Mangiando la Terra, le entrate e le uscite del bilancio planetario

Cambiamento climatico e Ipcc, nubi all’orizzonte ma talvolta è un bene

[17 Ottobre 2013]

Il primo volume del Quinto Assessment dell’IPCC (International Panel on Climate Change www.ipcc.ch) dedicato alle basi della scienza del sistema climatico, reso noto alla fine di settembre a Stoccolma, ci fornisce un quadro ampio ed aggiornato della conoscenza scientifica su questa complessa materia ed è quindi uno strumento di grande importanza per comprendere meglio quali sono gli impatti e gli effetti del cambiamento climatico dovuto all’intervento umano.

In questo volume, che sarà pubblicato ai primi del 2014 ma che è già disponibile in versione non completamente definitiva sul sito già citato dell’IPCC e sul sito www.climatechange2013.org, gli elementi di interesse sono veramente molteplici e affascinanti. Credo sia particolarmente utile soffermarsi oggi su di un tema che ho più volte trattato nelle pagine di questa rubrica, e cioè le sostanze e i processi naturali e antropici che alterano il bilancio energetico della Terra e che costituiscono, di fatto, i veri driver del cambiamento climatico. Si tratta, in pratica del cosiddetto forcing radiativo che consente di comprendere la differenza esistente, detto in maniera molto semplice, tra quanta energia entra nel sistema climatico della Terra e quanta ne viene liberata.

Il forcing radiativo (RF) quantifica appunto la variazione dei flussi di energia causata dai cambiamenti di questi driver e quello che viene riportato nell’ultimo rapporto IPCC è il più aggiornato e si riferisce all’anno 2011 rispetto a quello esistente al 1750. Come sappiamo un RF positivo conduce al riscaldamento della superficie terrestre, mentre un RF negativo porta al raffreddamento della superficie.

Il RF può essere quantificato sulla base della variazioni di concentrazione di ogni sostanza.

La forza dei driver è quantificata come forcing radiativo (RF) in unità di watt per metro quadrato (W m ² ) come è già avvenuto nelle precedenti valutazioni dell’IPCC. RF è quindi la variazione del flusso di energia causata da un driver, ed è calcolato nella tropopausa o nella parte superiore dell’atmosfera.

Il forcing radiativo totale ad oggi calcolato è purtroppo positivo e ha portato ad un assorbimento di energia da parte del sistema climatico. Il maggior contributo al forcing radiativo totale è causato dall’aumento della concentrazione di CO₂ in atmosfera a partire dal 1750.

Il RF antropogenico totale nel 2011 rispetto al 1750 è calcolato a 2.29 [tra 1.13-3.33] Wm²  ed è aumentato più rapidamente dal 1970 che durante i decenni precedenti.

La migliore stima del FR totale antropogenico per il 2011 è del 43% superiore a quello riportato nel precedente Quarto assessment dell’IPCC pubblicato nel 2007 e basato sui dati scientifici raccolti fino al 2005.

Questo incremento è causato dalla combinazione della crescita continua delle concentrazioni della maggior parte dei gas a effetto serra e dalle stime migliorate del RF degli aerosol che causano un raffreddamento netto più debole (e che costituisce quindi un RF negativo).

Il RF dalle emissioni dei gas serra ben mescolati (CO₂, CH₄, N₂O e i composti alogenati) per il 2011 rispetto al 1750 è calcolato a 3.00 [tra 2.22-3.78] Wm² . Il RF da cambiamenti nelle concentrazioni di questi gas è 2,83 [tra 2,26-3,40] Wm².

Le sole emissioni di CO2 hanno causato un RF di 1.68 [tra 1.33 e 2.03] Wm² . Includendo le emissioni di altri gas contenenti carbonio, che pure contribuiscono all’aumento della concentrazione della CO2, il RF della CO2 è 1.82 [ da 1.46 a 2.18] Wm². Le emissioni di CH₄ da solo hanno causato un RF di 0.97 [ tra 0.74 e 1.20] Wm².

Il RF dell’effetto totale degli aerosol nell’atmosfera, che include i cambiamenti della copertura nuvolosa causati dagli aerosol, è -0.9 [ tra -1.9 e -0.1] Wm²  e risulta da un forcing negativo causato dalla maggior parte degli aerosol e da un contributo positivo per l’assorbimento delle radiazioni solari del black carbon. Vi è alta confidenza tra gli scienziati dell’IPCC nel considerare che gli aerosol e le loro interazioni con le nuvole abbiano compensato una parte consistente del forcing medio globale dal mix di gas serra. Se non avessimo avuto queste condizione la situazione complessiva del forcing radiativo positivo sarebbe certamente superiore. Continuano comunque ad esserci ancora delle incertezze nelle stime di RF totale.

Come sappiamo il forcing da aerosol vulcanici stratosferici può avere un grande impatto sul clima per alcuni anni dopo le eruzioni vulcaniche. Diverse piccole eruzioni hanno causato un RF di -0.11 [tra – 0.15 a -0.08] Wm² per gli anni 2008-2011, che è circa due volte maggiore rispetto agli anni 1999- 2002.

Mentre il RF causato dai cambiamenti nella radiazione solare è stimato a 0,05 [tra 0,00 e 0,10] Wm². Le osservazioni dal satellite del totale delle variazioni dell’irraggiamento solare nel periodo 1978- 2011 indicano che l’ultimo minimo solare che si è verificato era inferiore rispetto ai due precedenti. Ciò ha provocato un RF di -0.04 [tra -0.08 e 0.00] Wm² tra il più recente minimo nel 2008 e il minimo del 1986.

Quindi se ne deduce che il RF naturale totale causato dalle variazioni di irraggiamento solare e aerosol vulcanici stratosferici ha portato solo un piccolo contributo al forcing radiativo netto nel secolo scorso, eccetto brevi periodi dopo grandi eruzioni vulcaniche.

Come possiamo agevolmente constatare, solo riportando le più avanzate ricerche sul forcing radiativo, l’IPCC registra, ancora una volta,  il ruolo significativo svolto dall’intervento umano in questo delicatissimo ambito degli equilibri dinamici del sistema Terra, quello del sistema climatico.

E sulla situazione che la scienza ha sin qui registrato circa l’impatto umano sui sistemi naturali un ulteriore documentato quadro ci proviene dal bellissimo volume del noto studioso Vaclav Smil, professore emerito all’Università di Manitoba in Canada, uno dei maggiori studiosi internazionali dei flussi di energia, materie prime e risorse naturali catturati e trasformati dai metabolismi delle società umane (vedasi www.vaclavsmil.com) .

Il volume si intitola “Harvesting the Biosphere. What We Have Taken from Nature” è stato pubblicato alla fine del 2012 da MIT Press e, tra i suoi successi, registra anche il notevole apprezzamento espresso da Bill Gates che vi ha dedicato un ampio commento nel suo sito (vedasi http://www.thegatesnotes.com/books/energy/harvesting-the-biosphere) .

Il volume concentra decenni di ricerche di Vaclav Smil (peraltro autore di numerosi altri significativi volumi sull’energia e l’impatto delle attività umane sulla biosfera) e, in particolare al tema del libro, Smil aveva già dedicato un ottimo contributo apparso sulla “Population and Development Review” del dicembre 2011 (proprio dal titolo “Harvesting the Biosphere: The Human Impact”).

Nel suo volume Smil riesce a fare un autentico e straordinario assessment delle migliori conoscenze scientifiche sin qui raggiunte sul come e con quali impatti la nostra specie preme quotidianamente sui sistemi naturali del nostro meraviglioso pianeta. “Harvesting the Biosphere” costituisce quindi un altro rilevante documento che dimostra come la traiettoria corrente intrapresa dallo sviluppo economico dell’umanità sia incompatibile con i limiti del pianeta stesso. Diventa infatti veramente difficile immaginare la possibilità di mantenere per i prossimi cinquant’anni un andamento di sviluppo economico e di consumo di risorse che seguiti quello attuale.

E’ giunto il tempo di una vera e propria riconversione dei nostri sistemi economici. E aspettare oltre potrebbe avere effetti drammatici per l’intera civiltà umana.