Il Servizio meteorologico tedesco (DWD) definisce il clima «come la sintesi dei fenomeni meteorologici che caratterizzano lo stato medio dell’atmosfera in un determinato luogo o in un’area più o meno estesa.
Esso è rappresentato dalle proprietà statistiche complessive (valori medi di temperatura, precipitazioni ecc., valori estremi, frequenze, durate e altro) calcolate su un periodo sufficientemente lungo.
In generale si considera un periodo di 30 anni, la cosiddetta normale climatica, ma sono utilizzati anche intervalli temporali più brevi.»
Per la normale climatica veniva allora utilizzato il periodo 1961-1990; dal 2021 viene utilizzato il periodo 1991-2020.
Per cambiamento climatico – o variazione climatica – si intende quindi qualsiasi modifica del clima. Ciò vale sia per le variazioni dei valori medi sia per quelle di altri parametri statistici (per esempio gli estremi) dei singoli parametri climatici, come temperatura o vento (DWD).

Nel corso della storia della Terra, il clima ha subito continui cambiamenti. Questo cambiamento climatico naturale è sempre legato a una variazione del bilancio climatico terrestre, le cui cause possono però essere molto diverse.

L'influenza maggiore sul clima terrestre è esercitata dal Sole, o più precisamente dall'irraggiamento solare, regolato dai cicli di Milanković Si tratta di diversi parametri orbitali della Terra con cicli periodici: la precessione (movimento di oscillazione dell'asse terrestre) ogni 23.000 anni, l’ obliquità (variazione dell'inclinazione dell'asse terrestre) ogni 41.000 anni e l’ eccentricità (variazione dell'orbita ellittica terrestre) ogni 100.000 e 405.000 anni. Nel frattempo è stato individuato un quarto parametro, l’ inclinazione del piano orbitale terrestre rispetto al piano Sole-Giove. Questa inclinazione si ripete con un periodo di 100.000 anni.

Inoltre svolgono un ruolo importante le variazioni nella composizione dell'atmosfera, la tettonica delle placche, la circolazione oceanica con il sistema di circolazione termoalina (= combinazione di correnti marine che collega quattro dei cinque oceani formando un circuito globale) e l’ albedo Anche grandi eventi di breve durata, come impatti meteoritici oppure eruzioni vulcaniche particolarmente intense o prolungate eruzioni vulcaniche possono determinare un cambiamento climatico, poiché sono in grado di produrre grandi quantità di particelle di cenere, aerosol e gas serra come la CO₂. Una volta accumulati nella stratosfera, possono permanervi a lungo e influenzare in modo significativo il clima.

Le analisi hanno mostrato, per esempio, che soprattutto durante le ere greenhouse (per esempio 540-485 Ma e 200-66 Ma) si formarono numerosi zirconi, indicativi a loro volta di un vulcanismo intenso e prolungato lungo i margini oceanici in quei periodi.
Un cambiamento climatico globale di breve durata fu provocato dalla più potente eruzione vulcanica dell’epoca storica: l’ eruzione del vulcano Tambora in Indonesia nel 1815Durante l’eruzione fino a 160 km³ di tefra furono proiettati fino a 43 km di altezza nella stratosfera, provocando un temporaneo raffreddamento globale di 0,5 °CDi conseguenza, l’anno successivo (1816) passò alla storia in Europa e Nord America come «anno senza estate», con neve e gelo fino a luglio. Ne seguirono cattivi raccolti, carestie e numerose vittime.

Il fatto che anche grandi impatti, come quello di 66 milioni di anni fa, o le eruzioni vulcaniche possano influenzare il clima dipende dal fatto che i fenomeni meteorologici sulla Terra si svolgono principalmente nell’atmosfera terrestre. I processi di interazione che avvengono al suo interno hanno quindi un’influenza decisiva sul clima. Particolarmente importanti sono le variazioni delle concentrazioni di aerosol e di gas in traccia come anidride carbonica, metano, ozono, biossido di zolfo e azoto.

Gli aerosol solfaticiformati secondariamente dalle eruzioni vulcaniche, per esempio, diffondono verso lo spazio una quota maggiore della radiazione solare a onda corta e ne assorbono una parte. Di conseguenza arriva meno energia solare negli strati più bassi dell’atmosfera, provocando un raffreddamento, soprattutto alle latitudini geografiche più elevate (JACOBEIT 2007).

Una delle più grandi eruzioni vulcaniche avvenute in Europa negli ultimi 200.000 anni fu quella che generò la caldera dei Campi Flegrei, nel Golfo di Napoli, circa 39.000 anni fa. In quell’occasione fino a 350 km³ di tefra furono immessi nell’atmosfera, causando oscillazioni climatiche durante la glaciazione würmiana (NOWACZYK et al. 2012). Se un’eruzione di questa portata si ripetesse, potrebbe provocare nuovamente un raffreddamento globale temporaneo con conseguenze devastanti, analoghe a quelle del 1816.

Anche l’ isola d'Ischia nel Golfo di Napoli è di origine vulcanica. Qui, circa 55.000 anni fa, si verificò la più grande eruzione finora nota dell’isola, con l’emissione di fino a 40 km³ di tefra. Per confronto: durante la celebre eruzione del Vesuvio del 79 d.C. furono emessi circa 3,3 km³ di tefra.

I vulcani non emettono soltanto cenere e altre particelle rocciose, ma sono anche tra i produttori naturali di CO₂ della Terra. Le emissioni naturali di gas sotto forma di fumarole, solfatare e mofete possono verificarsi anche durante le fasi non eruttive di un vulcano. Nel Golfo di Napoli esistono numerosi esempi: nel cratere del Vesuvio, in diversi punti dell’isola d’Ischia e nei Campi Flegrei i sistemi vulcanici emettono ininterrottamente CO₂ e altri gas serra nell’atmosfera, in alcuni casi da decine di migliaia di anni.

Sull’isola d’Ischia le emissioni di CO₂ in prossimità della costa vengono attualmente studiate in modo approfondito per comprendere meglio i processi di acidificazione degli oceani Presso il Castello Aragonese, a est dell’isola, si osservano tra l’altro esalazioni di CO₂ dal fondale marino. La CO₂ emessa reagisce con l’acqua di mare formando acido carbonico, che aggredisce e dissolve i carbonati degli organismi dotati di strutture o gusci calcarei.

Gli esempi sopra riportati rappresentano soltanto una piccola selezione utile a illustrare le relazioni e le interazioni nel complesso sistema climatico della Terra. Comprendere i processi fondamentali che osserviamo oggi è tuttavia essenziale per studiare il clima e i suoi cambiamenti nel passato.

Con l’ausilio degli archivi climatici e di diversi metodi di datazione è oggi possibile ricostruire abbastanza bene il clima della storia terrestre. Oltre ai sedimenti marini e lacustri, soprattutto le carote di ghiaccio delle calotte polari forniscono i più completi e affidabili dati climaticiVengono inoltre utilizzati come archivi climatici sedimenti terrestri (per es. loess, dune), formazioni biologiche (anelli degli alberi, coralli, pollini) e documenti storici.

Tra i metodi di datazione utilizzati nella ricerca sul Quaternario rientrano soprattutto la dendrocronologia, l’analisi pollinica, la datazione al radiocarbonio e la luminescenza. Il clima dei periodi e delle epoche geologiche più antiche viene ricostruito soprattutto mediante isotopi radioattivi e le rispettive serie di decadimento (BUBENZER et al.).

In particolare, il clima degli ultimi 2,6 milioni di anni è stato studiato intensamente da numerosi ricercatori e per questo periodo disponiamo dei dati climatici più precisi. Quanto più ci spingiamo indietro nel tempo, tanto più difficile diventa trovare archivi climatici con una capacità di ricostruzione paragonabile a quella degli archivi più recenti.

Grazie agli attuali metodi di datazione sono state riconosciute nella storia terrestre diverse ere Icehouse e Greenhouse Alla fine del Precambriano si verificò la nota situazione di «Terra a palla di neve», un’epoca glaciale estrema con una temperatura media globale fino a -50 °C (RAMSTORF e SCHELLNHUBER 2007). La causa fu la frammentazione di antichi supercontinenti, accompagnata da intensi processi di alterazione ed erosione. Ciò provocò una diminuzione del contenuto di anidride carbonica nell’atmosfera e il conseguente effetto auto-rinforzante ghiaccio-albedo.

Quando, probabilmente a causa di un vulcanismo persistente, il contenuto di CO₂ atmosferica aumentò nuovamente, il pianeta tornò a riscaldarsi. La successiva grande fase glaciale avvenne nel Paleozoico con la glaciazione del Gondwana nel Carbonifero e nel Permiano. Anche in questo caso i processi tettonici e le loro conseguenze sono probabilmente da considerare la causa principale.

Nel Mesozoico seguì una lunga fase priva di calotte glaciali. Questa era Greenhouse, con temperature nettamente superiori a quelle odierne, durò fino alla fine del Cretaceo, quando l’impatto di un meteorite ebbe conseguenze catastrofiche.

L’ultima era Icehouse iniziò nel Cenozoico. Dopo un ulteriore riscaldamento fino all’Eocene, le temperature globali tornarono a diminuire, rimanendo tuttavia ancora superiori a quelle attuali. Alla fine del Miocene, circa 7-8 milioni di anni fa, si formarono infine le prime masse glaciali alle alte latitudini settentrionali. Il culmine di questa era Icehouse fu raggiunto nel Pleistocenetra circa 2,6 milioni e 11.000 anni fa. In questo periodo si susseguirono diverse fasi cicliche calde e fredde, riconducibili soprattutto ai cicli di Milanković. Essi sono anche responsabili dell’inizio dell’ultima fase calda, l’interglaciale dell’Olocene, nel quale viviamo oggi.

Per valutare l’attuale cambiamento climatico è molto importante comprendere il paleoclima. Servono inoltre dati meteorologici affidabili del passato, per confrontarli con quelli odierni e formulare previsioni per il futuro.

Già dal Medioevo esistono registrazioni meteorologiche locali per alcune località, ma senza valori quantitativi. Con l’invenzione del termometro, a partire dal XVII secolo furono avviate le prime serie di misure della temperatura Tuttavia, poiché spesso mancano indicazioni sul luogo e sulle modalità di misura, tali serie non sono molto affidabili. Inoltre, singole stazioni non sono sufficienti a documentare l’evoluzione climatica di un’intera regione, tantomeno del mondo. Dati affidabili sull’ andamento della temperatura globale sono quindi disponibili soltanto dal 1851. In Germania esiste dal 1881 un numero sufficiente di stazioni per ricostruire l’andamento delle temperature (DWD).

Confrontando i dati odierni con quelli del passato si osserva quanto segue (dati NASA e NOAA 2019):

1. La temperatura media globale è aumentata di circa 1 °C dal 1880.
2.  Le analisi delle carote di ghiaccio mostrano che il contenuto di CO₂ nell’atmosfera prima della rivoluzione industriale nel XVIII secolo era sempre pari o inferiore a 280 ppm. In seguito aumentò dapprima lentamente e, dalla metà del XX secolo, rapidamente. Nel 2013 superò per la prima volta la soglia di 400 ppm. Al momento della redazione del testo il contenuto di CO₂ atmosferica era di 412 ppm, il valore più elevato da oltre 800.000 anni.
3. Nel 2019 la superficie del ghiaccio marino artico era di 4,32 milioni di km², corrispondente a una diminuzione di circa il 13% per decennio.
4. La La massa glaciale della Groenlandia si è ridotta di 3.771 gigatonnellate tra il 2002 e il 2017, pari a 286 Gt all’anno.
5. L’ Il livello del mare è aumentato di circa 230 mm dal 1880. Di questi, 95 mm si sono verificati nel solo periodo 1993-2019 (circa 3,3 mm all’anno).

Anche a Ischia è riconoscibile un aumento della temperatura. Per il periodo 1971-2000, per l’isola d’Ischia nel Golfo di Napoli viene indicata una temperatura media annua di 16,8 °C (DATAMETEO). I dati meteorologici del periodo 2010-2019 mostrano che la temperatura media annua si è mantenuta intorno ai 18 °C, quindi circa 1 °C al di sopra della media pluriennale.

I dati e i fatti mostrano chiaramente che la Terra si sta nuovamente riscaldando. A differenza delle oscillazioni climatiche preistoriche, la maggior parte degli scienziati concorda sul fatto che nel caso attuale si tratti di un cambiamento climatico di origine antropica Le ragioni di questa interpretazione sono, da un lato, la relazione tra temperatura e concentrazione di CO₂ nell’atmosfera e, dall’altro, la rapidità dell’aumento della temperatura negli ultimi 150 anni.

Durante le oscillazioni climatiche pleistoceniche la curva della concentrazione di CO₂ seguiva l’andamento della temperatura; oggi avviene il contrario. I cicli di Milanković provocavano allora variazioni dell’irraggiamento solare, riscaldando temporaneamente le superfici terrestri e marine. Di conseguenza diminuiva la solubilità della CO₂ nell’acqua e il gas veniva rilasciato nell’atmosfera, amplificando ulteriormente il riscaldamento. L’aumento della CO₂ avveniva con un ritardo di circa 800-1.000 anni rispetto all’inizio dell’aumento della temperatura. Quando l’intensità dell’irraggiamento solare diminuiva, le superfici terrestri e marine tornavano ad assorbire più CO₂ e le temperature scendevano.

Dall’ inizio dell’industrializzazione si osserva il processo inverso. A causa delle maggiori emissioni del gas serra CO₂ nell’atmosfera, una quota maggiore della radiazione termica a onda lunga rimane nel sistema terrestre. Ne consegue un aumento della temperatura e lo scioglimento delle masse glaciali, sia nelle regioni polari sia sui continenti. La diminuzione dei ghiacci continentali provoca, da un lato, l’innalzamento del livello del mare e, dall’altro, una riduzione dell’albedo, contribuendo a un ulteriore riscaldamento.

Gli scienziati hanno calcolato che il raddoppio della concentrazione di CO₂, da 280 ppm prima dell’industrializzazione a 560 ppm entro la fine del XXI secolo, potrebbe portare a un aumento della temperatura media globale compreso tra 1,5 °C e 4,5 °C.

Il rapido aumento della temperatura incide in modo particolare sugli ecosistemi Gli habitat di flora e fauna scompaiono più rapidamente di quanto piante e animali possano adattarsi alle nuove condizioni. Ne consegue inevitabilmente una perdita di specie Contemporaneamente si spostano le zone climatiche e vegetazionali, cosicché animali come zanzare o zecche provenienti da aree tropicali possono sopravvivere anche nell’Europa centrale e trasmettere malattie tropicali all’uomo e agli animali.

I dati meteorologici mostrano inoltre che negli ultimi decenni gli eventi meteorologici estremi sembrano essere diventati più frequenti, anche se mareggiate, inverni eccezionalmente freddi e prolungati e conseguenti perdite dei raccolti esistevano già prima della rivoluzione industriale. A causa dell’aumento delle temperature, per esempio, si verificano più frequentemente periodi di siccità oppure incendi boschiviIn altre aree si osservano più spesso piogge intense con eventi alluvionali.

Le conseguenze del cambiamento climatico possono aggravare problemi ecologici, economici e sociali, soprattutto nei paesi emergenti e in via di sviluppo, e contribuire a guerre, sfollamenti e migrazioni (LOZÁN et al. 2018).

È difficile valutare se anche a Ischia siano aumentati eventi meteorologici estremi di questo tipo, poiché mancano serie di dati adeguate. È tuttavia interessante osservare che nel castagneto della Falanga esistono diverse grandi cavità, profonde fino a cinque metri, le cosiddette fosse della neveQui, fino a circa il 1900, si raccoglievano neve e grandine per produrre ghiaccio. Negli ultimi decenni, invece, a Ischia ha nevicato pochissimo e anche le grandinate sono piuttosto rare. Oggi l’utilizzo di queste fosse non sarebbe quindi più possibile.

Sull’isola d’Ischia gli eventi di pioggia intensa con frane e colate di fangoche si verificano soprattutto nei mesi invernali potrebbero anch’essi costituire un segnale del cambiamento climatico, qualora si dimostrasse che la loro frequenza e intensità sono aumentate negli ultimi decenni.

Inoltre, quantità maggiori di pioggia possono influenzare il delicato equilibrio tra le acque termali e il serbatoio magmaticosituato al di sotto dell’isola d’Ischia, modificando le pressioni lungo le fratture della crosta accumulate nel tempo e favorendo così una maggiore attività sismica.

Uno Un innalzamento del livello del mare avrebbe effetti soprattutto sulle zone costiere di Ischia. Già oggi, durante il maltempo e piccole mareggiate, il centro storico di Ischia Ponte con le sue taverne viene regolarmente allagato, offrendo un’anticipazione delle conseguenze che un aumento del livello marino potrebbe avere nei prossimi decenni.

Bubenzer, O. et al. (2007): Natürliche Klimaänderungen im Laufe der Erdgeschichte. In: Der Klimawandel – Einblicke, Rückblicke, Ausblicke, pp. 17-26, Potsdam-Institut für Klimafolgeforschung e.V., Potsdam
Jacobeit, J. (2007): Zusammenhänge und Wechselwirkungen im Klimasystem. In: Der Klimawandel – Einblicke, Rückblicke, Ausblicke, pp. 1-16, Potsdam-Institut für Klimafolgeforschung e.V., Potsdam
Lozán et al. (2018): Warnsignal Klima – Extremereignisse. Wissenschaftliche Auswertungen, Amburgo.
Nowaczyk, N. R.; Arz, H. W.; Frank, U.; Kind, J.; Plessen, B. (2012): “Dynamics of the Laschamp geomagnetic excursion from Black Sea sediments” Earth and Planetary Science Letters, 351-352, 54-69
Ramstorf, S. e Schellnhuber (2007): Der Klimawandel. Diagnose, Prognose, Terapie. 144 pp. Monaco di Baviera

datameteo.it
climate.nasa.gov/
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dwd.de/DE/klimaumwelt/klimawandel/klimawandel_node.html
bildungsserver.hamburg.de/klimawandel/