La bufala delle scie chimiche

La bufala delle scie chimiche ha una data di inizio ben definita: 1997, anno in cui due americani decisero di inventarsi la storiella dell’avvelenamento globale, come ha spiegato benissimo la giornalista Silvia Bencivelli in un articolo apparso su La Stampa [1]. Una bufala che si è diffusa giocando non solo sulla paura ancestrale delle persone, ma (soprattutto) sull’ignoranza della persona comune della fisica dell’atmosfera, che a differenza di tante altre materie, al liceo quasi mai viene trattata. Ed è un peccato, un vero peccato, perché, insieme all’oceanografia è una tra le parti più affascinanti della fisica.

Ma perché è una bufala? E’ inutile, credo, sostenere che qualcosa è una bufala se non si capisce davvero perché lo è o comunque senza dare una spiegazione scientifica. Cerchiamo di capirlo insieme.

E lo facciamo “rispondendo” alle teorie del complotto e alle loro affermazioni. Una tra le frasi che si sentono più spesso è quella che le scie in cielo non esistevano prima del 199x, dove x assume normalmente i valori 6-7-8. In pratica i complottisti sostengono che prima di una certa data, le scie non esistevano.

Formazione di B-17 nella seconda guerra mondiale
Formazione di B-17 nella seconda guerra mondiale

 

Eppure esistono tonnellate di prove che contraddicono tale affermazione, a partire dalle foto della seconda guerra mondiale, come quella sopra, che ritrae una formazione di B-17 sopra l’Europa lasciare lunghe scie bianche. Ma ci sono anche altre prove: ossia quelle scientifiche che riguardano le scie di condensazione. Ecco oggi non voglio mettere di fronte solo foto: parliamo delle prove scientifiche sull’inesistenza delle scie chimiche.

La scienza, normalmente, davanti ad un fenomeno “nuovo” inizia con l’osservazione e la descrizione del fenomeno. Se tale fenomeno si fosse presentato negli anni ’90, avremmo le prime osservazioni delle scie nel cielo proprio negli anni ’90.

Andando indietro nel tempo, invece, vediamo che la primissima pubblicazione che parla di scie di condensazione è una lettera al direttore comparsa su Naturschwissen da parte di Weickmann.

L'articolo di Weickmann del 1919
L’articolo di Weickmann del 1919

 

Siamo nel 1919 e dopo pochi anni dal primo volo dell’umanità, appaiono le prime scie di condensazione (il record di quota in quegli anni è di circa 9000 m, ottenuto da un Morane-Saulnier). Siamo 80 anni prima di quando queste fantomatiche scie dovrebbero magicamente apparire. Pochi anni dopo, nel 1921, un articolo simile appare su un’altra rivista scientifica, la Monthly Weather Review. Questa volta è un pilota che nota lo “strano” fenomeno. E lo descrive come una scia che va avanti per circa un miglio, poi si interrompe per un quarto di miglio e poi riprende.

L'articolo del 1921 apparso sulla Monthly Weather Review
L’articolo del 1921 apparso sulla Monthly Weather Review

 

Il secondo passo della scienza è quello di creare una teoria dalle osservazioni. Ed è quello che viene fatto da tre scienziati che sono i tre personaggi che hanno elaborato la teoria che spiega la formazione delle scie di condensazione. Il primo di questi scienziati si chiamava Ernst Schmidt, era tedesco, e pubblicò nel 1940 una ricerca intitolata “Die Entstehung von Eisnebeln aus den Auspuffgasen von Flugmotoren” [3], ossia “Sulla formazione delle nuvole di vapore dai motori di un aereo”. Pochi anni dopo (1946) è uno scienziato inglese, Brewer, a perfezionare la teoria che spiega la formazione di queste scie, soffermandosi soprattutto sulle condizioni di persistenza delle scie [4]. La pubblicazione più importante è del 1953 e venne scritta dall’americano Appleman, che elaborò la legge che porta il suo nome e che descrive le condizioni per la formazione delle scie di condensazione [5].

E qui arriviamo in un altro punto chiave: secondo i complottisti le scienza affermerebbe che le scie di condensazione si possono solo formare sopra gli 8000 m. Né nella ricerca di Appleman, né nelle altre ricerche non si fa menzione di alcun limite inferiore alla formazione delle scie di condensazione (che tutti i complottisti fissano a 8000 m). Appleman non afferma che le scie di condensazione NON si possono formare sotto gli 8000 m. Quello che si può dedurre dalla sua ricerca e dalla conoscenza dell’atmosfera è che normalmente le condizioni per la formazione delle scie di condensazione sono sopra gli 8000 m, MA è possibile che queste condizioni si presentino anche a quote minori. Nessuno lo vieta. La formazione e la persistenza di queste scie dipende da tre variabili: temperatura, pressione (quindi quota, dato che la pressione cala con il salire della quota) e umidità. Ulrich Schumann, ha modificato tale teoria tenendo conto anche dell’efficienza del motore, detto contrail factor [6], [7].

La teoria di Schmidt-Appleman e gli studi di Brewer sono, inoltre concordi sul fatto che la persistenza delle scie dipende solo da queste variabili. Esistono anche varie pubblicazioni inoltre che hanno osservato come queste scie di condensazione diventino dei cirri dopo un certo tempo [8], [9], [10].

Altro fenomeno che desta preoccupazione nei complottisti sono le iridescenze presenti nelle scie. Il fenomeno delle iridescenze è noto da almeno due secoli. Il principio è lo stesso di quello della separazione dei colori con il prisma: la luce passa da un mezzo otticamente meno denso (aria) ad uno più denso (acqua/ghiaccio). Cosa succede in questo caso? Molti di voi sanno che guardando un oggetto immerso parzialmente in acqua con diverse angolature, ci apparirà come se fosse spezzato. Questo è dovuto al fatto che l’inclinazione di un raggio di luce che passa da acqua e aria cambia (Legge di Snell).

Spiegazione visiva della Legge di Snell
Spiegazione visiva della Legge di Snell

 

C’è però un altro effetto: l’angolo di rifrazione, ossia l’angolo con cui il raggio si propaga dipende dalla lunghezza d’onda. Dato che ogni colore ha una lunghezza d’onda diversa, avremo la separazione della luce. Quindi il raggio esce dal nostro prima (che nel caso di una nuvola è una goccia di acqua o un cristallo di ghiaccio) e subisce un’ulteriore rifrazione che aumenterà l’angolo di separazione tra le diverse componenti della luce.

Separazione dei colori in un prisma
Separazione dei colori in un prisma

 

Questo accade anche nelle scie di condensazione: c’è una ricerca di Sassen del 1979 [11] che spiega esattamente in questo modo la presenza di iridescenze nelle scie di condensazione. Altri fenomeni sono, invece, da ricondurre al parelio (fenomeno già descritto in epoca greco-romana: ne parlava Cicerone nel De re publica) che è un fenomeno ottico dovuto alla rifrazione della luce solare da parte dei cristalli di ghiaccio di una nuvola poco spessa (come i cirri o alle contrails appunto).

Foto di un parelio pronunciato
Foto di un parelio pronunciato

 

Perché questo non può succedere nel caso in cui queste non fossero semplici scie di condensazione, ma scie chimiche?

Per un semplice motivo: tutti questi fenomeni di rifrazione presuppongono che la scia sia composta di cristalli di ghiaccio, poiché tutti questi fenomeni presuppongono la trasparenza delle gocce. Il bario e l’alluminio non sono trasparenti, quindi tali fenomeni non potrebbero essere possibili.

Ora che abbiamo una teoria che spiega i fenomeni che vediamo nel cielo, la scienza dà un’altra possibilità: se io ho delle prove che contraddicono tale teoria, allora la teoria è sbagliata. Al momento non esistono prove che la teoria delle scie di condensazione sia sbagliata. L’onere ovviamente di portare prove è di chi sostiene che la teoria sia sbagliata e che quelle che vediamo nel cielo sono “scie chimiche”, ossia metalli pesanti/batteri/virus/filamenti e chi ne ha più ne metta, dispersi dagli aerei per un qualche piano malefico. Però esistono delle pubblicazioni scientifiche che hanno esaminato cosa c’è dentro una scia persistente nel cielo.

Le scie infatti sono state studiate da due ricerche basate su tecnologia satellitare nel 1993 e nel 1998 [12], [13], [14] e con il microscopio elettronico nel 1998 [15]. In queste ricerche i ricercatori hanno trovato quello che si aspettava: oltre all’acqua vi erano solo altri prodotti di combustione del motore, ma nessuna traccia di alluminio e bario o di altre sostanze spruzzate illegalmente come i complottisti sostengono.

Note:

[1] Silvia Bencivelli, Le Scie chimiche, leggenda di una bufala, articolo apparso su La Stampa il 16/09/2013 (link)

[2] Cloud Formation by Supercharged Plane (immagine sopra)

[3] Schmidt, E. (1941). “Die entstehung von eisnebel aus den auspuffgasen von flugmotoren”. Oldenburg, 1941. (link)

[4] Brewer, A. W. (1946). “Condensation trails.” Weather 1(2), 34-40. (link)

[5] Appleman, H. (1953). “The formation of exhaust condensation trails by jet aircraft.” Bull. Amer. Meteor. Soc 34 (1), 14-20. (qui, qui e qui trovate alcune parti della pubblicazione)

[6] Schumann, U.  (2000). “Influence of propulsion efficiency on contrail formation.” Aerospace science and technology 4(6), 391-401. (link)

[7] Schumann, U. (1996). “On conditions for contrail formation from aircraft exhausts.” METEOROLOGISCHE ZEITSCHRIFT-BERLIN- 5, 4-23.

[8] Screen, J. A., and MacKenzie R. A. (2004). “Aircraft condensation trails and cirrus.” Weather 59.5, 116-121. (link)

[9] Minnis, P., Young, D. F., Garber, D. P., Nguyen, L., Smith, W. L., and Palikonda, R. (1998). “Transformation of contrails into cirrus during SUCCESS”. Geophysical Research Letters, 25(8), 1157-1160. (link)

[10] Schröder, F., Kärcher, B., Duroure, C., Ström, J., Petzold, A., Gayet, J. F., Strauss, B., Wendling, P., and Borrmann, S. (2000). “On the transition of contrails into cirrus clouds”. Journal of the atmospheric sciences, 57(4), 464-480. (link)

[11] Sassen, K. (1979). “Iridescence in an aircraft contrail”. JOSA, 69(8), 1080-1083. (link)

[12] Minnis, P., Liou, K. N., and Takano, Y. (1993). “Inference of cirrus cloud properties using satellite-observed visible and infrared radiances. Part I: Parameterization of radiance fields”. Journal of the atmospheric sciences, 50(9), 1279-1304. (link)

[13] Mace, G. G., Ackerman, T. P., Minnis, P., and Young, D. F. (1998). “Cirrus layer microphysical properties derived from surface‐based millimeter radar and infrared interferometer data”. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012), 103(D18), 23207-23216. (link)

[14] Wang, Z., and Sassen, K. (2002). “Cirrus cloud microphysical property retrieval using lidar and radar measurements. Part I: Algorithm description and comparison with in situ data”. Journal of Applied Meteorology, 41(3), 218-229. (link)

[15] Twohy, C. H., and Gandrud, B. W. (1998). “Electron microscope analysis of residual particles from aircraft contrails”. Geophysical research letters, 25(9), 1359-1362. (link)

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