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Anidride carbonica

Gli studi sulle carote di ghiaccio hanno dimostrato che la concentrazione atmosferica di anidride carbonica (CO₂) è variata all'incirca tra 180 e 290 ppmv durante gli ultimi quattro cicli glaciali, è rimasta a circa 280 ppmv durante l'ultimo periodo interglaciale ed è aumentata notevolmente dalla rivoluzione industriale. La concentrazione atmosferica di CO₂ è stata monitorata in alcuni siti negli ultimi 60 anni; sono state progressivamente aggiunte nuove stazioni di misurazione e osservazioni di alta qualità sono ora disponibili in molti siti in tutto il mondo. Le attuali osservazioni mostrano che la concentrazione di anidride carbonica ha raggiunto un valore di circa 410 ppmv, una concentrazione senza precedenti negli ultimi 800.000 anni; si è quindi verificato un aumento di oltre il 40% rispetto al periodo preindustriale. Questo aumento, e la sua possibile influenza sul clima terrestre, ha indotto la necessità di misurazioni accurate di alta qualità della concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera. Misure accurate di concentrazioni superficiali della CO₂ atmosferica vengono anche utilizzate per vincolare il bilancio globale del carbonio e per identificare le zone sorgenti e pozzi di carbonio. Oltre alle emissioni antropiche, molti fenomeni naturali influenzano la concentrazione di CO₂ nell'atmosfera. I processi su scala globale, come El Niño/Southern Oscillation, i cambiamenti della temperatura globale, le precipitazioni, l'aumento del livello degli oceani e altri, sembrano essere correlati all'andamento dell'anidride carbonica. Si ritiene che queste interazioni procedano attraverso una varietà di meccanismi, come la fotosintesi e la respirazione da parte della vegetazione terrestre, l'assorbimento e l'emissione da parte delle acque oceaniche, l'assimilazione da parte dei microrganismi marini, lo stoccaggio e il rilascio da parte dei suoli terrestri, ecc. Nel bilancio globale dell'anidride carbonica gli oceani tropicali sembrano svolgere un ruolo fondamentale, indicando che alcune regioni possono intervenire in modo più efficiente di altre nel bilancio della CO₂. Poco si sa del ruolo svolto dal Mediterraneo nel bilancio globale dell'anidride carbonica. Il Mar Mediterraneo ha diverse caratteristiche peculiari che rendono unico questo bacino: è l'unico grande bacino chiuso al mondo, ed è caratterizzato da una complessa circolazione oceanica e atmosferica. Il Mediterraneo è un bacino oligotrofico e lo scambio di CO₂ con l'ecosistema marino è probabilmente limitato; le foreste mediterranee sembrano, tuttavia, essere un efficiente pozzo di CO₂. Per una migliore comprensione del ruolo del Mediterraneo, sono cruciali le misurazioni accurate a lungo termine della concentrazione di CO₂ atmosferica, principalmente nell'ambiente marino.

La concentrazione atmosferica di anidride carbonica viene misurata di routine a Lampedusa dal 1992. Campioni d'aria sono stati raccolti settimanalmente e la concentrazione di CO₂ è stata determinata utilizzando un analizzatore NDIR (Siemens Ultramat 5E). I dati del periodo 1992-2002 mostrano un andamento medio di +1.7 ppmv/anno; il ciclo medio annuo ha un'ampiezza di circa 9 ppmv. Nel periodo di indagine il tasso di crescita annuale varia tra 0.5 e 4.5 ppmv/anno, e l'ampiezza del ciclo annuale tra 7 e 11 ppmv/anno. Confrontando il tasso di crescita osservato con le recenti stime delle emissioni di anidride carbonica, si calcola che il 58-61% della CO₂ emessa rimane nell'atmosfera. Il tasso di crescita della CO₂ sembra essere correlato a fenomeni dinamici su larga scala, principalmente El Niño/Southern Oscillation (ENSO). Un'evidente firma di El Niño 1997-98 è visibile nel record di CO₂, e corrisponde all'indebolimento dello scambio con la biosfera. Viene inoltre riscontrata un'elevata correlazione tra la temperatura media globale e il tasso di crescita medio dell'anidride carbonica su 12 mesi. La direzione del vento mostra una significativa variabilità interannuale durante il periodo di misurazione, che potrebbe influenzare l'evoluzione osservata della concentrazione di CO₂. Il programma settimanale di campionamenti in flask viene eseguito in parallelo con misurazioni continuative delle concentrazioni di CO₂, iniziate nel 1998.