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Cambiamenti climatici - Gas serra ed effetto serra

L’atmosfera viene riscaldata dal basso: il sole attraversa l’aria con un assorbimento di energia minima per poi riscaldare la superficie terrestre ed oceanica. Il pianeta riscaldato irradia il calore verso ed attraverso l’aria. Parte della radiazione in uscita è assorbita dai componenti dell’aria, soprattutto anidride carbonica, metano e vapore acqueo, riscaldando così l’aria che, riscaldata a sua volta, irradia calore verso lo spazio.

Dunque, l’aria viene riscaldata in basso e raffreddata in alto, più o meno come avviene se vi addormentate sotto un piumone che vi ricopre in una stanza fredda. Allo stesso modo possiamo paragonare l’atmosfera al vetro di una serra: la luce solare in arrivo attraversa il vetro (atmosfera), ma il passaggio del calore in uscita viene ostacolato da quello stesso vetro.

La temperatura attuale della superficie terrestre dipende in modo fondamentale dall’effetto serra, ossia dipende dal calore che può essere assorbito dalla sua atmosfera molto di più di quanto dipenda dall’intensità dell’irradiazione del sole. Ad esempio l’atmosfera di Giove è ricca di metano, quindi il pianeta è incredibilmente caldo, nonostante sia molto più lontano dal sole rispetto alla Terra.

Sulla Terra la funzione dei gas ad effetto serra è indispensabile, in quanto fa sì che la temperatura del pianeta sia tale, come abbiamo visto, da consentire la vita nelle forme in cui la conosciamo. I gas serra sono gas traspiranti allo spettro delle radiazioni solari visibili (ossia quelle ad onde corte, incidenti dall’alto sull’atmosfera terrestre) ed opachi allo spettro delle radiazioni infrarosse (ad onde lunghe), emesse dalla superficie terrestre, che riemette così parzialmente l’energia solare su di essa incidente tentando di mantenere l’equilibrio energetico. Se i gas serra (tra cui ricordiamo il diossido di carbonio (CO2), il metano (CH4), i clorofluorocarburi (CFC), il monossido di azoto (N2O), l’esacloruro di zolfo (SF6), non assolvessero la loro funzione, non sarebbe possibile la vita così come la conosciamo, in quanto il pianeta sarebbe eccessivamente freddo, ma, d’altro canto, un effetto serra troppo intenso, acuito oggi da attività antropiche come il bruciamento di combustibili fossili, la deforestazione, i processi industriali, i processi agricoli, sta conducendo a cambiamenti ed alterazioni ambientali dannose, da tenere sotto controllo.

Queste attività rilasciano, in media, 30 miliardi di tonnellate di CO2 l’anno, contenenti 8 miliardi di tonnellate di carbonio. Di questi, 3 miliardi sono captati dagli ecosistemi terrestri, 2 miliardi assorbiti da oceani e mari, lasciando un aumento atmosferico di circa 3 miliardi di tonnellate all’anno. Il metano (CH4), benché abbia una concentrazione atmosferica minore rispetto a quella di CO2, assorbe una quantità di infrarosso 20 volte superiore e si accumula nell’atmosfera  con una velocità doppia. Viene rilasciato nell’atmosfera tramite flatulenze fisiologiche ed eruttazioni dei ruminanti, dalle risaie, dalle miniere di carbone fossile, dalle discariche di rifiuti solidi urbani, dalle zone umide e dalle fughe dei metanodotti. Anche i CFC sono potenti assorbitori di infrarosso, ed hanno, tra l’altro, una permanenza di moltissimi anni nell’atmosfera; quindi, nonostante la proibizione del loro impiego, i loro effetti si ripercuotono a lungo termine. Il monossido di azoto viene prodotto dal bruciamento di sostanze organiche e dalla denitrificazione del suolo. Ma CFC e N2O insieme, danno conto solo del 17% di tutto il riscaldamento antropico.

E’ stato accertato che l’effetto serra, oltre a costituire il fattore principale del riscaldamento del pianeta, agisce anche sulla circolazione generale dell’atmosfera, influenzando, attraverso incrementi di energia che si aggiungono all’energia solare,  la normale evoluzione dei sistemi atmosferici all’origine delle vicende meteorologiche quotidiane. Un fatto grave, trattandosi di una vera e propria interferenza con il ciclo vitale delle depressioni mobili delle medie latitudini,  l’evoluzione dei cicloni tropicali e l’innesco di vere e proprie anomalie stagionali.

Cosa è stato fatto a livello politico internazionale per far sì che le minacce del riscaldamento globale si riducessero? Le manovre sono iniziate già da alcuni anni e lo scopo principale comune è stato l’impegno a ridurre e stabilizzare le emissioni di gas serra.

Nel 1997, nella conferenza di Kyōto in Giappone, 60 paesi concordarono di ridurre del 5%, entro il 2012 e rispetto alle concentrazioni del 1990,  i livelli di diossido di carbonio, metano, monossido di diazoto. L’impegno comprendeva anche la riduzione di emissioni di idrofluorocarburi, perfluorocarburi ed esacloruro di zolfo. Il trattato, noto come Protocollo di Kyōto, stabilisce una riduzione delle emissioni differente per ogni singolo paese, a seconda del suo grado di sviluppo, quindi una riduzione maggiore per i paesi più ricchi e minore per quelli più poveri, come Cina ed India, per consentire lo sviluppo del tenore di vita. Ad Ottobre 2009 gli stati che hanno aderito e ratificato il protocollo risultano 184.

L’obiettivo comune, dunque, è quello di stabilizzare le concentrazioni di gas serra  nell’atmosfera ad un livello tale da impedire ogni perturbazione di natura antropica delle dinamiche atmosferiche e del clima terrestre. Quando il Protocollo è stato siglato, gli esperti concordavano sul fatto che la riduzione delle emissioni dovesse diventare operativa al più presto, perché i sistemi climatici sono caratterizzati da una relativa inerzia: di conseguenza, una riduzione anche consistente delle concentrazioni di gas serra non è in grado di invertire in tempi brevi la tendenza verso il riscaldamento globale e, più in generale, i cambiamenti climatici. Stati Uniti, Giappone, Cina ed Europa Occidentale sono i paesi che producono le quantità maggiori di CO2. Gli Stati Uniti, che ebbero un ruolo importante nella negoziazione del protocollo, sono il paese che ha creato maggiori problema nella ratifica e nell’attuazione delle regole previste dal protocollo stesso.

Il protocollo di Kyōto prevede il ricorso a meccanismi di mercato, i cosiddetti Meccanismi Flessibili; il programma stabilito è di cap and trade globale, secondo cui vi è l’assegnazione a ciascun partecipante di un tetto di emissioni annuali e di corrispondenti quote di emissioni, espresse in tonnellate di CO2, suscettibili di essere cedute. Quindi, i paesi non in grado di adeguare o costruire impianti industriali più efficienti e prevedere pratiche di sviluppo e produzione meno inquinanti, potranno acquistare crediti di inquinamento da imprese di altri paesi capaci di adeguare i propri impianti, piantare alberi, o abbattere le emissioni di carbonio in qualsiasi modo. Naturalmente i progetti di riqualificazione e di riforestazione devono essere controllati e sostenibili.

Se tutti i paesi che hanno ratificato l’accordo conseguiranno i loro obiettivi di mitigazione, ciò sarà sempre e comunque poco: le emissioni dovranno essere ridotte del 60% per stabilizzare le emissioni di CO2 atmosferica. Inoltre, il protocollo è stato criticato proprio perché crea un vero e proprio mercato del carbonio. Ma cosa si può fare e si sta facendo  concretamente per raggiungere l’obiettivo di riduzione delle emissioni con il conseguente rallentamento del cambiamento climatico?