Riscaldamento globale

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Anomalia media della temperatura atmosferica a terra e della superficie dei mari, così come ricostruita dall'IPCC, negli ultimi 150 anni
Anomalia media della temperatura atmosferica a terra e della superficie dei mari, così come registrata negli ultimi 30 anni dai satelliti[1].

In climatologia l'espressione riscaldamento globale è usata per indicare, in riferimento alla storia climatica della Terra, le fasi di aumento della temperatura media dell'atmosfera terrestre e degli oceani dovute a cause naturali (cicli solari, moti della Terra, variazioni dei gas atmosferici, ...).

L'espressione è oggi usata come sinonimo di surriscaldamento climatico (global warming nella letteratura scientifica in inglese) che indica il contributo antropico come decisivo alla fase di riscaldamento del clima terrestre degli ultimi 100 anni. Le due espressioni sono entrambe utilizzate e ricomprese all'interno della più vasta tematica sui mutamenti climatici della Terra che di per sé comprende anche le fasi di raffreddamento globale, quali ad esempio le glaciazioni, e i cambiamenti nei regimi di precipitazione.

Indice

Generalità [modifica]

Le variazioni naturali [modifica]

Nel corso della storia della Terra si sono succedute ciclicamente modificazioni del clima che hanno portato il pianeta ad attraversare diverse ere glaciali alternate ad epoche più calde dette interglaciali. Le cause di queste modificazioni climatiche sono state principalmente legate all'andamento dell'attività del sole o a quella eruttiva della Terra (per emissione di CO2). Circa 200 000 anni fa, queste significative variazioni del clima hanno permesso all'uomo il passaggio dello stretto di Bering, la colonizzazione dell'Australia o della Groenlandia. Attualmente, il pianeta sta uscendo da un periodo freddo denominato piccola era glaciale durato dal 1550 al 1800 che ha seguito il periodo caldo medievale, più caldo (tra il 1100 ed il 1400). Durante il periodo caldo medievale è avvenuta la colonizzazione della Groenlandia, che fu battezzata "terra verde" per l'intenzione del suo scopritore Erik il Rosso di attirarvi coloni, il che indicherebbe secondo alcuni ricercatori che all'epoca dovessero esserci delle zone prive di ghiacci perenni.

Il recente riscaldamento [modifica]

Nella seconda accezione (sinonimo di surriscaldamento globale) per riscaldamento globale s'intende un incremento delle temperature medie sulla superficie della Terra a cominciare dalla metà del XX secolo.

Il quarto rapporto del Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) nei suoi studi di detection del 2007 stima che la temperatura media della superficie terrestre è aumentata di 0.74 ± 0.18 °C durante il XX secolo.[2] La maggior parte degli incrementi di temperatura sono stati osservati a partire dalla metà del XX secolo e sono stati attribuiti all'incremento di concentrazione dei gas serra. Quest'ultimi sono il risultato dell'attività umana dato ad esempio dall'uso di combustibili fossili e dalla deforestazione, e generano dunque un incremento dell'effetto serra.[3] L'oscuramento globale, causato dall'incremento della concentrazione in atmosfera di aerosol, bloccando i raggi del sole in parte mitiga gli effetti del riscaldamento globale. I report dell'IPCC indicano che durante il XXI secolo la temperatura media della Terra potrà aumentare ulteriormente rispetto ai valori attuali (da 1.1 a 6.4 °C in più a seconda del modello climatico utilizzato[2]).

L'aumento delle temperature comporterà un aumento del livello del mare e cambierà anche il modello di precipitazioni a cui siamo abituati, favorendo verosimilmente anche un'espansione dei deserti subtropicali.[4] Ci si aspetta che il riscaldamento sarà maggiore nella zona artica e comporterà una riduzione dei ghiacciai, permafrost e mari ghiacciati con effetti anche sulla sopravvivenza di specie animali e sull'agricoltura. Il riscaldamento climatico avrà effetti diversi da regione a regione e le sue influenze a livello locale sono molto difficili da prevedere.[5] Come risultato dell'incremento in atmosfera del diossido di carbonio, gli oceani saranno più acidi .[6][7]

La comunità scientifica è sostanzialmente concorde nel ritenere che la causa del riscaldamento globale sia di origine antropica.[8][9][10] Ciò nonostante è in essere un ampio dibattito politico che coinvolge anche l'opinione pubblica. Il protocollo di Kyoto vuole mirare alla riduzione dei gas serra prodotti dall'uomo.[11] Alla data di novembre 2009 187 paesi avevano sottoscritto e ratificato il protocollo.[12]

Cause del recente riscaldamento [modifica]

I cambiamenti recenti del clima vengono analizzati in particolar modo a partire dagli ultimi 50 anni cioè da quando le attività umane sono molto cresciute ed è diventata possibile l'osservazione della troposfera. Tutti i principali fattori ai quali è attribuito il cambiamento climatico sono legati alle attività dell'uomo. In particolare questi sono:[13]

Un rapporto del Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) conclude che la maggior parte degli incrementi di temperatura osservati dalla metà del XX secolo è con molta probabilità da imputare all'incremento di gas serra prodotto dall'uomo;[14] È molto improbabile (si stima sotto il 5%) che gli aumenti climatici possano essere spiegati ricorrendo a cause naturali. Il riscaldamento interessa sia l'oceano sia l'atmosfera ed ha avuto inizio quando i fattori naturali avrebbero dovuto invece produrre un raffreddamento.[15]

Influenza della variazione dell'attività solare ed altri fattori cosmici [modifica]

Variazioni nelle emessioni solari sono state causa, in passato, dei cambiamenti climatici.[16] Gli effetti sul clima dei cambiamenti delle emissioni solari nelle ultime decadi sono incerti,[17] d'altro canto alcuni studi suggeriscono che tali effetti siano minimi.[18] [19][20][21][22]

Gas serra e raggi solari incidono sulle temperature in modo diverso. Sebbene entrambi tendono a riscaldare la troposfera, l'incremento dell'attività solare dovrebbe riscaldare la stratosfera mentre i gas serra la dovrebbero raffreddare.[18] Le osservazioni della stratosfera mostrano come la sua temperatura si è andata abbassando a partire dal 1979, da quando è possibile la misurazione della stessa tramite i satelliti. Le stesse radiosonde, usate prima dei satelliti, mostrano un raffreddamento della stratosfera a partire dal 1958 sebbene vi siano alcuni dubbi sulle prime misurazioni effettuate con questi dispositivi.[23]

Un'ipotesi correlata, proposta da Henrik Svensmark, è che l'attività magnetica del sole devii i raggi cosmici che possono così influenzare la formazione di nubi di condensa e causare quindi degli effetti sul clima.[24] Altre ricerche invece non rilevano legami tra il riscaldamento climatico e i raggi cosmici.[25][26] L'influenza dei raggi cosmici sulle nubi ha tuttavia un'incidenza cento volte più bassa di quella necessaria a spiegare i cambiamenti osservati nelle masse nuvolose o per contribuire significativamente al riscaldamento climatico.[27]

Influenza dei gas serra nell'atmosfera [modifica]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Effetto serra.

L'effetto serra è il processo attraverso il quale l'assorbimento e l'emissione di radiazioni infrarosse da parte dei gas presenti nell'atmosfera porta al riscaldamento della superficie del pianeta e delle parti più basse dell'atmosfera. Tale concetto è stato proposto per la prima volta da Joseph Fourier nel 1824 ed è stato studiato poi da Svante Arrhenius nel 1896.[28] L'effetto serra è un fenomeno naturale e necessario per permettere alla superficie terrestre di avere delle temperature adatte alla vita, in particolare quella umana.

Esistente in natura, l'effetto serra produce sulla superficie terrestre (terra aria ed acqua) un aumento di temperatura di circa 33 °C.[29] I principali gas serra sono: il vapore acqueo responsabile dell'effetto serra in una percentuale variabile tra il 36–70%; l'anidride carbonica (CO2) che incide per il 9-26%; il metano (CH4) che incide per il 4-9%; l'ozono (O3) che incide tra il 3-7%.[30][31][32]

L'attività dell'uomo, già dalla rivoluzione industriale, ha incrementato l'ammontare di gas serra nell'atmosfera incidendo sull'incremento di forzante radiativo. La concentrazione di CO2 e metano ha subito un incremento rispettivamente del 36% e del 148% dal 1750.[33] Queste concentrazioni sono le più alte degli ultimi 650.000 anni, periodo che è misurabile in base ai dati estratti da carotaggi nel ghiaccio.[34][35][36] Tale incremento di circa 2 ppm all'anno è legato principalmente all'uso di combustibili fossili che durante il periodo carbonifero (tra 345 e 280 milioni di anni fa) avevano "fissato" la CO2 nel sottosuolo, trasformandolo dalla forma gassosa a quella solida o liquida di petrolio, carbone o gas naturale. Negli ultimi 150-200 anni, a partire dalla rivoluzione industriale, la combustione dei giacimenti fossili ha invertito il processo avvenuto durante il periodo carbonifero liberando grandi quantità di anidride carbonica (circa 27 miliardi di tonnellate all'anno[37]). Secondo le stime, il pianeta riuscirebbe oggi a riassorbire, mediante la fotosintesi clorofilliana e l'azione delle alghe degli oceani, meno della metà di tali emissioni, anche a causa della deforestazione[38] Alcuni indizi di carattere geologico indicano che gli attuali valori di CO2 sono più alti di quelli di 20 milioni di anni fa.[39] Il bruciare i combustibili fossili ha prodotto circa 3/4 dell'incremento di anidride carbonica negli ultimi 20 anni. La restante parte di incremento è largamente dovuta all'uso che l'uomo ha fatto della superficie terrestre (ad es. la deforestazione).[40] L'attività umana ha infatti ridotto la biomassa vegetale in grado di assorbire la CO2 fin dalla rivoluzione agricola neolitica, trasformando i boschi in campi o città. Oggi la deforestazione (in particolare in Amazzonia) continua ad aumentare ed aggrava ulteriormente la situazione. A contribuire ulteriormente vi è la maggior produzione di metano dovuto a fermentazione tipico dell'allevamento anch'esso cresciuto in modo significativo e delle colture a sommersione (ad esempio il riso).

Secondo il comitato di esperti delle Nazioni Unite (Intergovernmental Panel on Climate Change) l'attuale riscaldamento non può essere spiegato se non attribuendo un ruolo significativo anche a questo aumento di concentrazione di CO2 nell'atmosfera (teoria del Global Warming)[41].

Nell'arco delle ultime tre decadi del XX secolo, la crescita del PIL procapite e la crescita della popolazione sono stati i volani dell'aumento della emissione di gas serra.[42][43][44]

Alla luce di questi studi sono stati creati degli strumenti per prevedere gli scenari futuri. I Special Report on Emissions Scenarios redatti dall'IPCC disegnano il possibile scenario per il 2100: la concentrazione di CO2 in atmosfera potrebbe variare tra i 541 e i 970 ppm.[45] Questo significa un incremento del 90-250% di concentrazione di anidride carbonica rispetto al 1750. Le riserve di combustibile fossile sono sufficienti per raggiungere questi livelli e andare anche oltre nel 2100.[46]

La distruzione dell'ozono presente nella stratosfera a causa dei clorofluorocarburi è altresì menzionata in relazione al riscaldamento globale. Tuttavia il legame non è così forte poiché la riduzione della fascia di ozono ha effetti raffreddanti.[47] L'ozono presente nella troposfera (cioè la parte più bassa dell'atmosfera terrestre) contribuisce invece al riscaldamento della superficie della Terra..[48]

Vapore acqueo (H2O) [modifica]

Il principale gas a effetto serra è il vapore acqueo (H2O), responsabile in un intervallo che va dal 36 al 70% dell'effetto serra[49][50]. Nell’atmosfera, le molecole di acqua catturano il calore irradiato dalla superficie terrestre diramandolo in tutte le direzioni, riscaldando così la superficie della terra prima di essere irradiato nuovamente nello spazio. Il vapore acqueo atmosferico è parte del ciclo idrologico, un sistema chiuso di circolazione dell'acqua dagli oceani e dai continenti verso l'atmosfera in un ciclo continuo di evaporazione, traspirazione, condensazione e precipitazione. Tuttavia l'aria calda può assorbire molta più umidità e di conseguenza le temperature in aumento intensificano ulteriormente l'aumento di vapore acqueo in atmosfera e quindi il cambiamento climatico in quello che a livello teorico è chiamato effetto serra a valanga.

Anidride carbonica (CO2) [modifica]

L'anidride carbonica è responsabile per il 9% / 26%[49][50] dell'effetto serra ed interagisce con l'atmosfera per cause naturali e antropiche: I serbatoi naturali della CO2 sono gli oceani (che contengono il 78% della CO2), i sedimenti fossili (22%), la biosfera terrestre(6%), l'atmosfera (1%).

Gran parte dell'anidride carbonica degli ecosistemi viene immessa in atmosfera. Un certo numero di organismi hanno la capacità di assimilare la CO2 atmosferica. Il carbonio, grazie alla fotosintesi delle piante, che combina l'anidride carbonica e l'acqua in presenza di energia solare, entra nei composti organici e quindi nella catena alimentare, ritornando infine in atmosfera attraverso la respirazione. Si possono individuare delle variazioni annuali della concentrazione di CO2 atmosferica: durante l'inverno si registra un aumento di concentrazione dovuto al fatto che nelle piante a foglia caduca prevale la respirazione; durante l'estate invece la concentrazione di CO2 atmosferica diminuisce per l'aumento complessivo della fotosintesi ovvero la fase attiva di accumulo di carbonio.

Gli oceani hanno un ruolo fondamentale nel bilancio del carbonio, costituiscono una vera e propria riserva di carbonio sotto forma di ione bicarbonato e contengono quantità enormi di CO2, fino al 79% di quella naturale. Gli oceani possono rilasciare o assorbire CO2 in quanto è solubile in acqua. L'incremento di temperatura dell'acqua diminuisce la solubilità del biossido di carbonio, pertanto l'aumento della temperatura degli oceani sposta CO2 dal mare all'atmosfera. Gli oceani, assorbendo la CO2 atmosferica, tendono a mantenere più stabile la sua concentrazione nell'atmosfera; se invece la concentrazione nell'atmosfera tende ad abbassarsi, gli oceani possono liberare anidride carbonica fungendo così da riequilibratori o feedback. Questo bilancio naturale tra emissioni da parte della biosfera e assorbimento da parte degli oceani, in assenza di attività antropica ed in prima approssimazione, è sempre in pareggio. Esso coinvolge valori di emissioni e assorbimenti maggiori rispetto alle emissioni antropiche. Tuttavia, per quanto piccole rispetto al totale, le emissioni antropiche sono sufficienti a squilibrare l'intero sistema. L'anidride carbonica si va così accumulando nell'atmosfera in quanto i processi di assorbimento da parte dello strato rimescolato dell'oceano non riescono a compensare l'aumento del flusso di carbonio entrante in atmosfera. Le emissioni legate all'attività umana sono dovute in primis all'uso di energia fossile quali petrolio, carbone e gas naturale; la restante parte è dovuta a fenomeni di deforestazione e cambiamenti d'uso delle superfici agricole. Il contributo della deforestazione è peraltro molto incerto ed oggi al centro di molti dibattiti: le stime indicano valori compresi tra un minimo di 0.6 e un massimo di 2 miliardi di tonnellate di carbonio all'anno (rispettivamente 2.2 e 7.3 miliardi di tonnellate di CO2). Per quanto concerne la persistenza media in anni della CO2 in atmosfera, l'IPCC considera un intervallo compreso tra i 50 e i 200 anni che, dipende sostanzialmente dal mezzo di assorbimento. L'anidride carbonica nell'atmosfera è aumentata di circa il 10% dal 1960 ad oggi. Ad esempio la stazione di rilevazione di Mauna Loa (Hawaii) ha registrato in tale periodo una variazione da 320 ppm (1960) a 360 ppm (2000).

Metano (CH4) [modifica]

Il metano (CH4) è considerato responsabile dell'effetto serra per circa il 18% [51], la sua capacità nel trattenere il calore è infatti 21 volte maggiore a quella dell’anidride carbonica [52]. La sua concentrazione atmosferica media sta aumentando con un tasso medio annuo valutato tra l’1.1% e l’1.4%. Il metano è il prodotto della degradazione di materiale organico in ambiente anaerobico. Le principali fonti di metano sono i terreni paludosi (25-170 Tg annui; 1 Tg o teragrammo = 1012 grammi, ossia 1 milione di tonnellate), le risaie (40-179 Tg), la fermentazione del concime organico (40-110 Tg), la combustione della biomassa (30-110 Tg), la produzione e la distribuzione di gas naturale (20-50 Tg), l’estrazione del carbone (10-40 Tg), le termiti (5-45 Tg) e non ultimo lo scioglimento del permafrost con emissioni non ancora quantificate. E´da rilevare il forte aumento delle emissioni di metano anche da parte delle discariche; inoltre si è avuto un aumento delle emissioni provenienti dal settore energetico, e una diminuzione di quelle del settore agricolo.

Surriscaldamento degli oceani [modifica]

L'incremento della CO2 dovuto alle fonti fossili verrebbe amplificato dal conseguente surriscaldamento degli oceani. Le acque marine contengono disciolta una grande quantità di CO2 ed il riscaldamento dei mari ne causerebbe l'emissione in atmosfera. Inoltre, il riscaldamento dovuto all'aumento della temperatura produce una maggior evaporazione dei mari liberando in atmosfera ulteriori quantità di vapore acqueo, il principale gas serra, accrescendo ulteriormente la temperatura globale e, secondo alcuni ricercatori, aumentando quantità e violenza di piogge ed uragani tropicalizzando il clima.

Le proiezioni del modello climatico adottato dall'IPCC indicano che la temperatura media superficiale del pianeta si dovrebbe innalzare di circa 1,1 °C - 6,4 °C durante il XXI secolo[2]. Questo intervallo di valori risulta dall'impiego di vari scenari sulle emissioni future di gas serra, assieme a diversi valori di sensibilità climatica. Benché molti studi riguardano l'andamento nel XXI secolo, il riscaldamento e l'innalzamento del livello dei mari potrebbero continuare per più di un migliaio di anni, anche se i livelli di gas serra verranno stabilizzati. Il ritardo nel raggiungimento di un equilibrio sarebbe dovuto alla grande capacità termica degli oceani[2].

Secondo alcuni studi[53] la stasi delle temperature globali negli ultimi 10 anni (2000-2009) sarebbe imputabile proprio all'accumulo di calore da parte degli oceani per le loro elevate capacità termiche con conseguente riscaldamento anche degli strati sotto superficiali come alcune evidenze sperimentali sembrano confermare.

Retroazione [modifica]

Quando una tendenza al riscaldamento provoca effetti che inducono ulteriore riscaldamento si parla di retroazione positiva, mentre quando gli effetti producono raffreddamento si parla di retroazione negativa. La principale retroazione positiva nel sistema climatico comprende il vapore acqueo, mentre la principale retroazione negativa è costituita dall'effetto della temperature sulle emissioni di radiazione infrarossa: all'aumentare della temperatura di un corpo, la radiazione emessa aumenta in proporzione alla potenza quarta della sua temperatura assoluta (legge di Stefan-Boltzmann). Questo effetto fornisce una potente retroazione negativa che stabilizza il sistema climatico nel tempo.

Uno degli effetti a retroazione positiva invece è in relazione con l'evaporazione dell'acqua. Se l'atmosfera è riscaldata, la pressione di saturazione del vapore aumenta e con essa aumenta la quantità di vapore acqueo nell'atmosfera. Poiché esso è un gas serra, il suo aumento rende l'atmosfera ancora più calda, e di conseguenza una maggiore produzione di vapore acqueo. Questo processo continua fino a quando un altro fattore interviene per interrompere la retroazione. Il risultato è un effetto serra molto più grande di quello dovuto alla sola CO2, anche se l'umidità relativa dell'aria rimane quasi costante[54].

Gli effetti di retroazione dovuti alle nuvole sono attualmente un campo di ricerca. Viste dal basso, le nuvole emettono radiazione infrarossa verso la superficie, esercitando un effetto di riscaldamento; vista dall'alto, le nuvole riflettono la luce solare ed emettono radiazione verso lo spazio, con effetto opposto. La combinazione di questi effetti risultano in un raffreddamento o in un riscaldamento netto a seconda del tipo e dell'altezza delle nuvole. Queste caratteristiche sono difficili da includere nei modelli climatici, in parte a causa della piccola estensione delle stesse nei modelli simulativi[54].

Un effetto più sottile è costituito dai cambiamenti nel gradiente adiabatico mentre l'atmosfera si scalda. La temperatura atmosferica diminuisce con l'aumentare dell'altezza nella troposfera. Poiché l'emissione di radiazione infrarossa è legata alla quarta potenza del valore della temperatura, la radiazione emessa dall'atmosfera superiore è minore rispetto a quella emessa dall'atmosfera inferiore. La maggior parte della radiazione emessa dall'atmosfera superiore viene irradiata verso lo spazio mentre quella dell'atmosfera inferiore viene riassorbita dalla superficie o dall'atmosfera. Quindi, l'intensità dell'effetto serra dipende da quanto la temperatura decresce con l'altezza: se essa è superiore, l'effetto serra sarà più intenso, mentre se è inferiore l'effetto sarà più debole. Queste misurazioni sono molto sensibili agli errori, rendendo difficile stabilire se i modelli climatici aderiscono alle osservazioni[55].

Andamento dei ghiacci nell'emisfero settentrionale
Andamento dei ghiacci nell'emisfero meridionale

Un altro importante processo a retroazione è costituito dall'albedo del ghiaccio[56]: quando la temperatura globale aumenta, i ghiacci polari si sciolgono ad un tasso superiore. Sia la superficie emersa che le acque riflettono meno la luce solare rispetto al ghiaccio, quindi la assorbono maggiormente. Per questo motivo aumenta il riscaldamento globale, che incrementa lo scioglimento dei ghiacci e continua il processo.

Il riscaldamento è anche un fattore scatenante per il rilascio di metano da varie sorgenti presenti sia sulla terra che sui fondali oceanici. Il disgelo del permafrost, come nelle torbiere ghiacciate in Siberia creano una retroazione positiva a causa del rilascio di anidride carbonica (CO2) e metano (CH4)[57]. Analogamente, l'aumento della temperatura degli oceani, può rilasciare metano dai depositi di idrati di metano e clatrati di metano presenti nelle profondità in base all'ipotesi dei clatrati. Questi fenomeni sono attualmente oggetto di intense ricerche.

Con il riscaldamento degli oceani si prevede inoltre un feedback positivo sulla concentrazione di CO2 in atmosfera a causa della diminuzione della capacità di assorbimento diretto per solubilità ed anche da parte degli ecosistemi oceanici. Infatti il livello mesopelagico (situato ad una profondità compresa tra 200 m e 1000 m) subisce una riduzione delle quantità di nutrienti che limitano la crescita delle diatomee in favore dello sviluppo del fitoplancton. Quest'ultimo è una pompa biologica del carbonio meno potente rispetto alle diatomee[58].

Infine un altro feedback climatico molto discusso è quello delle correnti oceaniche: lo scioglimento dei ghiacci polari dovuto al riscaldamento globale porterebbe ad una alterazione della circolazione termoalina e a una conseguente alterazione del cosiddetto Nastro Trasportatore Oceanico, in particolare del ramo superficiale nord-atlantico ovvero la Corrente del Golfo, con effetto di raffreddamento sull'emisfero settentrionale, in particolare sul continente europeo, contrastando, annullando o addirittura invertendo il trend al riscaldamento degli ultimi decenni.

Evoluzione delle temperature degli altri pianeti del Sistema solare [modifica]

Di recente è stato osservato che tutti i pianeti del sistema solare starebbero subendo un aumento della temperatura[59]. I telescopi spaziali attraverso i sensori termici constatano un aumento della temperatura per il pianeta Giove di 10 °C come temperatura media. Su Marte l'aumento della temperatura è indicato anche dalla forte diminuzione delle calotte polari (che sono molto più fredde di quelle terrestri, contengono anidride carbonica ghiacciata, il famoso 'ghiaccio secco' usato per creare l'effetto nebbia negli spettacoli, oltre all'acqua ghiacciata).[60]. Anche nei pianeti più lontani come Urano, Nettuno e Plutone si constatano aumenti di temperatura. Fattori estranei alla Terra sembrerebbero quindi influenzare l'aumento della temperatura nel sistema solare, ma è ancora poco chiaro se si tratti dell'influenza del Sole (che come detto ha variato poco la sua attività -vedi grafico- ed è molto lontano dai pianeti coinvolti), delle variazioni di quantità della polvere interstellare (che filtra i raggi solari) o siano dovute ad altri fattori ancora sconosciuti[61]. Non esistono infatti ancora prove definitive per queste teorie, anche in considerazione della relativa novità degli studi[62]. Il fattore antropico e il ruolo svolto dalla biosfera sono invece cause unicamente presenti sul nostro pianeta.

Effetti del riscaldamento globale [modifica]

Ambientali [modifica]

Cambiamento dell'accumulo nevoso sul Kilimanjaro, fra il 1993 ed il 2000. Il Kilimanjaro ha perduto l'82% delle nevi perenni nel XX secolo a causa di una significativa riduzione delle precipitazioni.

I modelli climatici elaborati dall'IPCC indicano un potenziale aumento della temperatura, durante il XXI secolo, compreso tra 1,4 e 5,8 °C.

La Nasa con un breve video di 26 secondi mostra l'evoluzione del Global Warming negli ultimi 131 anni dov'è evidente un'impennata delle temperature soprattutto negli ultimi 2 decenni [63].

In generale, oltre allo scioglimento dei ghiacci nei ghiacciai e nelle calotte polari con conseguente innalzamento del livello dei mari e riduzione delle terre emerse, un aumento della temperatura significa un aumento dell'energia presente nell'atmosfera e quindi eventi meteorologici estremi (quali cicloni, alluvioni, siccità, ondate di caldo e di gelo ecc.) di maggior numero con una maggior violenza; l'alterazione chimica dell'atmosfera causa un'alterazione chimica di tutti gli ecosistemi.

Risulta tuttavia tuttora molto difficile prevedere come realmente influirà sul sistema pianeta l'attuale riscaldamento globale. Il clima globale è un sistema non lineare multifattoriale, per cui la climatologia può stabilire delle tendenze, ma non eventi di dettaglio a breve periodo tipici invece delle analisi meteorologiche.

Andamento della variazione dello spessore medio dei ghiacciai a livello mondiale.I Dati sono forniti da una sottorganizzazione (WGMS) dell'UNEP
Mappa con l'estensione del ghiaccio artico del 26 agosto 2012 (a destra)era di 4.10 milioni Km2, ossia inferiore di 70,000 Km2 il precedente minimo registrato il 18 settembre 2007 (a sinistra). La linea arancione mostra l'estensione media dei ghiacci ai giorni di 26 agosto dal 1979 al 2000

Alcuni effetti sull'ambiente sono, almeno in parte, già attribuibili al riscaldamento del pianeta. Nel suo rapporto del 2001 l'IPCC suggerisce che il generale ritiro dei ghiacci continentali, l'arretramento della calotta polare artica, l'aumento del livello dei mari, in particolare in quelle con minori tassi di evaporazione, a causa dell'espansione termica e dello scioglimento dei ghiacci continentali oltre che dei ghiacciai montani, le modifiche nella distribuzione delle piogge e l'aumento nell'intensità e frequenza di eventi meteorologici estremi sono attribuibili in parte al riscaldamento globale[64].

Attualmente l'IPCC ritiene che il riscaldamento attuale a livello meteorologico si stia manifestando e si manifesterà proprio attraverso un aumento della 'meridianizzazione' della circolazione atmosferica ovvero con una spiccata predisposizione verso scambi meridiani con conseguente aumento della frequenza e dell'intensità di eventi estremi quali alluvioni, siccità, ondate di caldo e di gelo.

Sempre secondo l'IPCC alcuni effetti, come l'aumento delle morti, degli esodi in massa e le perdite economiche, potrebbero essere esacerbati dall'aumento della densità di popolazione in alcune regioni del globo[65], nonostante potrebbe essere mitigato il numero di vittime per le conseguenze dei climi freddi.

È tuttavia difficile collegare eventi specifici al riscaldamento globale. Per molte di queste predizioni infatti fonti diverse danno dati di supporto contrastanti come ad esempio per l'innalzamento dei livelli dei mari.[66];i dati pubblicati dalla NASA mostrano un innalzamento superiore ai quindici centimetri a partire dal 1870.[67]

Il quarto e più recente rapporto dell'IPCC riporta alcuni dati sull'incremento nell'intensità dei cicloni tropicali nell'Oceano Atlantico settentrionale a partire dal 1970, correlato all'aumento delle temperature superficiali del mare, ma le previsioni a lungo termine sono complicate dalla qualità dei dati antecedenti l'inizio delle osservazioni satellitari. Il rapporto stesso afferma inoltre che non esiste un andamento chiaro nel numero annuale dei cicloni tropicali nel mondo[2]. Altri effetti paventati dall'IPCC comprendono l'innalzamento del livello dei mari di 180 — 590 mm nel 2090-2100 rispetto ai valori del periodo 1980-1999[2], ripecussioni sull'agricoltura, rallentamenti nella corrente nord-atlantica causati dalla diminuzione della salinità dell'Oceano Atlantico dovuta allo scioglimento dei ghiacci, riduzioni dello strato di ozono, aumento nell'intensità di eventi meteorologici estremi[68], acidificazione degli oceani e la diffusione di malattie come la malaria e la dengue[69][70]. Uno studio prevede che di un campione di 1 103 specie di piante ed animali, dal 18% al 35% si estingueranno per il 2050, in base ai futuri mutamenti climatici[71]. Tuttavia, pochi studi hanno documentato una relazione diretta tra l'estinzione di specie e i mutamenti climatici[72] e uno studio suggerisce che il tasso di estinzione è ancora incerto[73].

Gli effetti del riscaldamento climatico potrebbero essere più significativi se non vi fosse stata una relativa riduzione dell'irraggiamento solare dovuta all'inquinamento atmosferico cioè al particolato atmosferico e ai solfati nel fenomeno noto come oscuramento globale. Paradossalmente, una riduzione dell'inquinamento (in particolare degli SOx e del particolato) potrebbe portare quindi ad un aumento delle temperature globali superiore a quanto inizialmente ipotizzato.[74]

Il riscaldamento sperimentato negli ultimi anni sta inoltre sciogliendo i ghiacci artici, tanto che l'ESA il 14 settembre 2008 ha annunciato la riapertura del celeberrimo Passaggio a nord-ovest a settentrione del continente nord americano, per il discioglimento dei ghiacci.[75][76]. Si è aperto inoltre anche il passaggio a nord-est (a settentrione della Russia) nel Mare glaciale artico. Il primo precedente documentato risale al 1903 quando Roald Amundsen riuscì nell'impresa di traversare il passaggio a nord-ovest. Per il passaggio a nord-est si può risalire al 1878 e alla spedizione del barone Adolf Erik Nordenskjöld. Epoche in cui i rompighiaccio moderni non erano ancora disponibili.

Nel settembre 2007 i ghiacci Antartici hanno invece raggiunto la loro massima estensione (16,3 milioni di km², leggermente superiore alla media), da quando si effettuano registrazioni (1978) sulla calotta glaciale dell'Antartico; viceversa, l'anno seguente, l'estensione è stata fra le minori mai registrate.[77].

La spedizione DAMOCLES (Developping Arctic Modelling and Observing Capabilities for Long-term Environmental Studies) in ogni caso prevede la fusione totale della calotta artica prima del 2020[78]. La marina americana ritiene che, sebbene vi siano delle significative incertezze, il consenso scientifico corrente sia tale per cui l'artico sarà quasi completamente privo di ghiaccio in estate a partire da un anno tra il 2030 e il 2040. Ritiene pertanto che potrebbe essere necessario incrementare le sue capacità operative in tale regione[79].

Ulteriori effetti [modifica]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Acidificazione degli oceani.

Molti altri fenomeni sono spesso citati come conseguenza del riscaldamento globale. Uno di essi è la riduzione del pH degli oceani per effetto dell'aumento della CO2 nell'atmosfera e di conseguenza l'aumento della quantità disciolta in acqua.[80]. Infatti la CO2 dissolta in acqua forma acido carbonico, che ne aumenta l'acidità. Si stima che il valore del pH all'inizio dell'era industriale fosse pari a 8,25 ed oggi sia diminuito a 8,14 nel 2004[81], con proiezioni che prevedono un'ulteriore diminuzione del valore di una quantità variabile tra 0,14 e 0,5 per il 2100[2][82]. Poiché molti organismi ed ecosistema sono in grado di adattarsi solo ad uno stretto intervallo di valori del pH, è stato ipotizzato un possibile evento di estinzione, che distruggerebbe la catena alimentare[83].

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Tropicalizzazione del Mediterraneo, Meridionalizzazione del Mediterraneo e Migrazione lessepsiana.

Nel mar Mediterraneo si assiste da alcuni anni ad un ingresso di specie tropicali (Tropicalizzazione del Mediterraneo), in molti casi lessepsiani ovvero penetrati dal mar Rosso attraverso il Canale di Suez, nei bacini più settentrionali come quelli italiani si assiste invece ad un aumento delle specie termofile meridionali prima presenti solo sulle coste nordafricane (Meridionalizzazione del Mediterraneo), questi cambiamenti faunistici sono messi in relazione al riscaldamento climatico. Soprattutto nella parte orientale del Mediterraneo questi processi stanno avendo effetti consistenti sulle specie autoctone e si hanno esempi di gravi danni ecologici (come quello, molto noto, dell'invasione di Caulerpa taxifolia e Caulerpa racemosa) anche lungo le coste italiane.

Economici [modifica]

Alcuni economisti hanno cercato di stimare i costi economici aggregati netti dei danni causati dai mutamenti climatici. Tali stime sono lontane da presentare conclusioni definitive: su circa un centinaio di stime, i valori variano da 10 $ per tonnellata di carbonio (3 dollari per tonnellata di anidride carbonica) fino a 350 dollari (95 dollari per tonnellata di anidride carbonica), con una media di 43 dollari per tonnellata di carbonio (12 dollari per tonnellata di anidride carbonica).

Lo Stern Review, un rapporto molto pubblicizzato sull'impatto economico potenziale, ha ipotizzato una riduzione del PIL globale di un punto percentuale a causa degli eventi meteorologici estremi e nello scenario peggiore la riduzione del 20% dei consumi globali pro capite[84].

La metodologia, e le conclusioni di questa pubblicazione sono state criticate da molti economisti[85], mentre altri hanno accolto favorevolmente il tentativo di quantificare il rischio economico[86][87].

Gli studi preliminari suggeriscono che i costi e i benefici della mitigazione del fenomeno di riscaldamento globale sono a grandi linee attorno alla stessa cifra[88].

In base al programma ambientale delle Nazioni Unite (United Nations Environment Programme - UNEP), i settori economici che dovranno affrontare con maggiore probabilità gli effetti avversi del cambiamento climatico includono le banche, l'agricoltura e i trasporti[89]. Le nazioni in via di sviluppo che sono dipendenti dall'agricoltura saranno particolarmente colpite[90].

Misure correttive [modifica]

Il consenso scientifico attorno al riscaldamento globale e le previsione di aumento delle temperature hanno convinto varie nazioni, aziende ed individui ad adottare delle misure per cercare di limitare questo fenomeno. Molti gruppi ambientalisti incoraggiano inoltre linee di condotta per i consumatori[91][92], ed è stato suggerito l'impiego di quote sulla produzione mondiale di combustibili fossili, indicandoli come una fonte diretta di emissioni di CO2[93][94]. È stato altresì suggerita una tassa sulle emissioni di carbonio[95] che eviterebbe l'imposizione di un sistema di quote sulle emissioni (quote che potrebbero essere allocate su base individuale o nazionale, e potrebbero essere commerciate tra i vari beneficiari). Una tassa sulle emissioni è in vigore in Danimarca dal 1990 [3] e ha portato alla riduzione delle emissioni del 15% dal 1990 ad oggi. Sono attualmente in progetto delle misure per ridurre le emissioni causate dalla deforestazione [4] specialmente nei paesi in via di sviluppo. In un tentativo di adattarsi al riscaldamento globale, è stato anche proposto di sviluppare delle metodologie di controllo meteorologico [5]. Sono allo studio anche progetti di geoingegneria più ambiziosi ma che potrebbero avere degli effetti imprevisti, quali per esempio il rilascio su scala massiccia di solfati nell'atmosfera che dovrebbero ridurre l'irraggiamento solare oscurando leggermente il cielo[96] Sempre per mitigare il riscaldamento globale, è stato proposto di introdurre nuove leggi che obblighino a costruire case più efficienti dal punto di vista energetico [6][7].

Protocollo di Kyōto [modifica]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Protocollo di Kyōto.
Emissioni mondiali di gas serra per persona nell'anno 2000

Il principale accordo internazionale per il controllo del riscaldamento globale è il Protocollo di Kyōto, un emendamento al United Nations Framework Convention on Climate Change negoziato nel 1997. Il Protocollo copre più di 160 nazioni globalmente e più del 55% delle emissioni di gas serra globali[97]. Solo gli Stati Uniti e il Kazakhstan non hanno ratificato il trattato.

Il Presidente degli Stati Uniti George W. Bush ha contestato il Protocollo di Kyoto giudicandolo ingiusto ed inefficace per la soluzione del problema del riscaldamento globale, affermando che "esclude l'80% del mondo, tra i principali stati per popolazione come Cina e India e potrebbe costituire una seria minaccia per l'economia degli Stati Uniti"[98]. Il governo statunitense ha invece proposto il miglioramento delle tecnologie per l'energia[99], mentre alcuni stati e città statunitensi hanno iniziato a supportare localmente il Protocollo di Kyoto, attraverso la Regional Greenhouse Gas Initiative[100]. Lo U.S. Climate Change Science Program è invece un programma di cooperazione tra più di 20 agenzie federali per indagare i cambiamenti climatici.

L'Europa ha recentemente proposto come soluzione al riscaldamento globale, oltre al supporto del Protocollo di Kyoto, il cosiddetto "Pacchetto Clima 20-20-20", che prevede l'aumento del 20% nell'efficienza energetica, la riduzione del 20% delle emissioni di gas serra e l'aumento del 20% della quota di energie rinnovabili entro il 2020[101].

Dibattito scientifico [modifica]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Oscuramento globale e Controversia sul cambiamento climatico.

Per analizzare in modo accurato le modificazioni del clima, le Nazioni Unite hanno costituito una Commissione Intergovernativa sul Cambiamento Climatico (IPCC) che raccoglie accademici provenienti delle nazioni del G8. Secondo quanto riportato dall'Intergovernmental Panel on Climate Change delle Nazioni Unite (IPCC), la temperatura superficiale globale del pianeta sarebbe aumentata di 0,74 ± 0,18 °C durante gli ultimi 100 anni, fino al 2005[102][103].

L'IPCC ha inoltre concluso nei suoi "studi di attribuzione" delle cause (peso di ciascun contributo, antropico e naturale) che «la maggior parte dell'incremento osservato delle temperature medie globali a partire dalla metà del XX secolo è molto probabilmente da attribuire all'incremento osservato delle concentrazioni di gas serra antropogenici»[2][104] attraverso un aumento dell'effetto serra. Viceversa i fenomeni naturali come le fluttuazioni solari e l'attività vulcanica hanno contribuito marginalmente al riscaldamento nell'arco di tempo che intercorre tra il periodo pre-industriale e il 1950 e hanno causato un lieve effetto di raffreddamento nel periodo dal 1950 all'ultima decade del XX secolo[105][106].

Queste conclusioni sono state supportate da almeno 30 associazioni e accademie scientifiche[107], tra cui tutte le accademie nazionali della scienza dei paesi del G8[108][109][110].

Le conclusioni raggiunte dall'IPCC sono basate anche da un'analisi di oltre 928 pubblicazioni scientifica dal 1993 al 2007, in cui si osserva che il 75% degli articoli accetta, esplicitamente o implicitamente, la tesi scientifica del contributo antropico al riscaldamento, mentre il restante 25% degli articoli copre unicamente metodologie o paleoclimatologia per cui non esprime opinioni in merito[111].

Finanziamenti della Exxon per teorie alternative [modifica]

Secondo la Union of Concerned Scientists, circa 40 tra ricercatori e organizzazioni che contestano il ruolo umano nei fenomeni di riscaldamento globale sono stati finanziati dalla ExxonMobil, di cui fa parte l'italiana Esso. Nel dossier della UCS si legge che la Exxon ha finanziato campagne di contestazione del riscaldamento globale a matrice antropica, elargendo, dal 1998 al 2005, 16 milioni di dollari a decine di organizzazioni, gruppi e ricercatori che si oppongono alla teoria.[112] I finanziamenti della Exxon sono stati biasimati dalla Royal Society (l'accademia nazionale inglese delle scienze).[113]. GreenPeace ha avviato una campagna, denominata ExxonSecrets, per denunciare e tenere traccia dei finanziamenti erogati della Exxon[114].

Dibattito politico [modifica]

Il graduale incremento dei dati scientifici disponibili sul riscaldamento globale ha alimentato a partire dagli anni settanta un crescente dibattito politico che ha poi iniziato a considerare tra le sue priorità anche il contenimento delle emissioni dei gas serra e l'utilizzo di fonti energetiche alternative e rinnovabili.

Nel 2007 alcune organizzazioni internazionali hanno riconosciuto l'importanza della sensibilizzazione sul riscaldamento globale in atto nel nostro pianeta. Per la prima volta l'orologio dell'apocalisse è stato modificato con una motivazione non inerente esclusivamente il pericolo nucleare, ma anche sul mutamento climatico. Il premio Nobel per la pace è stato assegnato al Comitato intergovernativo sul cambiamento climatico e ad Al Gore, quest'ultimo ha organizzato il Live Earth e girato Una scomoda verità, film che ha ricevuto il premio Oscar al miglior documentario, anche se recentemente ha ricevuto molte critiche sulla sua attendibilità scientifica e sulla reale fondatezza di previsioni eccessivamente catastrofistiche.[115]

Anche a livello europeo il riscaldamento climatico è diventata una priorità. Per la fine del 2008 erano attese una serie di misure legislative volte a ridurre i gas a effetto serra del 20%[116].

Nel dicembre 2009 si è svolto il Vertice di Copenhagen, dove per la prima volta nella storia si è tentato di raggiungere, fra enormi difficoltà[117] un punto di vista comune fra la maggior parte degli Stati mondiali.[118] Tuttavia secondo molti osservatori questo accordo, che di fatto riguarda Stati Uniti, Cina, India, Sudafrica e Brasile, dandosi degli obiettivi di massima (fra cui tentare di limitare a 2 °C l'aumento della temperatura globale media) ma non vincolanti, è solamente un primo passo a cui dovranno farne seguito altri per avere una ragionevole efficacia.

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    "Gli Stati Uniti si impegnano a rafforzare la propria sicurezza energetica e a confrontarsi sul cambiamento climatico globale. Il miglior modo per l'America di raggiungere questi scopi è continuare a guidare lo sviluppo di una tecnologia più pulita ed efficiente energeticamente."
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  103. ^ La temperatura superficiale globale è definita nell'IPCC Fourth Assessment Report come la media delle temperature dell'aria nei pressi della superficie emersa e delle temperature dei mari
  104. ^ Originale: «most of the observed increase in globally averaged temperatures since the mid-twentieth century is very likely due to the observed increase in anthropogenic greenhouse gas concentrations»
  105. ^ «Recenti stime (Figura 9.9) indicano un effetto combinato relativamente piccolo delle forze naturale nell'evoluzione della media globale delle temperature nella seconda metà del XX secolo, con un lieve raffreddamento netto causato dagli effetti combinati del sole e dei vulcani» (traduzione dall'inglese, op. cit. p. 29; vedi anche figura 9.9 a p. 26 e la tabella FAQ 9.2-fig. 1 a p.41). Gabriele C. Hegerl; et al.. Understanding and Attributing Climate Change (PDF) in Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, pp. 690. Intergovernmental Panel on Climate Change, 7 maggio 2007. URL consultato in data 20 maggio 2007.
  106. ^ «Senza gli effetti antropogenici, il riscaldamento nel XX secolo è lieve. Le simulazioni che includono solo le forze naturali portano ad un picco di riscaldamento nel XX secolo di circa 0,2 °C (1950), che viene ridotto di circa la metà nella fine del secolo a causa dell'incremento delle attività vulcaniche.»
    Ammann, Caspar, et al. (6 aprile 2007). Solar influence on climate during the past millennium: Results from ransient simulations with the NCAR Climate Simulation Model. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 104 (10): 3713-3718. DOI:10.1073/pnas.0605064103. PMID 17360418.
  107. ^ Il rapporto del 2001 è stato firmato dalle accademie scientifiche dei seguenti paesi: Australia, Belgio, Brasile, Canada, Caraibi, Cina, Francia, Germania, India, Indonesia, Irlanda, Italia, Malesia, Nuova Zelanda, Svezia e Regno Unito. Il rapporto del 2007 è stato sostenuto anche da Messico e Sudafrica. Tra le società scientifiche sono incluse: American Meteorological Society, American Geophysical Union, American Institute of Physics, American Astronomical Society, American Association for the Advancement of Science, Stratigraphy Commission of the Geological Society of London, Geological Society of America, American Chemical Society e Engineers Australia.
  108. ^ The Science Of Climate Change. Royal Society, maggio 2001. URL consultato in data 4 gennaio 2008.
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