Possiamo davvero chiamarla “Scienza del Clima”? La provocazione del Prof. Koutsoyiannis fa discutere l’Europa

Il dibattito sui cambiamenti climatici è spesso dominato da narrazioni a senso unico, ma voci autorevoli dal mondo accademico continuano a chiedere un ritorno al rigore del metodo scientifico, lontano dalle politicizzazioni. È il caso di Demetris Koutsoyiannis, Professore Emerito di Idrologia e Analisi dei Sistemi Idrici all’Università Tecnica Nazionale di Atene, noto a livello internazionale per i suoi studi avanzati sulla stocastica e l’idrometeorologia (come le sue recenti e complesse pubblicazioni sui “K-moments” per la modellazione delle precipitazioni e sui fondamenti stocastici dell’entropia).

Di recente in Italia per alcuni incontri accademici tra Bologna e Brescia, il Prof. Koutsoyiannis sta ultimando un nuovo libro – intitolato “Stochastics as Physics” – che promette di scuotere dalle fondamenta il dibattito climatico mainstream. I concetti chiave della sua opera stanno già rimbalzando in tutta Europa, tradotti e rilanciati dal network internazionale di scienziati critici del gruppo di Clintel.

In anteprima per l’Italia, e in accordo diretto con l’autore, MeteoWeb pubblica oggi la traduzione integrale del suo ultimo, provocatorio intervento intitolato “Possiamo trasformare la ‘scienza del clima’ in scienza?”, in cui lo scienziato smonta la teoria della CO₂ come “manopola di controllo” del clima e spiega perché il cosiddetto “effetto serra” sia, fisicamente parlando, un termine scientificamente scorretto.

Di seguito il testo integrale del Prof. Koutsoyiannis tradotto per la prima volta in Italiano.

Possiamo trasformare la “scienza del clima” in scienza?

Un’anteprima del nuovo Capitolo 7, “La radiazione nell’atmosfera”, del mio libro “Stochastics as Physics”

Di Demetris Koutsoyiannis

Commenti introduttivi

La mia risposta alla domanda nel titolo di questo post è un NO categorico. La “scienza del clima” non è semplicemente scienza corrotta: è uno strumento costruito ad hoc che indossa il camice bianco della scienza, avendone però abbandonato il metodo.

Questa frase proviene dalle Conclusioni di una presentazione che ho tenuto sei mesi fa alla conferenza dell’Accademia Ungherese delle Scienze. In quell’occasione, ho elencato diversi segnali rivelatori del fatto che la “scienza del clima” non è scienza, ma sofistica:

• Mescolanza della conoscenza scientifica con la politica.
• Ostilità verso il dialogo scientifico.
• Infinite previsioni di catastrofi che si rivelano quasi sempre sbagliate.
• Promozione dell’idea di “salvezza del mondo”.
• Promozione di ambiguità e inesattezza.
• Appello al consenso.
• Censura e silenziamento delle voci dissenzienti.
• Etichettatura dell’opinione scientifica dissenziente come “negazionismo” e di chi la esprime come “negazionista”.
• Inversione di causa ed effetto.
• Preferenza per i risultati dei modelli rispetto ai dati osservativi.
• Discriminazione nei finanziamenti alla ricerca e divieto di idee non conformi.
• Studi “scientifici” risibili volti a instillare la paura di vari e fantasiosi impatti climatici (es. i calcoli renali).

Ecco perché, a mio avviso, la “scienza del clima” non è scienza. Per fortuna, i suoi praticanti si definiscono “scienziati del clima” piuttosto che climatologi, cosicché la vera scienza del clima – la climatologia – non è stata gravemente danneggiata dalla loro terminologia fuorviante.

Ritengo sia più facile indagare il clima partendo da zero, piuttosto che continuare a costruire sull’edificio della “scienza del clima”. Credo che ciò di cui abbiamo bisogno sia una ricostruzione dalle fondamenta. Questo è l’approccio che seguo nel mio libro in preparazione, intitolato “Stochastics as Physics”. Ho cercato di fornire una nuova base persino alla nozione stessa di entropia, la pietra angolare della fisica atmosferica.

Man mano che procedo con lo studio e la stesura dei capitoli, li rendo immediatamente disponibili su internet. Il mio ragionamento alla base di questo approccio è la mia fiducia nel dialogo scientifico come mezzo principale per il progresso scientifico. Ogni essere umano commette errori (per non parlare dei bot non umani) e il dialogo aiuta a individuarli e correggerli.

“Ricostruire dalle fondamenta” dovrebbe includere la terminologia

In altri miei scritti ho spiegato che anche la terminologia utilizzata nella “scienza del clima” è orientata politicamente. Persino il termine “cambiamento climatico” non è un termine scientifico, ma uno slogan politico. Il termine scientifico è semplicemente “clima”. Ad esempio, a mio avviso, il Journal of Climate Change avrebbe dovuto chiamarsi Journal of Climate. Non c’è alcun bisogno del primo titolo, così come non c’era bisogno di un Journal of Weather Change (Giornale dei Cambiamenti Meteorologici) o di un Journal of Time Change.

Una pletora di altri termini correlati è ancora peggiore. È evidente che espressioni come “emergenza climatica” o “crisi climatica” siano puri slogan politici.

Tornando al capitolo 7 del mio libro, uno dei temi affrontati è dedicato ai termini “effetto serra” e “gas serra”. Da un punto di vista scientifico, sono scorretti. L’atmosfera non è come una serra, che riscalda il suo interno bloccando la convezione e rendendo la temperatura uniforme al suo interno. Nell’atmosfera, il riscaldamento si basa sulla convezione e sul gradiente termico verticale (lapse rate). I meccanismi nei due casi sono esattamente opposti. Pertanto, “anti-serra” sarebbe più adatto per l’atmosfera. Tuttavia, seguendo la proposta di un nostro studio correlato, i termini che utilizzo sono “effetto radiativo atmosferico” (ARE) e “gas radiativamente attivi” (RAG).

Temperatura di equilibrio della Terra

La Legge di radiazione di Planck e la Legge di Stefan-Boltzmann vengono derivate nel libro attraverso la massimizzazione dell’entropia, ovvero dell’incertezza. Modelli dettagliati mostrano che la temperatura di equilibrio dipende fortemente dalla velocità di rotazione, dall’inclinazione assiale, dalla conduttività/convezione e dalle variazioni di albedo, e non solo dall’irraggiamento e dall’albedo come nel concetto semplificato di temperatura effettiva. Casi di pianeti non rotanti o con inclinazioni estreme abbassano drasticamente la temperatura media (fino a circa il 40% di T₀, dove T₀ è la temperatura idealizzata su una superficie perpendicolare ai raggi del Sole, secondo la Legge di Stefan-Boltzmann). I casi simili alla Terra, a rotazione rapida, danno circa il 68%–70% di T₀ (circa 245–255 K).

La temperatura superficiale (circa 288 K) supera la media della colonna atmosferica a causa del gradiente termico verticale (lapse rate), derivante dal moto macroscopico, non primariamente dalla radiazione. È il lapse rate di 6,5 K/km a fare la differenza. Infatti, la temperatura media della colonna è vicina a quella che ci aspetteremmo dalla Legge di Stefan-Boltzmann (255 K) e la temperatura superficiale (288 K) è vicina a quella che ci aspetteremmo dato il lapse rate di 6,5 K/km.

L’emergere del gradiente termico verticale (Lapse Rate)

Quel gradiente termico (meno il gradiente termico verticale) non è il risultato dei processi di radiazione. È l’esito necessario della termodinamica e, a sua volta, della massimizzazione dell’entropia. I seguenti punti forniscono la spiegazione:

1. Lo stato di una colonna d’aria è generalmente influenzato dalla gravitazione. Tuttavia, la gravitazione non altera lo stato di equilibrio: esso rimane isotermico, come se la gravitazione fosse assente.
2. Quindi, se ci fosse solo moto molecolare, il profilo atmosferico di equilibrio sarebbe isotermico (o vicino ad esso). Ciò che fa la gravitazione è distinguere lo stato isentropico da quello isotermico.
3. La Terra non è mai in equilibrio e quindi l’atmosfera non è isotermica. Lo stato di non-equilibrio è causato da cambiamenti che si verificano su tutte le scale (giorno/notte, formazione di nubi, estate/inverno, variazioni di albedo, dinamiche solari, vulcani, ecc.).
4. In assenza di equilibrio, c’è trasferimento di calore. Nei fluidi (atmosfera e oceani) la convezione (ovvero il flusso di massa) accompagna il trasferimento di calore, dominando sulla conduzione.
5. Il flusso di massa avviene attraverso strutture atmosferiche macroscopiche (celle termiche, celle di convezione) che si espandono su varie scale spaziotemporali.
6. Una particella d’aria riscaldata in superficie, che assorbe gran parte della radiazione solare, si muoverà verso l’alto in modo così rapido che non le può essere sottratto o aggiunto calore. Il moto macroscopico non può mantenere una temperatura costante; piuttosto allontana il profilo di temperatura verticale reale da quello isotermico.
7. Pertanto, il movimento è in gran parte adiabatico reversibile, ovvero isentropico.

In sintesi: Il profilo di temperatura nell’atmosfera si allontana da quello isotermico e tende a quello isentropico, che è associato a un gradiente termico non nullo. La radiazione non è assente in questo processo. L’effetto radiativo atmosferico (assorbimento/emissione da parte dei gas radiativamente attivi e delle nuvole) è reale ma secondario. Non è prudente pensare a questo agente come alla causa del fenomeno.

La CO₂ non è la manopola di controllo del clima terrestre

Per quanto riguarda l’importanza relativa dei gas radiativamente attivi (RAG), il vapore acqueo e le nuvole dominano (~87–95% di importanza relativa per i flussi di onde lunghe) e il contributo della CO₂ è minore (~4–5%). Pertanto, invece di contare le emissioni umane di CO₂ (che sono il 4% delle emissioni totali di CO₂), sarebbe più saggio indagare il ruolo dominante dell’idrologia nel clima.

Nel libro, il contributo dei gas radiativamente attivi è stato calcolato con un metodo scientifico adeguato, che confuta i risultati popolari della “scienza del clima”. In particolare, il libro sfida direttamente l’influente articolo di Lacis et al. (2010) (e il relativo studio di attribuzione di Schmidt et al., 2010) in quanto privo di una solida base scientifica per sostenere che la CO₂ sia la principale “manopola di controllo” della temperatura terrestre.

Lacis/Schmidt fanno paragoni con mondi immaginari “senza gas non condensanti”. Al contrario, la mia analisi si basa su condizioni del mondo reale. Essi sostengono che i gas serra non condensanti (come la CO₂) forniscono la struttura di temperatura stabile, mentre il ruolo del vapore acqueo e delle nuvole sarebbe secondario e dipendente dalla CO₂ stessa.

Il Capitolo 7 ribatte che questi scenari di “collasso” in assenza di CO2 sono assurdi: anche a bassi livelli di vapore acqueo (es. il 10% di quello attuale), la termodinamica implica un forte effetto radiativo atmosferico. Le prove empiriche derivanti dalle misurazioni a lungo termine della radiazione a onde lunghe (su oltre 100 anni, con un aumento del ~30% di CO₂) verificano i miei risultati computazionali: non mostrano alcuna amplificazione distinguibile dell’effetto attribuibile alla CO₂.

L’effetto radiativo atmosferico è legato sia al riscaldamento che al raffreddamento

Come si vede chiaramente nelle mie analisi, l’effetto radiativo atmosferico (ARE) è legato al riscaldamento, ma anche al raffreddamento della superficie terrestre, a seconda del gradiente termico (lapse rate):

• Se il gradiente termico è zero, l’atmosfera rimane isotermica, nonostante la presenza di gas radiativamente attivi. Non c’è alcun riscaldamento o raffreddamento.
• Quando c’è un’inversione termica (gradiente negativo), l’effetto radiativo equivale al raffreddamento della superficie terrestre. Non al riscaldamento.
• Affinché compaia il riscaldamento, il gradiente termico deve essere positivo. Questo non è dettato dalla radiazione, ma dalla termodinamica e dalla gravitazione.

Queste non sono solo affermazioni basate su modelli. Ci sono prove sperimentali di laboratorio (Harde & Schnell), così come prove osservative da satellite (van Wijngaarden e Happer) che illustrano chiaramente la funzione alternata di riscaldamento e raffreddamento dell’atmosfera.

Implicazioni più ampie

Il libro sottolinea che il gradiente termico deriva dalla termodinamica stocastica/macroscopica, piuttosto che dal “forzante radiativo” come stabilito dalla “scienza del clima”.

Nel complesso, l’opera riformula la termodinamica del moto molecolare e della radiazione all’interno della stocastica/massima entropia, enfatizza le dinamiche macroscopiche/convezione rispetto a concetti vaghi o errati come “serra” e “forzante radiativo”, verifica il ruolo minimo della CO₂ rispetto all’acqua/nuvole e mette in discussione le attribuzioni semplicistiche della temperatura alla CO₂ antropogenica. Sottolinea le incertezze, le discrepanze tra modelli ed empirismo, e la necessità di una visione olistica.

Ho letto l’intero libro diverse volte e non ho trovato errori gravi. L’ho anche discusso con l’Intelligenza Artificiale, che parimenti non ha identificato problemi significativi. Se ci sono errori, spero che i lettori possano identificarli e farmelo sapere per correggerli (in italiano, tramite la redazione di MeteoWeb scrivendo all’indirizzo di posta elettronica info@meteoweb.it).