Il riscaldamento del pianeta

Una sintesi basata sui risultati pubblicati nel quarto rapporto IPCC (AR4) sullo stato del nostro sistema climatico.

 Il rapporto sul clima mondiale 2007

Per una insolita coincidenza, i climatologici mondiali hanno presentato il quarto rapporto di valutazione sul sistema climatico proprio al termine di un inverno che ha fatto registrare temperature nettamente superiori alle medie stagionali in tutta Europa. Il clima, pertanto, sembra averci voluto fornire una sorta di anteprima di ciò che potrebbe verificarsi nel prossimo futuro. Dall’uscita del rapporto, il tema dei cambiamenti climatici ha cominciato a campeggiare su tutti i titoli dei giornali guadagnandosi una attenzione mediatica senza precedenti e il motivo di tanto clamore va ricercato nelle conclusioni del rapporto da cui emerge con estrema chiarezza l’urgente necessità di passare all’azione intraprendendo al più presto contromisure radicali.
 

La maggior parte di noi, bambini, adolescenti o adulti, è consapevole che oggi il rapporto tra la natura e l’uomo si contraddistingue per la sua ambiguità in cui se da una parte la natura, rappresenta una minaccia per le condizioni di vita dell’uomo, dall’altra anche lo stile di vita dell’uomo influenza in maniera sempre più evidente il nostro ambiente su scala globale. Il quarto rapporto sul clima mondiale traccia un quadro sintetico delle osservazioni condotte dagli scienziati illustrandone le previsioni da essi stilate. I tre testi contenuti nel presente numero, presenteranno gli avvenimenti più significativi che si sono registrati fino ad oggi e prenderanno in considerazione anche gli attuali cambiamenti climatici influenzati dalle attività antropogeniche alla luce della storia passata del nostro pianeta.
  

 Quali misure si eseguono e quali sono le nostre reazioni?

I cambiamenti quotidiani che si producono nel sistema meteorologico non sono in grado di fornirci le informazioni necessarie per trarre conclusioni sull’eventuale alterazione delle normali condizioni dell’atmosfera che ci circonda.
 

Per condizioni normali si intende un andamento degli eventi climatici nel corso degli anni pressoché simile a quello conosciuto dall’umanità durante gli ultimi secoli, ivi compresi tutti i fenomeni meteorologici estremi. Ma che cosa si intende per condizioni anomali? Quando è che si verificano solo cambiamenti metereologici e quando invece si parla di cambiamenti climatici (cioè che interessano un periodo di almeno 30 anni)?
  

3. Se nel grafico vengono inseriti i valori massimi (rosso) e i valori minimi (blu) giornalieri relativi all’anno 2006, è possibile osservare che questo particolare cambiamento climatico, pari a circa 0, 2°C ogni dieci anni, è difficilmente riscontrabile nell’osservazione delle condizioni meteorologiche giornaliere. Dati: klimadiagramme.de, grafico e foto: wetteronline.de, Elmar Uherek
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 Il clima sta cambiando

Ma come è possibile verificare con certezza che questi cambiamenti rappresentino una andamento reale e che il clima stia veramente cambiando? I climatologi possono disporre di un ampio database di informazioni statistiche sulle condizioni meteorologiche mondiali.   

Che significato hanno i dati statistici? Sono molti i giochi da tavolo in cui sono protagonisti i dadi. Su ogni faccia del dado sono impressi sei numeri compresi tra uno e sei. In alcuni giochi, l’uscita del numero sei rappresenta per il giocatore un enorme vantaggio sui propri avversari.
 

In una giornata particolarmente fortunata effettuando 60 lanci è possibile far uscire il numero sei 15 volte, ossia più di 10 volte rispetto alla media prevista. Se, al contrario, il giorno successivo la fortuna non si dimostra altrettanto benigna, su 60 lanci le possibilità di uscita del numero sei scendono a 8. Inoltre, se si tenta la fortuna più volte nel corso degli anni, le giornate fortunate e quelle sfortunate tenderanno a bilanciarsi costituendo quella che in statistica viene definita distribuzione. Tuttavia, se il nostro avversario fa uscire il numero sei 2000 volte effettuando 6000 lanci, dovremmo cominciare a sospettare che i dadi siano stati truccati.
 
 

Questa semplice considerazione assume un rilievo fondamentale per l’affermazione chiave contenuta nel più importante rapporto sullo stato del clima pubblicato dagli esperti di tutto il mondo: il clima sta cambiando. L’osservazione di alcuni cambiamenti meteorologici, registrati lo scorso anno quali, ad esempio, un inverno mite in Francia, una primavera particolarmente fredda in Pakistan o un innalzamento delle temperature medie di 0,6°C a Colonia osservato nello scorso mese di ottobre, non fornisce informazioni sufficienti per tracciare un quadro esaustivo delle reali condizioni climatiche.
  

Gli scienziati misurano la temperatura media globale fin dal 1850 e i risultati ottenuti mostrano che, tra gli anni più caldi che si sono registrati, 11 si sono verificati negli ultimi 12 anni, ossia nel periodo compreso tra il 1995 e il 2006. Nel precedente rapporto sul clima risalente al 2001, la continuità di tale tendenza non era stata ancora definitivamente accertata. Oggi sappiamo che i dadi sono truccati. Il clima globale si discosta in maniera inequivocabile dal range delle oscillazioni statistiche che si sono registrate finora nel corso degli ultimi 100.000 anni, che corrispondono al pressoché stabile periodo interglaciale.Il clima pertanto sta cambiando realmente.
 

 La tendenza delle temperature

L’andamento delle temperature finora osservato può essere illustrato dal seguente grafico. La temperatura della superficie terrestre si è innalzata di circa 0,56 – 0,92°C (stima migliore: 0,74°C) negli ultimi 100 anni (1906-2005).
 

Tale innalzamento delle temperature non mostra un andamento costante e si caratterizza per l’accelerazione subita. Se i valori degli ultimi 50 anni vengono assunti come base per il calcolo dell’aumento previsto dal 1956 al 2055, si ottiene un innalzamento medio pari a 1,3°C nell’arco di 100 anni.
  

Già oggi sappiamo che il riscaldamento globale farà registrare un’accelerazione ancora più significativa nei prossimi 50 anni. Questo fenomeno si verifica a causa dell’aumento costante dell’anidride carbonica, principale responsabile del riscaldamento globale, registratosi negli ultimi 50 anni e caratterizzato da una continua crescita. In base alla tendenza degli ultimi 50 anni, è assai probabile che nel 2055 potremmo osservare un riscaldamento superiore a 1,3 °C rispetto agli ultimi 100 anni. A quel punto l'aumento delle temperature sarebbe superiore ai 1,5 °C rispetto al periodo precedente all’avvento dell’era industriale (1750). L’avvento dell’era industriale viene considerato di norma un valore di riferimento poiché in quel periodo il clima globale non era stato ancora fortemente influenzato dalle attività antropogeniche.
  
 

 La sensibilità climatica

Dall’osservazione dei cambiamenti climatici è possibile rilevare che il nostro pianeta si è riscaldato di circa 0,13°C ogni dieci anni e che questa tendenza mostra una crescita costante. Le previsioni dei modelli climatici per i prossimi vent’anni fanno temere un aumento del riscaldamento di circa 0,2 °C ogni dieci anni. (Questo fenomeno è già stato osservato, ad esempio, per la città di Colonia).
  

La cosiddetta “sensibilità climatica” viene studiata per poter fare delle stime a lungo termine. Per sensibilità climatica si intende il riscaldamento della superficie terrestre che si può preveder come conseguenza del raddoppiamento della concentrazione dell’anidride carbonica (da 280 ppm nell’era preindustriale a 560 ppm*). Come è stato illustrato nel numero speciale di luglio 2005 (ACCENT speciale Luglio 2005), questo dato è caratterizzato da un ampio margine di incertezza. Le ricerche degli ultimi anni indicano che il nostro pianeta, in questo caso, potrebbe far registrare un riscaldamento compreso tra 2 e 4,5°C, comunque superiore a 1,5°C, e la sua miglior stima si attesterebbe su 3°C.  

In questa discussione occorre prendere in considerazione due elementi: da un lato, l’aumento della concentrazione dell’anidride carbonica da 280 a 380 ppm, verificatosi soprattutto negli ultimi 50 anni e in costante crescita e dall’altro la probabilità, sempre meno remota, che prima del 2100 possa essere raggiunto il valore di 560 ppm.
  

Nel contempo, gli esperti sono concordi nel ritenere che i cambiamenti climatici globali imputabili ad un innalzamento delle temperature di 2°C rispetto ai valori del periodo preindustriale (0,8°C sono già una realtà) comporteranno gravi conseguenze per il nostro pianeta pur consentendo ancora un margine di intervento. Un innalzamento superiore a 2°C si tradurrebbe invece in conseguenze drammatiche per il nostro pianeta quali inondazioni delle regioni costiere, alluvioni dovute a intense precipitazioni piovose, intensificazione dei fenomeni di siccità, rafforzamento delle perturbazioni atmosferiche, ondate di calore al limite della sopportabilità, gravi conseguenze politiche e sociali innescate da ampi movimenti migratori della popolazione mondiale dovuti alla fuga dalla regioni inabitabili. L’articolo dal titolo “Ricerca 2” illustrerà le conseguenze derivanti dall’innalzamento delle temperature.  

 Il raffreddamento di particelle e nubi

L’effetto serra è il motore portante del riscaldamento globale. Tra i principali fattori climatici di segno opposto che favoriscono il raffreddamento del pianeta figurano gli effetti indotti dalle particelle liquide e solide presenti nell’aria (i cosiddetti aerosol) e indirettamente, connesso agli aerosol, l’effetto di retrodiffusione causato dall’aumento della nuvolosità.
 
 

Grazie all’intenso lavoro di ricerca degli ultimi sei anni, oggi possiamo disporre di un maggior numero di informazioni su questi particolari effetti rispetto al periodo relativo all’ultimo rapporto IPCC risalente al 2001. Tuttavia, il grado di incertezza che caratterizza questi fenomeni è ancora elevato. Ciononostante, è possibile affermare che senza la presenza di tali effetti di raffreddamento, il fenomeno del riscaldamento globale sarebbe ancora più intenso rispetto alle attuali osservazioni. Se la presenza delle particelle riduce il grado di insolazione della superficie terrestre, le attività antropogeniche contribuiscono anch’esse, come nel caso di smog o inquinamento, alla formazione di tale effetto. Tale “contributo” alla lotta contro l’effetto serra è del tutto involontario e comporta gravi conseguenze per la nostra salute.
  

 Che cosa è la forzatura radiativa?

I fattori perturbativi che influenzano il nostro sistema climatico (ad es. l’aumento delle concentrazioni di gas serra o dei fenomeni nuvolosi) si ripercuotono sul bilancio radiativo della superficie terrestre e della bassa atmosfera (= troposfera). 
  

Col termine forzatura radiativa (FR) si intende il flusso di energia misurato in Watt (W = J/s) nell’unità di tempo per ogni metro quadro terrestre. Se tale parametro FR (W / m²) è positivo, il relativo fattore climatico (ad esempio l’anidride carbonica o gli altri gas serra) contribuisce al riscaldamento del pianeta. Se, al contrario, risulta negativo, il fattore climatico (ad esempio gli aerosol) contribuisce al raffreddamento.

Nel grafico a destra sono riportate due colonne che illustrano i diversi fattori climatici. La colonna di sinistra riporta i fattori che influenzano il riscaldamento, mentre quella di destra i fattori che influenzano il raffreddamento. Inoltre, è possibile osservare che i gas serra quali l’anidride carbonica, il metano (CH₄), protossido di azoto (N₂O) e gli idrocarburi alogenati (prevalentemente CFC) hanno un ruolo dominante. L’ozono svolge una doppia funzione poiché da un lato l’ozono in prossimità del suolo aumenta e dall’altro l’ozono presente nella stratosfera diminuisce. 

Si è visto che gli effetti di raffreddamento dovuti alle particelle aerosospese e alla formazione di fenomeni nuvolosi provocano un raffreddamento intenso. Tali fenomeni, tuttavia, non sono sufficienti per compensare il riscaldamento globale e gli scienziati non dispongono ancora di dati certi sulla reale dimensione dei loro effetti. Su tali fenomeni, pertanto, permane un ampio margine di incertezza che emerge con chiarezza dal grafico riportato di seguito. Il margine di incertezza è così ampio che nei casi più estremi il raffreddamento potrebbe compensare il riscaldamento globale. Tuttavia, risulta in evidente contrasto con le nostre osservazioni. Nella valutazione di tali fattori, occorre tenere presente che la prevenzione dell’inquinamento atmosferico è una misura molto più semplice da adottare rispetto alla rimozione dell’anidride carbonica. Ciò significa che i fattori di raffreddamento hanno degli impatti a breve termine che mascherano il riscaldamento solo temporaneamente.
 

 La responsabilità delle attività antropogeniche

Quanto osserviamo attualmente non può essere spiegato chiamando in causa solo i processi naturali senza considerare adeguatamente il ruolo delle attività umane. Già da una decina di anni è in corso un dibattito all'interno del quale ci si chiede se il riscaldamento globale sia imputabile alle responsabilità umane o se non sia piuttosto dovuto, alle oscillazioni climatiche naturali del nostro pianeta o ai cambiamenti prodottosi nell’irradianza solare.

Quasi sempre, a causa delle limitate conoscenze a disposizione, gli scienziati hanno mostrato estrema cautela nel rispondere a tale interrogativo e nel 2007, sono giunti a formulare la seguente affermazione: la comprensione dell’influenza antropogenica nel riscaldamento e nel raffreddamento globale ha fatto grandi passi in avanti rispetto al Terzo Rapporto di valutazione (TAR), inducendo a concludere con elevatissima probabilità che l’effetto globale medio delle attività antropogeniche dal 1750 ha portato ad un riscaldamento.
 

13. Una mappa del World Resources Institute (WRI) mostra le dimensioni dei paesi e dei continenti in proporzione al contributo da essi apportato al riscaldamento globale (riferito al 2002). © WRI Clicca sulla mappa per visualizzarla a dimensione intera.

Stime per il futuro

Dal “rapporto sul clima mondiale” ci si attende non solo una dichiarazione sullo stato attuale ma anche una previsione per il futuro. Sulla base di vari modelli climatici, gli esperti prevedono che nel decennio compreso tra il 2090 – 2099 la superficie terrestre farà registrare un riscaldamento medio di circa 1,1 – 6,4°C rispetto al decennio 1980 – 1999. (Si noti che tra il 1900 e il periodo di riferimento 1980 –1999 si è già verificato un innalzamento della temperatura pari a 0,5°C).
 

Le stime previste per il futuro prendono in considerazione un intervallo di temperature assai ampio per due motivi principali. In primo luogo, i modelli climatici non funzionano tutti nello stesso modo e si basano su assunti, processi matematici e feedback diversi e nessuno di essi è in grado di riprodurre la complessità del sistema climatico. Pertanto, è necessario ricorrere ad alcune esemplificazioni che comportano un certo margine di incertezza. In secondo luogo, lo sviluppo tecnologico, politico, demografico e culturale che caratterizzerà il mondo nel 2100 rappresenta una variabile non facilmente prevedibile.

(In proposito, vedi anche ACCENT numero sui modelli climatici.)
  

I fattori discriminanti che andranno ad influenzare il clima del nostro pianeta sono: il passaggio rapido o lento a nuove forme di energia rinnovabili, il raggiungimento di picchi demografici entro il 2050 o la continua crescita della popolazione, il progresso tecnologico rapido o lento dei paesi in via di sviluppo e la scelta dei paesi di ricercare prevalentemente soluzioni a livello locale o, al contrario, di unirsi su scala mondiale interagendo tra loro.

Le tabelle riportate di seguito forniscono un quadro riassuntivo dei diversi fattori su cui si basano gli scenari:
 

Le abbreviazioni possono essere descritte brevemente come segue:

Gruppo A = economia non influenzata dalla sostenibilità
Gruppo B = economia che tende alla sostenibilità
Gruppo 1 = la popolazione mondiale diminuisce dopo il raggiungimento di un picco massimo nel 2050
Gruppo 2 = la popolazione mondiale continua a crescere (ad un ritmo più sostenuto in A2 rispetto a B2)
Variazioni T, B, FI = orientamento energetico T = energia rinnovabile, B = energia mista, FI = energia fossile 

In nessun scenario sono incluse le restrizioni imposte dagli accordi mondiali sull’ambiente, quali il protocollo di Kyoto o dalla Convenzione Quadro delle Nazioni Unite sui Cambiamenti Climatici (UNFCCC).

Si può vedere che le limitazioni necessarie per avere un livello di riscaldamento globale tollerabile (inferiore a 2°C) sono possibili solo in un mondo caratterizzato da una convergenza d’intenti e accompagnato dal rapido progresso tecnologico, dal decremento dei tassi demografici nei paesi in via di sviluppo e dal passaggio alle energie rinnovabili. Pertanto si otterranno risultati positivi solo se si tende ad uno sviluppo sostenibile.
  

*ppm (parti per milione) o ppb (parti per miliardo, 1 miliardo = 1000 milioni) è il rapporto del numero di molecole gassose di un determinato gas (ad es. il gas serra CO₂) rispetto al numero totale di molecole di aria secca. Ad esempio: 300 ppm di CO₂ corrispondono a 300 molecole di anidride carbonica per milione di molecole d’aria secca.