Editoriale di Roberto Buizza – Professore ordinario di Fisica presso la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa.
Dall’inizio dell’era industriale, l’uomo sta cambiando il clima della Terra in modo sostanziale e in tempi estremamente rapidi, a causa dell’utilizzo dei combustibili fossili: carbone, olio combustibile e gas metano. L’impatto è particolarmente evidente nel riscaldamento medio globale, che a settembre 2023 ha raggiunto 1.75oC (rispetto alla media della temperatura di settembre nel periodo 1850-1900), valore mai toccato prima (Figura 1). Il 2023 potrebbe risultare l’anno più caldo dal 1979, visto che settembre segue tre mesi, agosto, luglio, e giugno, caratterizzati da temperature record e un riscaldamento medio globale di 1.5oC.
Figura 1. Riscaldamento superficiale (temperatura a 2-metri) medio globale. La figura mostra, per ogni anno, la media delle anomalie mensili, dove l’anomalia mensile è la differenza tra la temperatura media del mese e la media dei mesi del periodo 1850-1900. Le due linee rosse indicano la crescita lineare in due periodi di 20 anni, 1980-2001 e 2002-2023. Le loro pendenze indicano un aumento della temperatura media globale di 0.11oC ogni 10 anni nel primo periodo, e di 0.23oC nel secondo periodo. Si sottolinea che l’anomalia per il 2023 è un’approssimazione dato che siamo all’inizio di ottobre, ed è stata calcolata mediando le anomalie degli ulti 12 mesi disponibili, da ottobre 2022 a settembre 2023 (Dati da Copernicus Climate Change Service, https://climate.copernicus.eu).
Le continue emissioni di gas serra e il loro continuo accumulo in atmosfera, continuano a causare non solo il riscaldamento del pianeta, ma anche lo scioglimento dei ghiacci, l’innalzamento del livello dei mari, ed un aumento della frequenza e dell’intensità di fenomeni estremi: precipitazioni intense, ondate di calore e siccità, tempeste di vento. Eventi che causano danni sempre più sostanziali agli ecosistemi e alla società, morti e danni alle infrastrutture, ed una riduzione della biodiversità. Danni che colpiscono maggiormente i Paesi più poveri, che hanno limitate risorse per adattarsi al clima che cambia e per fronteggiare gli eventi estremi, e che hanno contributo meno all’accumulo dei gas serra in atmosfera. Danni che rendono interi Paesi invivibili, e causano migrazioni.
È l’uomo la causa principale del cambiamento climatico
Che l’uomo sia la causa principale del cambiamento climatico è indubbio. Lo confermano osservazioni, esperimenti e considerazioni basate sulle leggi della fisica. Tale affermazione è confermata, ad esempio, dal fatto che la crescita della concentrazione di gas serra in atmosfera dall’era pre-industriale è consistente con la combustione di carbone, olio combustibile e metano effettuata durante lo stesso periodo, e con la diminuzione della concentrazione di ossigeno in atmosfera sempre legata a questa combustione. È confermata anche da esperimenti numerici con modelli del sistema Terra, che mostrano che la ricostruzione del clima attuale è possibile solo se si tiene conto dell’aumento della concentrazione di gas serra.
IIn termini di concentrazione di CO2, dobbiamo andare indietro nel tempo fino a 2,5 milioni di anni fa per trovare valori simili a quelli degli ultimi 5 anni, superiori a 400 parti per milione (ppm). In termini di variazioni della concentrazione di CO2, negli ultimi 800,000 anni, prima del 1900 la concentrazione ha oscillato tra 200 e 300 ppm, con variazioni dell’ordine di 100 ppm su tempi di migliaia o decine di migliaia di anni. È solo dopo la continua crescita dell’utilizzo dei combustibili fossili che i valori sono saliti rapidamente, da 320 ppm nel 1960 fino a superare 420 ppm nel 2023. Per il metano, nel 1985 le emissioni sono state di circa 1.650 ppb (parti per ‘billion’, per miliardo), e nel 2021 hanno raggiunto circa 1920 ppb, con una crescita relativa nel periodo 1985-2021 maggiore di quella della CO2, in parte a causa dell’aumento negli ultimi 20 anni dell’utilizzo del metano al posto del carbone nei processi di combustione.
La responsabilità di queste emissioni è sostanzialmente del mondo occidentale sviluppato, che ha contributo maggiormente all’accumulo di gas serra in atmosfera. Dato che il riscaldamento è l’effetto dell’accumulo di gas serra, se sommiamo le emissioni di gas serra dal 1850 al 2021 troviamo che il contributo maggiore è venuto dagli Stati Uniti d’America (18% delle emissioni), l’Unione Europea (12%) e la Cina (12%). A seguire gli altri Paesi del mondo, con i Paesi più colpiti dagli impatti del cambiamento spesso caratterizzati da contribuiti minimi.
Non esiste un valore ‘accettabile’ di riscaldamento climatico
La scienza segnala che se finora non abbiamo assistito a cambiamenti irreversibili, un continuo riscaldamento potrebbe indurli. Componenti del sistema Terra che potrebbero subirli sono, ad esempio, i ghiacci dell’Artico che potrebbero sciogliersi completamente, le correnti oceaniche dell’Atlantico che potrebbero cambiare intensità e direzione in maniera sostanziale, e la foresta dell’Amazzonia che potrebbe trasformarsi da pozzo a sorgente di gas serra. Se anche solo uno di questi componenti del sistema Terra subisse cambiamenti irreversibili, causerebbe modifiche ancora più radicali di osservate fino ad oggi al clima globale della Terra. Causerebbe migrazioni dai Paesi più colpiti dagli effetti del cambiamento climatico molto più consistenti di oggi.
Il continuo aumento delle emissioni sta inducendo un’accelerazione del riscaldamento, che a sua volta sta causando un’accelerazione dell’innalzamento dei livelli dei mari e dello scioglimento dei ghiacci. La Figura 1 mostra che nel periodo 2002-2023 la temperatura media globale è cresciuta di circa 0.23oC ogni 10 anni, più del doppio della sua crescita di 0.11oC ogni 10 anni tra il 1980-2001. Dal 2006 si osserva un’accelerazione dell’innalzamento del livello dei mari rispetto alle decadi precedenti di quasi un fattore 3, da +1,4mm l’anno a +3,6mm l’anno. I ghiacci ai Poli continuano a ritirarsi e a ridursi in spessore: nell’ultimo anno l’estensione dei ghiacci di entrambe le calotte polari ha raggiunto valori minimi.
Un altro effetto del riscaldamento climatico è l’aumento della frequenza e dell’intensità di eventi estremi, quali ondate di calore e siccità, o piogge e alluvioni. Oggi, in molte regioni del mondo le piogge tendono ad essere sempre più concentrate in periodi più brevi, durante i quali sono più intense che nel passato. L’aumento dell’intensità è legato al fatto che un’atmosfera più calda è in grado di contenere maggiori quantità di vapore d’acqua, e quindi masse d’aria che si raffreddano possano causare a precipitazioni più intense. Un’atmosfera più calda è anche un sistema più energetico, e quindi fenomeni come zone di bassa pressione e cicloni possono intensificarsi maggiormente, ed essere quindi associati a venti più intensi e distruttivi.
Le emissioni di gas serra vanno ridotte
Nel 1960 le emissioni globali di CO2 erano circa 22 Gt CO2-eq (1 Gt sono 109 tonnellate) e la concentrazione di CO2 in atmosfera era circa 318 parti per milione (ppm). Nel 2021 le emissioni globali sono state 54.6 Gt CO2-eq, ed oggi la concentrazione di CO2 in atmosfera ha raggiunto 420 ppm. Se sommiamo le emissioni annuali dei gas serra su decine di anni, troviamo che tra il 1960 ed il 2021, in 61 anni, sono state immesse in atmosfera circa 2.370 Gt CO2-eq, e che nei 110 anni precedenti, tra il 1850 ed il 1959, sono state emesse in atmosfera circa 1.022 Gt CO2-eq. Visto che le emissioni globali non decrescono, se continuiamo ad emettere circa 54 Gt CO2-eq l’anno come nel 2021, ci vorranno solo 19 anni per emettere altri 1.022 Gt CO2-eq, e solo 44 anni per emettere in atmosfera altri 2.370 Gt CO2-eq.
Proiezioni quasi-lineari per il futuro
Esiste una relazione quasi lineare tra le immissioni di gas serra in atmosfera, la concentrazione di CO2 osservata in atmosfera e il riscaldamento medio globale, che indica che a ogni ulteriore immissione in atmosfera di 1000 Gt CO2-eq di gas serra corrisponde un aumento della concentrazione di CO2 di circa 42 ppm, ed un ulteriore riscaldamento medio globale di circa 0.5oC.
Tale relazione può venire applicata per stimare che per contenere il riscaldamento medio annuale globale al di sotto di 1,5oC, dobbiamo limitare le emissioni globali a meno di 600 Gt CO2-eq di gas serra. Se nei prossimi anni continueremo, come nel 2021, ad emettere circa 54 Gt CO2-eq di gas serra, in 11 anni avremo emesso ulteriori 600 Gt CO2-eq di gas serra, e quindi il limite di riscaldamento medio annuale 1,5oC verrà superato nel 2032. Notare che l’Europa, regione con un riscaldamento medio maggiore del doppio del valore globale (circa 0,5oC ogni 10 anni), nel 2032 avrà raggiunto un riscaldamento annuale medio rispetto al periodo pre-industriale di circa 3.0oC (oggi la temperatura media in Europa è già circa 2.5oC più alta che nel periodo pre-industriale).
Figura 2. Emissioni totali di gas serra dell’Italia, espresse in % rispetto al 1990, anno in cui vennero emesse 0.50 Gt CO2-eq (dati da Our World In Data; https://ourworldindata.org).
Gli obiettivi di riduzione delle emissioni che l’Italia dovrebbe adottare
Occorre smettere di negare l’origine antropica del riscaldamento climatico, e agire per ridurre rapidamente le emissioni se si vogliono evitare impatti disastrosi. Impatti che, per l’Italia, si potrebbero tradurre in eventi estremi sempre più frequenti, un’accelerazione dello scioglimento dei ghiacciai alpini con un impatto sull’approvvigionamento idrico nella pianura Padana, periodi di siccità nel Sud, ed immigrazioni molto più sostanziali dai Paesi del Nord Africa.
L’Unione Europea ha adottato come obiettivo per il 2030 una riduzione delle emissioni del 55% rispetto al valore del 1990 (‘Fit-for-55’). Il confronto tra le emissioni nel 1990 e nel 2021 (Figura 2) indica che in questo periodo l’Italia ha ridotto le emissioni del 25%, in media quindi di circa l’1% l’anno. Dal livello del 2021 si può quindi calcolare che per raggiungere una riduzione delle emissioni del 55% entro il 2030 l’Italia deve ridurre le emissioni globali di gas serra del 5,5% l’anno, tutti gli anni dal 2021 al 2030. Occorre quindi accelerare sostanzialmente la riduzione delle emissioni di gas serra.
Un altro obiettivo discusso nelle riunioni della Conference of the Parties (COP) è di raggiungere zero-emissioni nette di gas serra entro il 2050. Supponiamo che l’Italia rispetti gli obbiettivi dell’UE ‘Fit-for-55’, e riesca a ridurre le emissioni tra il 2022 ed il 2030 del 5,5% l’anno. Un’ulteriore riduzione annuale media del 5,5% tra il 2031 ed il 2050 porterebbe l’Italia ad emettere nel 2050 circa il 14% delle emissioni del 1990 (0,07 Gt CO2-eq invece che 0,5), mentre una riduzione annuale media del 7% l’anno porterebbe l’Italia a emettere nel 2050 il 9,7% delle emissioni del 1990 (0,049 Gt CO2-eq invece che 0,5).
Questi numeri indicano che l’Italia deve ridurre le emissioni di almeno il 5,5% l’anno tra il 2022 ed il 2030, e quindi di almeno il 7% tra il 2031 ed il 2050, se volesse realmente raggiungere l’obiettivo dell’Unione Europea ‘Fit-for-55’ entro il 2030, e arrivare ‘vicino’ all’obiettivo di zero-emissioni-nette entro il 2050.
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Link essenziali per ulteriori informazioni:
- Copernicus Climate Change Service: https://climate.copernicus.eu/
- Copernicus Climate Change Service (C3S), 2023: European State of the Climate 2022: https://climate.copernicus.eu/esotc/2022
- European Union, 2021: European Green Deal: Commission proposes transformation of EU economy and society to meet climate ambitions. https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/IP_21_3541
- Intergovermental Panel on Climate Change (IPCC): https://www.ipcc.ch/
- IPCC, 2021: Summary for Policymakers, Working Group I: The Physical Science Basis. https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/
- IPCC, 2022a: Summary for Policymakers, Working Group III: Mitigation of Climate Change. https://www.ipcc.ch/report/sixth-assessment-report-working-group-3/
- IPCC, 2022b: Summary for Policymakers, Working Group II: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. https://www.ipcc.ch/report/sixth-assessment-report-working-group-ii/
- National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA) Global Monitoring Laboratory, Mauna Loa, Hawaii – https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/
- Our World in Data: https://ourworldindata.org/