Archivi categoria: Clima

IL PRINCIPIO DI AFFINITA’

Posted on by
Rispondi

Forse è qualcosa su cui le persone non si fermano abbastanza a riflettere.
Per questo motivo voglio parlarne. E’ un principio che descrive la strada preferenziale di aggregazione delle cose. E’ già presente a livello atomico e molecolare, dove possiamo osservare l’unione di particelle ed atomi in funzione di alcune caratteristiche specifiche di ciascuno. Attenzione: affinità non significa uguaglianza, ma compatibilità, attrazione reciproca, finalità analoghe, quali che siano. In natura, ad esempio, troviamo grandi affinità nella formazione di molecole tra alcuni atomi specifici, a causa di loro peculiari caratteristiche, alcune delle quali forse solo immaginate, ipotizzate, non veramente provate. E’ il caso del Carbonio e del Silicio, ad esempio, due atomi con 4 valenze di legame elettronico, con un peso atomico rispettivamente di 12 e 28, non così distanti, dopotutto, e tuttavia così diversi. L’atomo di Carbonio è la base della vita, quello del Silicio no.
E l’atomo di Carbonio ha dimostrato una grande affinità verso gli atomi di Ossigeno e di Idrogeno, formando assieme a questi prima l’anidride carbonica (CO2) e l’acqua (H2O) e poi tutti i carbo-idrati, cioè le molecole comunque complesse che sono i mattini della materia vivente. I carboidrati si aggregano poi anche con altri elementi, per formare molecole complesse che stanno alla base della vita vegetale ed animale, ma i mattoni di base, senza quali il seguito non sarebbe possibile, sono C, O ed H, che grazie alla loro AFFINITA’ hanno dato inizio al processo di creazione della vita planetaria.

L’affinità, tuttavia, tocca infiniti aspetti dell’esistenza delle cose, naturali ed umane.
I POPOLI sono un insieme di esseri umani che presentano alcune importanti affinità, di ordine territoriale, etnico, linguistico, religioso, culturale, ecc.
Queste affinità sono un collante potente: UNISCONO, laddove le differenze dividono.
Chi parla di ricchezza della multiculturalità, in un medesimo territorio, dimostra gravi insufficienze cognitive, perché la “pluralità delle culture” , ed il loro confronto e scambio di conoscenze, sono una cosa MOLTO diversa dal multiculturalismo moderno, che pretende di mescolare le diversità per ottenere qualcosa di nuovo ed indistinto, nell’illusione di superare, con questo, i conflitti tra le differenze. L’affinità è anche quella che unisce i sessi opposti, e pare strano, viste le differenze tra i sessi, ma affinità non significa uguaglianza, bensì complementarietà per finalità condivise.

Anche nei climi del pianeta troviamo all’opera il principio di affinità: badate che ho detto climi, al plurale, e non clima, perché esistono innumerevoli climi diversi sul pianeta, caldi e freddi, desertici e ad intensa presenza vegetale, urbanizzati e non.
Le caratteristiche specifiche dei territori determinano, per affinità, alcuni climi e non altri.
E’ cosa nota che, salvo eccezioni, sui deserti non piova mai, o quasi mai.
Ed è cosa nota che nelle “foreste pluviali”, equatoriali o tropicali, la pioggia sia una costante, con rari omenti di tregua.

Una frase della saggezza popolare riassume queste cose in :”piove sul bagnato” .
E si, perché è più facile che piova dove piove abitualmente, piuttosto che non dove le piogge sono rare. I meccanismi che governano questi processi sono in parte evidenti, di facilissima comprensione. L’aria calda è meno densa dell’aria fredda, e quindi, se si forma nei pressi del suolo, tende a salire verso l’alto, creando correnti ascensionali.
Lo sanno bene gli uccelli, che “galleggiano” ad ali spiegate sopra le correnti ascensionali, come fanno analogamente gli sportivi che veleggiano col parapendio.
Le correnti calde ascensionali ostacolano l’ingresso di altre correnti, determinando un clima locale specifico dell’area. Troviamo ovunque delle correnti calde ascensionali, determinate dall’insolazione dei suoli, e funzione della loro natura, cioè dell’attitudine ad aumentare la loro temperatura accumulando calore, che restituiscono all’aria circostante meno calda.
Ma accade anche sulle acque, fiumi , laghi e mari, dove il fenomeno è evaporativo, cioè si formano correnti ascensionali di vapore “caldo” determinato dall’assorbimento superficiale di calore solare da parte delle acque.

Questo fenomeno mi fu particolarmente evidente moltissimi anni fa, sorvolando in aereo la costa dell’Oceano Pacifico, da nord verso sud, all’altezza degli altopiani Andini del Perù.
La rotta dell’aereo sorvolava a bassa quota la spiaggia costiera; a sinistra era possibile intravvedere il cielo azzurro terso, che sovrastava gli altipiani andini , aridi, desertici.
A destra si vedeva la spiaggia, ed il mare, con una copertura nuvolosa densa, bluastra, incombente, che ricopriva tutto l’oceano a perdita d’occhio, ma si fermava ai bordi della costa, come se un muro invisibile di vetro non le permettesse di passare. Ed il muro c’era, ed erano le correnti ascensionali calde prodotte dalla terra ferma, che bloccavano completamente l’evaporazione marina, ben visibile sotto forma nuvolosa.

Due climi completamente diversi: quello marino, sopra l’oceano, quello desertico degli altopiani, appena accanto. Questo poi non significa che i due climi non possano avere punti di contatto, e che l’umidità del mare non possa penetrare nella terra ferma, ma servono altre condizioni, non verificate in quel momento. Ho osservato un analogo fenomeno in California, dove l’oceano resta quel che è, e l’interno dello Stato è desertico, ma le quote a ridosso della costa non sono elevate, e l’umidità marina penetra più agevolmente all’interno, producendo fitte nebbie, che si fermano a ridosso delle alture, dove il cielo sereno ricompare.

Nel clima, caldo chiama caldo, freddo chiama freddo e pioggia chiama pioggia, nonostante la contraddizione che vorrebbe un trasferimento del caldo verso il freddo, cosa che accade anche, quando intervengono altri motori climatici. Una delle difficoltà climatiche che sono tuttavia emerse nel corso dell’ultimo secolo, determinate dall’invadenza della presenza umana, sono le avanzate dei deserti, la desertificazione, a cui contribuiscono fattori diversi, ma anche quello umano. Si parla sempre di climi locali, non di un CLIMA generalizzato, che non esiste. Le foreste sono un catalizzatore di umidità: la producono con l’evaporazione del fogliame, e questo determina un microclima che pare essere sostenuto anche da afflussi umidi di altre provenienze. Si produce così il “clima pluviale” delle foreste tropicali.

Ma anche alle nostre latitudini, sulle Alpi ed in Appennino, possiamo osservare una diversa piovosità in funzione del tipo di vegetazione e della sua densità.
Le latifoglie, data la superficie del fogliame, evaporano molto e creano nel loro territorio le condizioni per una maggiore piovosità. Le conifere aghifoglie, invece, espongono all’evaporazione una superficie di gran lunga minore, ed il loro contributo alla piovosità locale è scarso. Queste differenze sono ben evidenti a chi vive in territori montuosi. Insomma esiste una AFFINITA’ tra foreste e piogge, come esiste una affinità tra aree desertiche e siccità, o tra aree fortemente urbanizzate e scarsità di piogge.
Poi, naturalmente, intervengono anche altri fattori climatici, con perturbazioni atmosferiche importanti che sorvolano sulle affinità con i territori che attraversano, e li investono senza tanti complimenti.

Come abbiamo visto, il principio di affinità gioca un suo ruolo importante nella nostra vita ed in quella del pianeta, e tocca numerosi aspetti della nostra esistenza.
Ogni nostra azione dovrebbe tenerne conto, interrogandosi sulle conseguenze che determina anche in relazione al principio di affinità. Mogli e buoi dei paesi tuoi, dice un vecchio adagio, volendosi riferire alla provenienza di chi forma una coppia.
E non a torto, perché le coppie che hanno maggior successo, che sono più stabili di altre, sono fondate sulle affinità reciproche, meno frequenti da trovare se di provenienze molto diverse, per gli elementi culturali, religiosi e storici che le caratterizzano.

Parlando di clima, mentre è semplicemente FOLLE inventare di sana pianta teorie astratte sui motori del clima, per di più di un “clima globale”, ha molto senso, invece, guardare il nostro ombelico, cioè quanto ci sta attorno, perché il microclima risente dell’ambiente locale, anche se la sua influenza è limitata, e come ho già detto le grandi perturbazioni se ne infischiano di tutto. La presenza della vegetazione aiuta a mitigare il caldo estivo, e determina maggiore evaporazione e quindi un’atmosfera meno secca al suolo, cosa che può rendere il caldo più sgradevole, per certi versi, ma è il solo modo di mitigarlo.
Più in generale, la riforestazione opera come mitigatore climatico, cosa che l’estesa presenza di prati non riesce a compensare. Stessa cosa con la presenza di acque in superficie (laghetti, bacini, corsi d’acqua) ; poca cosa, ma tutto fa …
Viceversa la posa di campi estesi tappezzati di pannelli solari può, si, dare un limitatissimo contributo alle nostre necessità di energia, ma altera gravemente il terreno sottostante, inaridendolo, surriscaldandolo, e contribuendo all’inaridimento eventuale circostante, in assenza di foreste di compensazione.
Lasciamo in pace, invece, la CO2 atmosferica, che gioca un ruolo pari a ZERO.
Continuiamo ad usare i composti del carbonio per produrre energia, siano essi di origine fossile o naturale (legname e derivati) , cosa che NON fa alcuna differenza ai fini della produzione di CO2, che è sempre la stessa per il consumo da parte della vegetazione, per cui NON esiste un combustibile “carbon neutral”, se è a base di carbonio.
Occupiamoci però di filtrare sempre meglio i composti della combustione, non la CO2, che è priva di effetti nocivi e NON è un inquinante, ma gli incombusti (CO, e polveri carboniose), ed i composti azotati, inevitabili nella combustione (NOx), che non sono la fine del mondo, anche se acidificano le piogge, perché nel terreno sciolgono i carbonati di calcio, ed altri ancora, formando dei nitrati, che sono un alimento per la vegetazione.
Qui, naturalmente, CONTA LA QUANTITA’, per cui abbattere anche questi inquinati per quanto possibile è certamente un obiettivo da perseguire.

Ing. Franco Puglia
Milano, 3 maggio 2024

IL DIODO ATMOSFERICO

Posted on by
Rispondi

Sapete cos’è un diodo? No? E’ un semiconduttore, con due soli elettrodi, come i transistor, che però ne hanno tre. Un diodo fa passare la corrente elettrica in una sola direzione, non in quella opposta. Nella direzione giusta presenta una bassa resistenza di attraversamento alla corrente elettrica, nella direzione opposta presenta una resistenza elevatissima.
L’atmosfera si comporta esattamente come un diodo nei confronti della trasmissione di calore tra superficie del pianeta ed atmosfera, nelle ore notturne, sulla faccia del pianeta non sottoposta all’irraggiamento solare. Perché?

La trasmissione del calore è soggetta alle LEGGI della termodinamica. LEGGI, non teorie …La trasmissione di calore ha luogo SEMPRE da un oggetto più caldo, a temperatura più elevata, verso uno più freddo, a temperatura più bassa. Il fenomeno trasmissivo si esaurisce quando i due oggetti hanno raggiunto la medesima temperatura, riscaldandosi, uno, e raffreddandosi, l’altro.
Il caldo esprime ENERGIA mentre il freddo esprime MANCANZA DI ENERGIA.

Tutto questo è persino banale, ma va puntualizzato perché alcuni, purtroppo, per gravi carenze culturali, pensano che caldo e freddo siano equivalenti, e che come il caldo si trasmette al freddo anche il freddo si trasmetta al caldo. Ti daranno che un vento gelido ti raffredda, allo stesso modo in cui un vento caldo ti riscalda, peccato però che il vento caldo CEDE energia mentre il vento freddo la sottrae e chi ne viene investito.
La direzione di trasmissione dell’energia termica, però, resta sempre e solo una: dal caldo verso il freddo. QUESTA NON E’ UN’OPINIONE, MA UNA VERITA’ ASSOLUTA.

Veniamo quindi al rapporto tra superficie del pianeta ed atmosfera.

Lo spazio sovrastante l’atmosfera è VUOTO, privo di materia diffusa, anche allo stato gassoso. Possiamo incontrare piccoli corpi celesti, satelliti artificiali, pulviscolo meteoritico, ma non materia diffusa, come quella pur gassosa della nostra atmosfera. La temperatura di questo spazio vuoto è, in concreto, non definibile, perché se il vuoto è assenza di materia, cade il concetto stesso di temperatura, che esprime lo stato energetico di molecole materiali. Tuttavia non commettiamo un errore matematico attribuendo allo spazio vuoto la temperatura di -273,15°C, alias 0°Kelvin, lo zero assoluto, ovvero l’assenza di un qualsiasi stato energetico a livello molecolare. Tra questo spazio vuoto e la superficie del pianeta troviamo la nostra atmosfera, gassosa, anche rarefatta ad altissima quota, ma pur sempre materiale. La temperatura atmosferica passa da temperature di poco superiori allo zero assoluto, ai suoi confini esterni, sino alle temperature di contatto con la superficie dei suoli e dei mari. Per quanto stabilito prima, la trasmissione di energia termica può avere luogo solo e soltanto verso l’alto, partendo dalla superficie del suolo e spostandosi verso l’alto, verso temperature sempre più basse, sino a raggiungere quello zero assoluto dello spazio esterno.

Un trasferimento opposto NON E’ POSSIBILE ! Quando il pianeta non è esposto al sole, il calore può soltanto migrare verso l’alto, mai verso il basso, in un processo di raffreddamento continuo della crosta terrestre. Se il pianeta smettesse di ruotare, la faccia terrestre assolata raggiungerebbe temperature elevatissime che estinguerebbero la vita sul pianeta, mentre la faccia nascosta al sole assumerebbe temperature bassissime, pur non raggiungendo lo zero assoluto, a causa del calore comunque proveniente dal centro della Terra.

A questo punto possiamo cominciare a ragionare di EFFETTO SERRA dell’atmosfera.

In assenza di atmosfera, ammesso che la vita sul pianeta potesse sussistere anche in assenza di ossigeno e vapore acqueo, il raffreddamento notturno della superficie terrestre nel corso della notte saprebbe molto più rapido di quanto non sia adesso.
Le temperature notturne crollerebbero ovunque a valori anche inferiori allo zero centigrado, salvo poi risalire di nuovo non appena esposte nuovamente al sole.
Una condizione che renderebbe impossibile qualsiasi forma di vita.

La presenza dei gas atmosferici determina un rallentamento di questo processo di raffreddamento notturno, pur presente. Badate che ho detto “rallentamento” : se la rotazione del pianeta si fermasse per qualche giorno, per poi riprendere, l’atmosfera si raffredderebbe completamente, e così la superficie planetaria non esposta al solo, esattamente come nel caso di assenza completa di atmosfera. Per fortuna questo non accade.
Durante il raffreddamento notturno l’atmosfera, però, NON cede calore alla superficie del pianeta: non può farlo, per quanto detto all’inizio di questo racconto. Si raffredda poco alla volta, rallentando il processo quanto basta perché intervenga il nuovo giorno. E poi si ricomincia.

QUESTO è l’effetto serra dell’atmosfera, ma …
Ci sono altri elementi in gioco: essenzialmente il vapore d’acqua e, molto di più, la sua forma condensata acquosa, le nuvole, che sono un agglomerato di goccioline d’acqua di dimensione infinitesima, ma allo stato liquido, non gassoso. Il vapore acqueo caldo e SECCO ( così viene descritto) è trasparente per l’occhio umano; le nuvole no.
Che influenza hanno le nuvole sull’effetto serra atmosferico?
E’ molto semplice: gli strati nuvolosi sono molto più densi della normale atmosfera ed introducono una robusta barriera al trasferimento termico proveniente dalla superficie del pianeta, rallentando ulteriormente la sua salita verso la stratosfera.
Le nuvole assorbono calore, ma il loro processo è di raffreddamento, non di surriscaldamento, e possono trasferire calore soltanto verso l’alto, mai verso il basso.

Il rallentamento del raffreddamento notturno indotto dalla copertura nuvolosa fa si che al mattino la temperatura al suolo sia più mite di quella che avremmo in assenza di nuvole, ed a quel punto inizia l’irraggiamento solare che, a sua volta, viene mitigato da una eventuale presenza di copertura nuvolosa, sempre in chiave di rallentamento del processo di riscaldamento sottostante. La presenza delle nuvole, determinata dalla presenza di vapore acqueo in atmosfera, esprime una condizione favorevole, volta a mitigare gli sbalzi termici tra giorno e notte, ma l’effetto serra dell’atmosfera sarebbe presente anche in assenza di vapore acqueo, solo che gli sbalzi termici tra giorno e notte sarebbero molto più marcati, sempre.

Una precisazione importante: anche se il pianeta fosse privo d’acqua e quindi di vapore acqueo, l’atmosfera, composta al 99% da azoto ed ossigeno, si riscalderebbe come adesso, durante il giorno, per raffreddarsi gradualmente durante la notte.

Azoto ed Ossigeno appaiono abbastanza trasparenti alla luce solare, tanto che questa riesce infatti a raggiungere il suolo con elevata intensità, ma non completamente.
La relativa opacità atmosferica basta ed avanza a far raccogliere ai nostri due gas una enorme quantità di energia alle frequenza più elevate della razione solare, onde corte, non infrarosse, e questo assorbimento si trasforma in calore, perché questo è quanto accade a tutta la materia conosciuta, quando assorbe radiazioni elettromagnetiche.

E’ il sole che riscalda l’atmosfera, non la superficie del pianeta.
Infatti la superficie del pianeta, irrorata dal calore solare, fa del suo meglio per raffreddarsi, cedendo calore all’aria sovrastante anche durante il giorno, ma il processo di trasferimento termico non è molto efficiente, perché l’aria ha poca affinità verso la radiazione infrarossa che il pianeta può restituire, salvo riflessioni dirette anche di luce visibile. Il trasferimento radiativo è molto meno importante di quello per conduzione e convezione naturale, cioè trasferimento termico per contatto tra le molecole, suolo – aria, acqua – aria, aria – aria. Ecco le correnti ascensionali calde ed i venti caldi, che ben conosciamo.

Esistono altri elementi capaci di incidere sull’effetto serra dell’atmosfera?
In teoria qualsiasi altra presenza atmosferica può dare una mano.
Infatti qualsiasi gas atmosferico può interagire con la radiazione solare, con la radiazione infrarossa trasmessa dalla superficie planetaria verso l’alto, oppure può trasferire calore con altre molecole adiacenti, di qualsiasi gas si tratti. Ciascuna molecola ha poi le sue preferenze rispetto all’assorbimento radiante, mentre non può averne rispetto allo scambio termico per contatto. I meccanismi di trasferimento sono uguali per tutti; cambiano solo le preferenze dei vari gas verso certe lunghezze d’onda oppure altre, nel slo trasferimento radiante. Ricordiamo che la presenza atmosferica di TUTTI gli altri gas, messi insieme, non supera l’1% ! La CO2, imputata di avere effetti termodinamici devastanti sul pianeta, rappresenta soltanto lo 0,04% circa del totale di tutti i gas. Inoltre non dimentichiamo che, quali che siano le caratteristiche fisiche e chimiche di questi gas, la sola cosa che possono fare è assorbire calore, cederlo alle molecole circostanti, quali che siano, a temperature che sono SEMPRE inferiori a quelle presenti al suolo, e quindi parliamo di calore che può soltanto essere trasferito verso l’alto, MAI verso il basso, e che TUTTE le molecole atmosferiche, nessuna esclusa, possono soltanto raffreddarsi gradualmente durante le ore notturne, rallentando il processo di raffreddamento del pianeta.

QUALSIASI ALTRO EFFETTO SERRA NON ESISTE, perché viola LEGGI INVIOLABILI: quelle della Termodinamica.

In base a quanto descritto, e senza neppure entrare nel merito delle specifiche caratteristiche fisiche e chimiche di tutti i gas presenti in atmosfera, come ho fatto altrove, ditemi come è possibile che la CO2, o qualsiasi altro gas, possa indurre il famoso riscaldamento globale del pianeta, tenuto anche conto della sua irrilevante presenza quantitativa.

In tutta franchezza : CHI NON CAPISCE QUESTO, HA SERI PROBLEMI COGNITIVI, O E’ UN CRIMINALE CHE SFRUTTA A SUO VANTAGGIO L’IGNORANZA POPOLARE.

Ing. Franco Puglia

1° Maggio 2024
Festa della RAGIONE COGNITIVA