di carbonio nel terreno. Nelle aree agricole, il conseguente riscaldamento della superficie potrebbe rappresentare un rischio per i raccolti e quindi per la sicurezza alimentare della popolazione. Nei corpi idrici interni, il mutato stato termico potrebbe influenzare la dinamica degli ecosistemi: la qualità dell’acqua peggiora, il ciclo del carbonio si interrompe; le fioriture algali aumentano e, a loro volta, influenzano la concentrazione di ossigeno e la produttività primaria, influenzando così la produzione ittica.
Pertanto, il coautore Prof. Dr. Jian Peng, capo del dipartimento di telerilevamento dell’UFZ, riassume: “È importante quantificare e monitorare con maggiore precisione quanto calore aggiuntivo viene assorbito dalle masse continentali. Questa è una metrica chiave per capire come i cambiamenti nei processi naturali derivanti dall’accumulo di calore influenzeranno gli esseri umani e la natura in futuro”.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
