I gas serra possono essere di origine sia naturale che antropica. Le analisi paleo-climatiche e l’introduzione al concetto di cambiamenti climatici impegnati

 
 
 

I gas serra possono essere di origine sia naturale che antropica. La tendenza al riscaldamento attuale è di particolare importanza in quanto è dovuto principalmente alle attività umana. Le analisi paleo-climatiche rivelano che il riscaldamento attuale è più veloce di circa dieci volte rispetto al passato. Il biossido di carbonio (CO2) è un importante sostanza in grado di trattenere il calore. Introduzione al concetto di cambiamenti climatici impegnati.

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Sono chiamati gas serra quei gas presenti nell'atmosfera che riescono a trattenere, in maniera consistente, una parte considerevole della componente nell'infrarosso della radiazione solare che colpisce la Terra ed è emessa dalla superficie terrestre, dall'atmosfera e dalle nuvole. Tale proprietà causa il fenomeno noto come "effetto serra".

I gas serra possono essere di origine sia naturale che antropica (cioè prodotti dalle attività umane). Il biossido di carbonio (CO2) è un importante sostanza in grado di trattenere il calore.

La tendenza al riscaldamento attuale è di particolare importanza in quanto è dovuto principalmente alle attività umana. I satelliti in orbita attorno alla Terra e altri progressi tecnologici hanno permesso agli scienziati di vedere il quadro generale, raccogliendo molti tipi diversi di informazioni sul nostro pianeta e il suo clima su scala globale. Questo insieme di dati, raccolti nel corso di molti anni, rivela i segnali di un clima che cambia.

La natura intrappolante del biossido di carbonio e di altri gas è stata dimostrata a metà del XIX secolo. Non c'è dubbio che l'aumento dei livelli di gas a effetto serra causano il riscaldamento della Terra.

Le carote di ghiaccio provenienti dalla Groenlandia, dall'Antartide e dai ghiacciai delle montagne tropicali mostrano che il clima della Terra risponde ai cambiamenti dei livelli di gas serra. Antiche testimonianze possono essere trovate anche negli anelli degli alberi, nei sedimenti oceanici, barriere coralline e strati di rocce sedimentarie.

Queste analisi paleo-climatiche rivelano che il riscaldamento attuale è più veloce di circa dieci volte rispetto al passato.

Il biossido di carbonio (CO2) è un importante sostanza in grado di trattenere il calore.

Questa sostanza viene rilasciata attraverso le attività umane come la deforestazione e la combustione di combustibili fossili, così come i processi naturali come la respirazione e le eruzioni vulcaniche.

Il grafico mostra i livelli di CO2 presente nell’atmosfera terrestre nel corso degli ultimi tre cicli glaciali, come ricostruito dall’analisi dei carotaggi effettuati nei ghiacci (fonte NASA).

Concentrazione media di CO2 atmosferica

Concentrazione media di CO2 atmosferica. (fonte NOAA)

I dati provengono da dati di paleoclimatologia effettuati nella base antartica di Vostok. Sono stati effettuati carotaggi del ghiaccio fino a 3000 metri di profondità, corrispondenti a 420.000 anni di accumulo di strati di neve. Nella base Dome C sono state estratte carote corrispondenti a 800.000 anni. La datazione della neve viene effettuata attraverso le misure degli isotopi radioattivi mentre il contenuto di CO2 nell’atmosfera attraverso l’analisi delle bolle d’aria intrappolate nel ghiaccio. Dall’analisi isotopica di idrogeno/deuterio e ossigeno16/ossigeno18 delle bolle d’aria è anche possibile avere indicazioni sulla temperatura del periodo.

Anche altri gas serra come il metano e il protossido di azoto sono aumentati costantemente nel corso dei decenni.

L'impatto di tali cambiamenti dimostra che il cambiamento climatico è ora uno dei principali motori del cambiamento ambientale, una forza inesorabile che non può più essere ignorata.

Secondo il Quinto Rapporto di Valutazione dell'IPCC (2014), il mondo è entrato in un'era di cambiamenti climatici impegnati.

Il concetto di impegno per il clima, introdotto per la prima volta da Ramanathan (1988), si riferisce a cambiamenti che sono già in cantiere, indipendentemente da eventuali ulteriori emissioni o da qualsiasi cambiamento futuro nelle concentrazioni di GHG nell'atmosfera.

Le temperature superficiali rimarranno più o meno costanti a livelli elevati per molti secoli dopo una completa cessazione delle emissioni nette di CO2 antropogeniche.

L'attuale temperatura globale è controllata in gran parte dalla passata CO2 emessa negli ultimi decenni, una conseguenza dell'inerzia del clima e del ciclo del carbonio.

Il clima è impegnato con l'attuale concentrazione di gas serra. Ciò significa che il cambiamento climatico è ora diventato un motore indipendente del cambiamento ambientale. Indipendentemente dall'azione umana, o anche dalla presenza umana sul pianeta, gli impatti continueranno a verificarsi attraverso i cambiamenti di temperatura, le fluttuazioni delle precipitazioni, lo scioglimento della neve, l'innalzamento del livello del mare, la siccità e altre variabili climatiche e attraverso i cambiamenti nel ciclo idrologico. Il cambiamento climatico pone quindi una sfida alla crescita e allo sviluppo.

I principali gas emessi dalle attività umane con un effetto climalterante sono CO2 (biossido di carbonio), CH4 (metano), N2O (protossido d’azoto), e gas fluorurati, principalmente HFC (idrofluorocarburi), PFC (perfluorocarburi) e SF6 (esafluoruro di zolfo).

Il totale delle emissioni di gas ad effetto serra associate direttamente o indirettamente ad un prodotto, un’organizzazione o un servizio si chiama Carbon Footprint . La sua quantificazione è collegata alla identificazione nel sistema analizzato dei gas ad effetto serra espressi dal Protocollo di Kyoto, ciascuno dei quali viene poi ponderato per il suo contributo all’aumento dell’effetto serra (cioè il suo “potere climalterante”, il Global Warming Potential – GWP) rispetto a quello della CO2 convenzionalmente posto = 1. Il valore (ponderato) legato al contributo climalterante di tutti i sopraccitati gas serra emessi durante il ciclo produttivo viene espresso in termini di CO2eq (CO2 equivalente).

 potere climalterante dei gas serra

 

Oltre a questi 6 inquinanti, considerati ai fini delle rendicontazioni degli impegni del Protocollo di Kyoto, il Quarto Rapporto dell’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) sottolinea l’effetto climalterante di altre sostanze, come l’ozono (O3) e le sostanze particolate, che impattano sullo sbilanciamento energetico del pianeta. Queste ultime possono avere sia un effetto raffreddante - tipicamente attribuito alle polveri più grossolane - che un effetto riscaldante, legato alle polveri più fini di origine carboniosa denominate “fuliggine” o “black carbon” (BC).

Nelle stime delle emissioni delle sostanze climalteranti non sono invece generalmente considerate altre sostanze – come ossidi d’azoto (NOx), monossido di carbonio (CO) e composti organici volatili non metanici (COVNM) – che hanno un effetto indiretto sul clima del pianeta in quanto influiscono sulla presenza delle sostanze principali.

Uno dei più importanti gas ad effetto serra – infine – è il vapore acqueo, naturalmente presente nell’atmosfera. Le attività umane non hanno un effetto diretto nell’alterare il bilancio dell’acqua: ciò significa che il vapor acqueo prodotto dalle attività civili e industriali (per esempio, dalle torri evaporative delle centrali elettriche) non è quantitativamente rilevante. Tuttavia la climatologia ha dimostrato che la quantità di vapor acqueo in atmosfera aumenta con la temperatura, e quindi con la presenza di altri gas climalteranti: l’aumento di vapor acqueo è quindi un “feedback positivo”, cioè un effetto indiretto della presenza di gas climalteranti in atmosfera che ne amplifica ulteriormente gli effetti.

Crescita globale delle emissioni di GHG per regione economica

Crescita globale delle emissioni di GHG per regione economica. Clicca sul’immagine per ingrandire

Più della metà delle emissioni cumulative totali dalla rivoluzione industriale sono state emesse negli ultimi quattro decenni. Le emissioni cumulative di CO2 per il periodo 1750-1970 (220 anni) sono stimate in 910 gigatonnellate, mentre quelle per il periodo 1970-2010 (appena 40 anni) sono circa 1.090 gigatonnellate (IPCC 2014).

La crisi economica globale del 2007/2008 ha ridotto solo temporaneamente il tasso di crescita delle emissioni di gas serra, rispetto al trend dal 2000.

Esiste una distribuzione ineguale delle emissioni di gas serra, sia in termini di emissioni individuali derivanti da diversi modelli di consumo dello stile di vita, sia in termini di emissioni nazionali.

Il 10% più ricco della popolazione emette il 50% delle emissioni totali di GHG, mentre il 50% più povero emette solo il 10%.

 

 

 UN Environment Programme, Geo 6, 2019