La temperatura malata del nostro pianeta

La temperatura malata del nostro pianeta

Il cambiamento climatico è una tematica che non cattura ancora l’opinione pubblica come dovrebbe. Una ragione è che le fluttuazioni termiche annue, a scala globale, sono molto più piccole delle variazioni diurne a piccoal scala, o di quelle stagionali a scala locale o globale. Tuttavia, si può notare un certo parallelismo tra la temperatura corporea di una persona e il clima. Se uno monitorasse la propria temperatura corporea in ogni minuto del giorno, noterebbe alcune variazioni diurne di poco meno di 1 °C. Inoltre, persone diverse possono avere temperature corporee diverse, anche in questo caso con variazioni di 1 °C o più, anche in funzione delle proprie condizioni personali. Un atleta, immediatamente dopo una gara, o una persona normale dopo un esercizio stressante, possono avere una temperatura corporea superiore anche di 1 °C rispetto alla norma. Bene, queste variazioni normali rappresentano il “tempo meteorologico” di una persona, e non indicano necessariamente la presenza di qualche malattia.

Tuttavia, se la temperatura di qualcuno inizia ad aumentare, più o meno regolarmente, nel tempo, questa variazione rappresenta una sorta di “clima” di una persona, che sta cambiando, e può essere il sintomo di qualcosa non necessariamente positivo per la salute della persona. Questo è vero anche se queste variazioni “climatiche” sono inferiori a quelle che in precedenza abbiamo chiamato variazioni del “tempo meteorologico”. Il problema scientifico è quindi distinguere le variazioni normali da quelle anormali, differenziandone le scale. Mentre il problema comunicativo è come informare l’opinione pubblica, in modo corretto ma comprensibile, riguardo a queste dinamiche.

Abbiamo la fortuna di avere a disposizione oltre un secolo di osservazioni meteorologiche, eseguite in diverse stazioni dislocate in varie località della Terra. Molti centi climatici hanno raccolto dei sottoinsiemi di questi dati e li hanno analizati, in maniera da eliminare i trend o i dati anomali. E hanno calcolato una stima della temperatura media globale. Poiché la scelta delle stazioni ed il trattamento dei dati è stato differente da centro a centro, ci sono alcune differenze tra i vari dataset, anche se il segnale che emerge è abbastanza univoco e incontestabile: la temperatura media globale sta aumentando.

Inoltre, diversi modelli climatici (ora si chiamano più propriamente Earth System Models, cioè modelli del sistema terrestre) sono stati fatti girare da vari gruppi di ricerca per simulare il clima terrestre futuro. Anche se ogni modello tende a fornire una risposta particolare, oggi si preferisce guardare a questo tipo di proiezioni considerando l’insieme de irisultati di un ampio gruppo di modelli. Questo è stato fatto, ad esempio, nel corso dell’esperimento CMIP5, i cui risultati preliminari hanno costituito il nucleo delle affermazioni riportate sull’ultimo rapporto IPCC.

Con Stefano Caserini, coordinatore di climalteranti.it, abbiamo avuto l’idea di combinare le due informazioni, dati e proiezioni modellistiche, in modo visuale. Abbiamo scelto come dataset quello del GISS, e come dati modellistici gli insiemi dell’esperimento CMIP5, selezionando tre diversi scenari: RCP 2.6, RCP 4.5 e il più estremo RCP 8.5, corrispondenti rispettivamente ad emissioni basse, medie e alte. In particolare, lo scenario RCP 8.5 corrisponde a quello che ci si aspetteremmo che succedesse nel caso in cui le emissioni proseguissero a variare come hanno fatto finora (cioè con un continuo incremento):

Monthly climate change - GISS + RCP 8.5

Evolution of monthly mean temperature anomalies from 1880 to 2100, referred to the period 1880-1909. the observations relative to the period January 1880 – April 2016 are extraxted from dataset GISS, while the simulation data, relative to the period 2017-2100, have been gathered from the ensemble values of experiment CMIP5, in this case selecting the extreme high-emissions scenario RCP 8.5.

Qui vediamo invece la situazione che ci aspettiamo secondo lo scenario “migliore”: RCP 2.6:

Monthly climate change - GISS + RCP 2.6

Evolution of monthly mean temperature anomalies from 1880 to 2100, referred to the period 1880-1909. the observations relative to the period January 1880 – April 2016 are extraxted from dataset GISS, while the simulation data, relative to the period 2017-2100, have been gathered from the ensemble values of experiment CMIP5, in this case selecting the low-emissions scenario RCP 2.6.

mentre qui è presentato qullo intermedio RCP 4.5:

Monthly climate change - GISS + RCP 4.5

Evolution of monthly mean temperature anomalies from 1880 to 2100, referred to the period 1880-1909. the observations relative to the period January 1880 – April 2016 are extraxted from dataset GISS, while the simulation data, relative to the period 2017-2100, have been gathered from the ensemble values of experiment CMIP5, in this case selecting one of the intermediate scenarios, i.e. the medium-emissions RCP 4.5 .

Le simulazioni modellistiche sono disponibili nel periodo 1860-2100, mentre le osservazioni GISS si riferiscono al periodo 1880-2016 (l’ultimo dato è quello di aprile). Ho integrato i due dataset calcolando per ognuno la rispettiva anomalia (differenza rispetto alla media) nel periodo comune 1880-1909 (un trentennio, come di solito si fa nelle analisi climatiche).

La visualizzazione del risultato l’ho fatta in due modi diversi. Ho usato il metodo a spirale delle anomalie mensili, sviluppato orinariamente da Ed Hawkins per i dati HadCRUT, ed ho anche mostrato un grafico lineare delle anomalie mensili, come avevo fatto in un post recente per visualizzare i dati HadCRUT. Il primo dei due metodi è visualizzato in dettaglio in questo post su climalteranti.it, per cui qui di seguito descriverò il secondo e farò alcune brevi considerazioni generali (brevi perché ritengo che i grafici parlino da soli).

Si tratta di due metodi diversi ma efficaci per visualizzare il cambiamento climatico in corso e quello che ci attende. Le animazioni iniziano dal 1880 e, mese per mese, mostrano le variazioni di temperatura fino ad aprile 2016. Si vede bene il raffreddamento nel primo decennio del 1900, il riscaldamento tra il 1920 e il 1930, la stazionarietà nel decennio della seconda guerra mondiale, il successivo piccolo riscaldamento, la nuova stasi tra il 1960 ed il 1970, e poi il rapido incremento del rateo di riscaldamento a partire dal 1980, con gli ultimi quindici anni in grado di aggiornare almeno un record mensile praticamente ogni anno. Fino ad arrivare al periodo anomalo degli

ultimi nove mesi, che si colloca totalmente al di fuori dal range dei valori precedenti.

Le simulazioni climatiche future degli scenari CMIP5 mostrano un continuo riscaldamento, praticamente analogo per i tre scenari fino al 2030, dopodiche gli scenari si differenziano nettamente tra loro. Notiamo anche che il rateo di riscaldamento fornito dai modelli è più regolare, grazie al fatto che questi dati sono rappresentativi di un insieme e non il risultato di un modello singolo. I valori anomali registrati nel quadrimentre gennaio-aprile 2016 sembrano rientrare nelle medie intorno al 2025-2030, quando saranno rappresentativi del “clima normale” di quegli anni.

Dopo il 2030, come si diceva, gli scenari si differenziano rapidamente, con l’unico risultato comune di un riscaldamento più sensibile d’inverno. A fine secolo, anche secondo lo scenario di basse emissioni (RCP 2.6), una stagione come l’ultima trascorsa apparirà come un periodo freddo. Ma, se si guarda lo scenario più estremo (RCP 8.5, che corrisponde alle emissioni alte), apparirà quasi come una sorta di mini-era glaciale…

Gli scenari iniziano a differenziarsi intorno al 2030… c’è ancora un briciolo di tempo per cercare di far verificare lo scenario sopportabile RCP 2.6 invece di quello estremo RCP 8.5… non tanto tempo, perchè i gas serra aumentano inesorabilmente, e il conseguente riscaldamento globale anche.

Possiamo scegliere… dobbiamo scegliere!

Il mese di luglio visto dalla stazione di fisica

Il mese di luglio visto dalla stazione di fisica

Le statistiche definitive sul mese di luglio appena trascorso lo archiviano come il mese mediamente più caldo nella serie di osservazioni condotte presso la nostra stazione meteorologica, dislocata sul tetto dell’istituto di fisica.

La stazione meteorologica del Dipartimento di Fisica dell’università di Torino acquisisce dati in modo abbastanza continuativo dal 1992. Abbastanza perché, malgrado negli anni si sia fatto il possibile per garantire un dataset il più continuo possibile di dati, ogni tanto guasti e vicende di vario tipo hanno prodotto alcune lacune temporali. Per avere un database continuo, sono state fatte delle interpolazioni usando alcune serie di dati acquisiti nella città di Torino: in particolare, sono state usate le serie dei dati giornalieri delle stazioni Buon Pastore, Alenia, Giardini Reali, Reiss Romoli, Vallere e Consolata di ARPA Piemonte, e la serie omogeneizzata della Società Meteorologica Italiana. Le interpolazioni dei dati mancanti sono state eseguite calcolando, sui dati disponibili, le rette di regressione (separatamente per temperature massime, medie e minime) rispetto ad ogni stazione, e mediando i vari dati così ottenuti per regressione da ogni stazione. Per la serie omogeneizzata della Società Meteorologica Italiana, che non dispone del dato di temperatura media, questa è stata ricavata come semisomma della minima e della massima.

Al fine di ottenere un database statistico di riferimento con cui raffrontarsi (normalmente il periodo di media usato a tale scopo è il trentennio 1961-90), sono state effettuate a ritroso le ricostruzioni dei dati fino al 1961, quindi essi sono stati mediati nel trentennio.

Media delle temperature minime, medie e massime nel periodo giugno-luglio di ogni anno dall’inizio delle osservazioni. Dati Dip. di Fisica - Unito.

Media delle temperature minime, medie e massime nel periodo giugno-luglio di ogni anno dall’inizio delle osservazioni. Dati Dip. di Fisica – Unito.

Il primo grafico che commentiamo è la media delle temperature nel periodo giugno-luglio di ogni anno dall’inizio delle osservazioni: si vede come il 2015 risulti secondo soltanto rispetto al 2003, che detiene ancora il primato, ma di poco. La differenza maggiore la si riscontra nelle massime (quasi 1 °C), mentre le minime differiscono di circa 0,5 °C.

Se ci limitiamo ai valori medi di luglio, tuttavia, notiamo come il 2015 balzi nettamente in testa, surclassando non solo il luglio 2003 (che non fu straordinario: luglio fu il meno anomalo dei tre mesi estivi) ma anche agosto 2003, mese considerato a lungo imbattibile, anche alcuni giorni fa, quando molti ritenevano difficile poter avere svariate ondate di calore di intensità tale da poter attaccare quel record. Dando un’occhiata ai valori ricostruiti a ritroso fino al 1961, nessun mese ha mai fatto osservare valori termici simili, per cui possiamo concludere che luglio 2015 è stato il mese più caldo almeno dal 1961 ad oggi in area urbana.

Prima di proseguire, due parole sulla significatività dei dati. Chi segue le vicende meteorologiche cittadine ha sicuramente notato come i valori minimi registrati dalla nostra stazione siano particolarmente alti, soprattutto in questi mesi estivi e di notte, e soprattutto se confrontati con le stazioni suburbane e con quelle dislocate su prato. Questo fatto tuttavia non deve sorprendere più di tanto. Le stazioni “a norma” secondo l’organizzazione meteorologica mondiale (WMO) dovrebbero essere posizionate su erba, cosa che in area urbana è difficile da realizzare. D’altra parte, una stazione dislocata su cemento è più rappresentativa delle temperature che si registrano in area urbana. La posizione sul tetto dell’edificio rende il termometro meno legato all’eventuale colorazione scura dell’asfalto e più esposto alle eventuali brezze. D’altra parte, in situazioni di ondate di calore come quelle registratesi nel luglio appena trascorso, suolo e muri si scaldano durante la giornata, trasmettendo il calore anche al’interno, e rimangono caldi anche di notte, emettendo radiazione ad onda lunga che può essere intercettata da altri muri o dagli oggetti come i termometri. Diversa è la situazione di un prato inerbito, se l’erba rimane viva, in quanto la pianta traspira tutto quello che può al fine di abbassare la temperatura delle proprie foglie, e mantiene pertanto il suolo più fresco.

Anomalie delle temperature minime, medie e massime registrate a luglio. Dati Dip. di Fisica - Unito.

Anomalie delle temperature minime, medie e massime registrate a luglio. Dati Dip. di Fisica – Unito.

Passiamo ora a vedere le anomalie delle temperature registrate a luglio: tali anomalie, calcolate rispetto al trentennio 1961-90, risultano tra 5,4 e 6,3 °C, a seconda della temperatura, e sono le maggiori in assoluto per il mese di luglio, superando di oltre 2 °C il valore più alto precedente. Se per le massime tale anomalia non batte (per pochissimo) il valore di quella dell’agosto 2003, di 6,4 °C, per le medie e le minime risulta invece la maggiore in assoluto. Con una deviazione standard delle temperature sul trentennio 1961-90 compresa tra 1,8 e 2,0 °C, tali anomalie risultano pari ad un numero di deviazioni standard compreso tra 4,9 e 5,5. La statistica ci dice che, in una distribuzione nornale, un evento che si allontani dalla media di cinque deviazioni standard ha una probabilità di verificarsi di uno su oltre un milione: è pertanto evidente che la probabilità di avere, in dodici anni, ben due eventi (agosto 2003 e luglio 2015) così lontani dalla media indica che l’insieme statistico non rappresenta più il campione. E questo è vero, in quanto, infatti, le temperature medie stanno aumentando, e manca pertanto il criterio della stazionarietà del campione statistico.

Anomalie delle temperature minime, medie e massime registrate a luglio. Dati Dip. di Fisica - Unito.

Anomalie termiche a luglio rispetto al periodo climatico di riferimento 1961-90 per le temperature minime, medie e massime). Dati Dip. di Fisica – Unito.

Anche il grafico che mostra il numero di giorni, nei vari mesi di luglio del terzo millennio, con superamento di determinate soglie termiche (rispettivamente 27, 30 e 33 °C per le temperature minime, medie e massime) vede primeggiare senza rivali luglio 2015, in cui in ben 26 giornate su 31 è stata superata la soglia delle minime. Neppure agosto 2003 fece registrare così tanti giorni sopra soglia.

numero di giorni, nei vari mesi di luglio del terzo millennio, con superamento di determinate soglie termiche (rispettivamente 27, 30 e 33 °C per le temperature minime, medie e massime

Numero di giorni nei mesi di luglio con superamento di determinate soglie termiche (rispettivamente 27, 30 e 33 °C per le temperature minime, medie e massime). Dati Dip. di Fisica – Unito.

Ragionando non tanto sui valori assoluti ma sulle anomalie (sempre calcolate rispetto al periodo 1961-90), il discorso non cambia, anzi diventa ancora più evidente l’anomalia del mese appena trascorso.

numero di giorni, nei vari mesi di luglio del terzo millennio, con superamento di determinate soglie termiche (rispettivamente 27, 30 e 33 °C per le temperature minime, medie e massime

Numero di giorni, nei vari mesi di luglio del terzo millennio, con anomalie rispetto al periodo di riferimento 1961-90 superiori a 5 °C per le temperature minime, medie e massime. Dati Dip. di Fisica – Unito.

Valutando infatti le giornate con anomalie superiori a 5 °C, si vede come, a fronte di svariati anno con valori compresi tra zero e otto, il 2015 svetti con 16 giornate con anomalie delle minime e 23 giornate con anomalie delle massime oltre i 5 °C. Anche in questo caso, agosto 2003 si inchina a luglio 2015…

Dati Dip. di Fisica - Unito.

Temperature minime, medie e massime relative al 2014 (linee sottili), al 2015 (linee spesse) ed alla media climatica 1961-90 (puntini). Dati Dip. di Fisica – Unito.

Ma ho lasciato per ultimo il grafico più eclatante, che rende comprensibile in modo immediato quanto luglio 2015 sia risultato fuori statistica rispetto alla media ed al trentennio climatico 1961-90. In questo grafico vediamo tre terne di curve: minime, medie e massime relative al 2014 (linee sottili), al 2015 (linee spesse) ed alla media climatica (puntini). Beh, che dire: la curva delle temperature medie di luglio 2015 supera spesso la media climatica delle massime, e per 25 giornate su 31 supera le massime registrate un anno fa nello stesso periodo. La stessa cosa vale per l’andamento delle medie del 2015 rispetto alla media climatica delle minime ed alle minime del 2014. E penso che questo sia sufficiente… anche perché la curva delle massime è veramente incommentabile: basti dire che soltanto il 31 luglio 2015 è risultato sottomedia, e soltanto come valori massimi.

Elenco delle temperature minime, medie e massime più alte registrate nel periodo 1961-2015. I valori relativi al periodo 1961-1991 sono ricostruiti. Dati Dip. di Fisica - Unito.

Elenco delle temperature minime, medie e massime più alte registrate nel periodo 1961-2015. I valori relativi al periodo 1961-1991 sono ricostruiti. Dati Dip. di Fisica – Unito.

Nella tabella seguente andiamo proprio a vedere come si sono classificate le giornate singole di questo luglio nella classifica globale. Sono mostrate le prime venti posizioni per ogni valore termico (minima, media e massima), e abbiamo volutamente incluso, pur indicandoli in corsivo, anche i valori ricostruiti relativi al periodo 1961-90 (quando la stazione non c’era), in modo da collocare i valori attuali nel contesto storico. Si nota come, per tutte le temperature, ci siano tra otto e dieci giornate di luglio 2015 posizionate tra le venti più calde dal 1961. Aggiornato il record della minima del 13 agosto 2003, 26,5 °C, con i 27,1 °C del 7 e del 16 luglio; solo sfiorato il record di 32,3 °C delle medie dell’11 agosto 2003, con i 32,1 °C del 6 luglio; mentre si è avvicinato “al podio” delle massime la giornata del 21 luglio, con 38,1 °C, ancora lontano dai 39,4 °C dell’11 agosto 2003. Notiamo infine come, togliendo luglio 2015 e agosto 2003, rimangano pochi altri casi di giornate così calde in classifica.

Piogge cumulate nei vari mesi di luglio del III millennio. Dati Dip. di Fisica - Unito.

Piogge cumulate nei vari mesi di luglio del III millennio. Dati Dip. di Fisica – Unito.

L’ultimo grafico che vediamo si riferisce alle cumulate di pioggia registrate nel mese di luglio nella nostra stazione. Anche qui i valori sono stati ricostruiti nello stesso modo di quelli termici. Notiamo come sicuramente luglio 2015 sia risultato un mese generalmente poco piovoso, anche se già solo nel terzo millennio il luglio 2006 fu ancora meno piovoso. Si sono registrati soltanto tre episodi di pioggia, di cui due significativi, ed uno responsabile di oltre il 75% della precipitazione, legata ad un singolo evento temporalesco. Del resto, la maggior parte delle piogge estive sono legate ad episodi temporaleschi. Certo, paragonare luglio 2015 ai due anni precedenti, in cui si registrarono quasi 150 mm ciascuno, è impressionante. Tra l’altro, tenendo conto dell’insieme alte temperature – scarse precipitazioni, si intuisce che l’evapotraspirazione sia stata ingente e tale da far evaporare gran parte dell’acqua contenuta nello strato delle radici delle piante, trasformando una stagione che fino a giugno era idrologicamente non critica in una stagione a rischio di siccità (e certamente i pochi mm di pioggia caduti nella giornata odierna non possono risolvere la crisi).

In conclusione, dall’analisi dei valori acquisiti dalla nostra stazione di fisica si evince che abbiamo vissuto un altro mese che, alla luce dei riscontri statistici, può essere definito straordinario dal punto di vista termico, a dodici anni di distanza da un’estate storica caratterizzata da un altro mese straordinario. Sono caduti diversi record nella nostra stazione: quello delle minime in un singolo giorno, quello delle medie mensili di minime, medie e massime, e quello delle anomalie medie mensili minime e medie. A livello di pioggia, luglio 2015 è stato secco ma non il più secco, grazie ad un singolo evento temporalesco. Le previsioni per la settimana entrante mostrano la possibilità di un’altra robusta ondata di calore, e quindi vedremo se il 2015 avrà altre cartucce in serbo per archiviare definitivamente i record del 2003, o se – cosa che sinceramente speriamo – i valori rimarranno più contenuti.

Fa caldo, quindi impiego meno tempo a cuocere la pasta. O no?

Un amico mi ha posto il quesito seguente: “l’incremento delle temperature medie rispetto alla norma ha un qualche effetto misurabile sul tempo di cottura della pasta? A me pare di sì…”. Sono le tipiche domande che mi fanno scattare una molla: il quesito infatti mi ha incuriosito ed ho provato a ragionarci su.

Un piatto di pasta (fonte www.gushmag.it, Licenza #1894867 da www.canstockphoto.com Dasha Petrenko)

Un piatto di pasta (fonte http://www.gushmag.it, Licenza #1894867 da http://www.canstockphoto.com Dasha Petrenko)

Ho ben presente che uno studio di questo tipo ben si presterebbe ad essere candidato per il premio Ig Nobel, ma in realtà non aspiro a tanto, e ritengo invece utile fare due conti a spanne per vedere di dare una risposta all’amico. E siccome la risposta è interessante, ho deciso di trasformare la risposta in un post.

Per una volta, pubblico un post un po’ leggero, anche se le formule, come vedrete, non mancano. Notiamo subito, infatti, che si tratta di un bell’esercizio di fisica, e in particolare di termodinamica, ma serve anche qualche nozione di base di cucina. Conoscendo le mie modeste abilità culinarie (ma la pasta riesco anche io a cuocerla al dente!), ho cercato un po’ di aiuto sul web per le dosi, visto che normalmente io “vado a spanne”.

La pasta è prontaaaaa (fonte: thumbs.dreamstime.com)

La pasta è pronta! (fonte: thumbs.dreamstime.com)

Torniamo a noi. Parlavamo e parleremo di pasta, ma un discorso analogo varrebbe per il riso. Per preparare un piatto di pasta per due persone servono 160 grammi di pasta (ho detto due persone, non due lupi!) e almeno un litro di acqua. Anzi, la regola aurea dei cuochi (fonte: questo post) specifica che sono necessari 1 litro di acqua ogni 100 g di pasta, quindi nel nostro esempio occorrono 1.6 litri di acqua.

Se l’acqua si trovasse alla temperatura iniziale T, la quantità di calore che dovrebbe essere fornita dal fuoco della cucina a gas è Qa=ma ca ΔT dove ma=1 kg è la massa di acqua e ca= 4187 J/kgK il calore specifico dell’acqua, mentre ΔT=100-T è la differenza di temperatura tra la temperatura ambiente e quella di ebollizione dell’acqua (nella formula precedente, T va espressa in °C, mentre ΔT, essendo una differenza, può essere considerata in gradi Kelvin; 100 °C è la temperatura di ebollizione in condizioni standard: livello del mare, acqua distillata e pressione media).

La prima fase: portare l'acqua all'ebollizione (fonte: vanthian.altervista.org)

La prima fase: portare l’acqua all’ebollizione (fonte: vanthian.altervista.org)

A questa quantità di calore bisognerebbe aggiungere anche quella relativa alla pasta, che vale Qp=mp cp ΔT con mp=0.16 kg e cp=2.15 J/kgK (valore tratto da questa fonte: anche se non fosse esatto al 100%, vedremo più avanti che tale valore è ininfluente). In definitiva, Q=Qa+Qp=(6699.2+0.344) ΔT=6699.544 ΔT ≈6699.2 ΔT, ovvero la quantità di calore assorbita dalla pasta risulta trascurabile rispetto a quella assorbita dall’acqua.

Si noti che qui si fa l’ipotesi di mettere la pasta nell’acqua prima che questa bolla, ma in realtà, che la si metta prima o dopo, il discorso non cambia, in quanto il calore è energia, che è una grandezza additiva. Quello che potrebbe cambiare, invece, è il gusto della pasta… ma di questo non vorrei parlare!

Poniamo di aver regolato il gas in maniera tale che, alla temperatura ambiente in casa tipica di un mese fa (T1=24 °C), fossero necessari 10 minuti per portare acqua e pasta dalla temperatura ambiente all’ebollizione. Se la temperatura aumentasse fino al valore di questi giorni (T2=32 °C nelle case), servirebbe meno tempo per portare a ebollizione acqua e pasta? E se sì, di quanto si ridurrebbe?

Per rispondere a queste domande occorre valutare le quantità di calore alle due temperature:
Q1=( mp cp + ma ca) ΔT1   e   Q2=( mp cp + ma ca) ΔT2
Se ipotizziamo di regolare il gas allo stesso modo, dal momento che il gas fornisce la stessa potenza (energia per unità di tempo), si possono uguagliare le due potenze, calcolate dividendo il calore per l’intervallo di tempo:
P1=Q1/Δt1=( mp cp + ma ca) ΔT1/Δt1   e   P2=Q2/Δt2=( mp cp + ma ca) ΔT2/Δt2
e siccome P1=P2 se ne deduce che:
( mp cp + ma ca) ΔT1/Δt1 = ( mp cp + ma ca) ΔT2/Δt2
da cui:
Δt2=Δt1 ΔT2/ΔT1

La scolatura prima di impiattare (fonte: www.greenme.it)

La scolatura prima di impiattare (fonte: http://www.greenme.it)

Questa espressione – tra l’altro – risulta indipendente dalla massa della pasta e dell’acqua, e dipende invece soltanto dalla temperatura ambiente.

Usando i valori numerici sopra riportati:
Δt2=10 min 68/76 = 8 min 56 s
ovvero si risparmierebbero 1 minuto e 4 secondi, pari all’11% circa del tempo necessario per portare acqua e pasta all’ebollizione.

La percentuale dell’11% dipende dal rapporto tra le variazioni di temperatura ΔT2/ΔT1, ed è anche indipendente dalla potenza del gas usata.

Buon appetito!!!
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Alcune note qui di seguito, che spiegano alcune approssimazioni fatte in questo conto “spannometrico”.

  1. il guadagno sui tempi si limita alla fase necessaria a portare l’acqua in ebollizione; durante la cottura, infatti, l’acqua rimane in ebollizione e quindi non cambia nulla. Al limite, quando fa caldo, la dispersione termica dalla pentola è minore, per cui basta un fuoco basso a mantenere attiva l’ebollizione.
  2. Qualcuno potrebbe obbiettare che la pasta andrebbe cotta in acqua salata e non in acqua dolce, il che potrebbe comportare la variazione del punto di ebollizione: è vero. La regola aurea dei cuochi (fonte: questo post) dice che sono necessari 10 g di sale ogni 100 g di pasta, quindi nel nostro esempio di sopra ne occorrono 16. Il punto di ebollizione dell’acqua sale di 0.14 °C ogni 8 g di sale (fonte: questo post), per cui nel nostro esempio esso diventerà 100.28 °C invece di 100 °C. L’effetto, oltre che ad insaporire la pasta, è quello di diminuire (di poco) i tempi di cottura della pasta. Supponendo di versare il sale nell’acqua subito all’inizio, o comunque prima del raggiungimento del punto di ebollizione, ripetendo i conti di sopra si trova che il tempo risparmiato diventa il 10.5%, ed i dieci minuti di cottura si ridurrebbero di 1 minuto e 3 secondi, per cui l’effetto è minimo e può essere definito trascurabile.
  3. Rispetto ad un mese fa, la pressione superficiale è un pochino maggiore adesso, a causa della presenza dell’anticiclone africano, ma le differenze sono piccole, di qualche hPa. Una pressione maggiore fa aumentare il punto di ebollizione: ad esempio, un incremento di una ventina di hPa produce un aumento di 1 °C nella temperatura di ebollizione (fonte: questo post). L’effetto sulle tempistiche di ebollizione è pertanto simile a quello sopra descritto per l’acqua salata, ovvero del tutto trascurabile.
  4. Ho ipotizzato che l’acqua per la pasta abbia la stessa temperatura dell’aria in casa. Questa è in realtà un’ipotesi “forte”, in quanto normalmente l’acqua scorre sottoterra ed ha una temperatura inferiore a quella dell’aria, specialmente nella stagione fredda, quando le case sono riscaldate. Ad esempio, le simulazioni che facciamo con il modello WRF ci dicono che, oggi 23 luglio, la temperatura a 40 cm di profondità è di 27 °C circa. È un valore molto alto rispetto alla norma, tuttavia inferiore alle temperature tipiche che ci sono in casa. Tuttavia, in questi giorni, verifico sperimentalmente che, in realtà, se non si “tira l’acqua” per un po’ di tempo, il primo getto ha all’incirca la temperatura ambiente, visto che i tubi scorrono in casa ed i muri si sono riscaldati. Questo è particolarmente vero nelle ore in cui generalmente si consuma poca acqua, ovvero nei pressi del pranzo (dopo pranzo, invece, si lavano i piatti e l’acqua corre maggiormente, per cui è più fresca). La temperatura esatta dell’acqua dipende quindi dal consumo delle persone, o addirittura del condominio, e risulterebbe arduo determinarla a priori, e proprio per questo motivo ho scelto di usare la temperatura ambiente, il cui valore è determinabile con maggiore facilità. Se usassi valori inferiori, il rapporto ΔT2/ΔT1 tenderebbe ad aumentare e quindi il tempo risparmiato Δt2 tenderebbe a diminuire.

L’agonia dei ghiacciai alpini

Riscaldamento globale. Cambiamento climatico. Quante volte abbiamo letto sui giornali queste parole, o le abbiamo sentite nominare in televisione? Beh, recentemente direi abbastanza spesso. Eppure in molte persone rimane una sensazione di dubbio: sarà vero? Oppure è un complotto degli scienziati per avere più fondi?

Gruppo Levanne fotografato nell'agosto 2000

Gruppo Levanne fotografato nell’agosto 2000

Gruppo Levanne fotografato nel luglio 2015

Gruppo Levanne fotografato nel luglio 2015

Questo post non intende dare una risposta a queste domande, ma fornire un elemento su cui meditare. Lo scorso weekend mi sono trovato sul celebre sentiero del Re, in valle Orco, sopra i due laghi artificiali Serrù e Agnel e nei pressi del lago Nero e del lago Losere. Un posto paradisiaco, per inciso, ed infatti siamo proprio nel parco del Gran Paradiso. Camminando, mi sono ricordato di alcune foto che avevo scattato, ancora su pellicola, anni prima, lungo il sentiero.

Ghiacciai Capra e Carro fotografati nell'agosto 2000

Ghiacciai Capra e Carro fotografati nell’agosto 2000

Ghiacciai Capra e Carro fotografati nel luglio 2015

Ghiacciai Capra e Carro fotografati nel luglio 2015

Una volta tornato, ho cercato nel mio archivio e le ho trovate: si riferivano all’agosto 2000, quindici anni fa.Tra l’altro, la ricerca delle foto mi ha fatto pensare come, fino ad una decina di anni fa, cercare una foto significava prendere in mano un album, ripercorrere pagina dopo pagina i momenti passati, con una sensazione anche tattile ed odorosa delle foto. Ora la ricerca si riduce ad un’affannoso scartabellare a destra e a manca, sperando di trovare la maledetta chiavetta che contiene le foto, o almeno il suo backup… nella speranza che i dati non si siano dissolti.

In particolare, ho trovato due coppie di foto con inquadrature molto simili tra loro: evidentemente, i miei gusti fotografici non sono cambiati molto in questi quindici anni. Invece, lo stato dei ghiacciai…

Non pretendo di essere un fotografo professionista; in passato usavo una compatta, ed ora il telefonino. Ma ritengo che le foto siano di fattura sufficiente per permettere di rilevare il cambiamento dello stato dei ghiacciai in questi quindici anni. Per correttezza, premetto che ora siamo a luglio, mentre le foto del 2000 si riferivano ad agosto. La differenza non è banale: un anno fa alcuni passi alti erano ancora impraticabili per neve, in questi giorni. Ora invece solo le cime più alte conservano ancora un po’ di neve fresca, ma sta fondendo in modo rapidissimo grazie all’interminabile ondata di caldo di questo luglio.

Inoltre, spero che questi panorami con neve possano un po’ alleviare la calura di chi è costretto in città.

Si possono vedere cambiamenti nei ghiacciai in soli quindici anni? Dando uno sguardo alle foto, direi proprio di sì. Le maestose lingue glaciali che ancora nel 2000 si protendevano dal ghiacciaio del Nel, di Capra e Carro non esistono più, e sono state sostituite da esili residui di nevato che hanno i giorni contati, grazie ai colpi di zero termico sopra i 4500 metri che si sono susseguiti prima a inizio giugno e poi dai primi di luglio in modo quasi ininterrotto. L’ingrandimento del ghiacciaio del Carro mostra la parte terminale del ghiacciaio morente, interessata da fusione rapida. Il ghiacciaio di Nel presenta tutta una lunga frattura nella sua parte superiore, mentre anche qui la parte inferiore evidenzia un rateo di fusione straordinario.

Zoom sul ghiacciaio del Carro (foto luglio 2015)

Zoom sul ghiacciaio del Carro (foto luglio 2015)

Queste immagini sono emblematiche della tremenda agonia che sta caratterizzando quasi tutti i ghiacciai alpini. Lungo il sentiero, infiniti rivoli di acqua corrente e fresca testimoniano il processo di fusione in atto a tempi supersonici, date le temperature presenti in questi giorni (la stazione ARPA della Gran Vaudala, a oltre 3000 m di quota, ha spesso evidenziato temperature massime superiori a 10 °C in questi giorni).

Ecco, questo è un segno del cambiamento climatico. Lo abbiamo a due passi da casa, sulle nostre amate Alpi Graie. E il segno ci dice che il riscaldamento globale interessa anche le nostre Alpi. Tra altri quindici anni, forse, di questi ghiacciai non rimarranno che sparute chiazze di neve qua e là. O forse neppure quelle… Il ghiaccio non ama valori di zero termico superiori alla quota del Monte Bianco…

Civiltà dei turisti... così si presentavano i dintorni del lago Nero al nostro ritorno.

Civiltà dei turisti… così si presentavano i dintorni del lago Nero al nostro ritorno. E non possiamo neppure chiamarli maiali, perché i maiali sono più puliti!

Eppure… noi esseri umani siamo troppo distratti, e spesso non vediamo questo tipo di segnale, pur se così evidente. Sulle Alpi magari ci veniamo anche, e spesso, ma solo a fare un veloce barbecue, o una rapida camminata e poi via. Rigorosamente in auto, se possibile, e magari pure posteggiando il più vicino possibile al posto prescelto.
Quante volte ho sentito dire “ieri ho passato una splendida giornata in montagna, e respirato aria pura”… magari quella respirata sul ciglio della strada, dove l’aria non è troppo dissimile a quella della città.
E poi, magari, dopo aver mangiato e sbevazzato, i rifiuti li si lascia pure lì in bellavista. Infatti, camosci e marmotte vanno pazzi per la plastica e la carta… e soprattutto per le bottiglie vuote di birra!