Riduzione di CO2: come si fanno i conti?

Purtroppo il clima è un sistema complesso e non si possono fare 4 conti "alla carlona" su un singolo effetto per giungere a delle conclusioni affidabili. Mi avvarrò dunque di alcuni modelli, di quelli che in passato hanno mostrato a quali cause "attribuire" il riscaldamento degli ultimi 150 anni, per effettuare un'analisi di come si fanno effettivamente i conti di riduzione della CO2.

In generale, per fare studi sul passato, si forniscono ad un modello i dati di ciò che "forza" dall'esterno il sistema clima a mutare (siano essi fattori naturali o di origine umana) - le chiameremo "forzanti" - e si vede se il modello stesso è in grado, ad esempio, di ricostruire il trend di temperatura globale degli ultimi 150 anni. I dati relativi a queste forzanti sono disponibili e riguardano la radiazione solare incidente, la "opacità" dell'atmosfera causata dalle eruzioni vulcaniche, le variazioni avvenute nella natura del suolo a causa dei cambiamenti indotti dall'uomo, le concentrazioni di gas ad effetto serra e di altri inquinanti, ecc.. Tutto ciò per il passato.

Una volta che il modello si sia rivelato in grado di ricostruire il clima passato con buona accuratezza, possiamo ritenerlo "validato" e utilizzarlo per cercare di ottenere proiezioni climatiche future. Ma, ovviamente, se per il passato avevamo a disposizione i dati osservati delle forzanti, per il futuro dobbiamo fare delle previsioni relative ai loro valori. Per le forzanti naturali li determiniamo statisticamente: conosciamo il ciclo undecennale solare, valutiamo le possibili eruzioni vulcaniche con un trend sostanzialmente costante, ecc.. Per quelle antropogeniche dobbiamo fare delle previsioni che sono essenzialmente socio-economiche.

Il grafico che riporto a fianco (tratto da qui e da qui) mostra il "diagramma di flusso" che, a partire da considerazioni sullo sviluppo futuro dei sistemi socio-economici umani, conduce alle proiezioni climatiche. In particolare, la quantità di gas ad effetto serra presente in atmosfera (la loro concentrazione) è determinata dalle emissioni di questi gas dovuti alle attività umane e dal loro assorbimento/riemissione da parte dei serbatoi naturali (essenzialmente mondo vegetale e oceani).

Dato che le previsioni delle emissioni e dell'uso del suolo dipendono da come si svilupperanno in futuro i vari Paesi nell'ambito dell'economia globalizzata e da quali fonti energetiche e tecnologie adotteranno, è chiaro che tali previsioni sono affette da una notevole incertezza, tipica delle scienze dell'uomo. Così, è inevitabile fornire al modello un "ventaglio" di scenari di emissione e di uso del suolo che derivano da scenari socio-economici (a loro volta legati alle direttive politiche). Di conseguenza, il modello non potrà che fornire un analogo ventaglio di proiezioni per le variabili notevoli del sistema.

In questo post non voglio fornire scenari climatici per il futuro, ma solo capire come si possano "fare i conti" per giungere ad una stabilizzazione del clima ad una certo valore della temperatura globale.

Nel grafico qui a fianco (tratto da IPCC-WGI 2007 - capitolo 10), allora, si vede come i modelli giungano alla determinazione della temperatura globale nel corso di questo secolo a partire da uno scenario emissivo previsto per il futuro. Vorrei notare esplicitamente che la concentrazione dei gas ad effetto serra viene calcolata dalle emissioni ma anche tenendo conto dell'assorbimento/riemissione da parte dei serbatoi naturali, dovuti al cosiddetto "ciclo del carbonio", che viene simulato con la propria dinamica all'interno del modello. Poi si calcola il cosiddetto "forcing radiativo", cioè il "potere riscaldante" dovuto a tali gas, ma anche alle forzanti naturali (si noti, ad esempio, nella parte osservata nel passato, i picchi negativi dovuti alle grandi eruzioni vulcaniche di questo secolo e le fluttuazioni dovute al ciclo solare). Infine si ottiene l'andamento della temperatura globale, con inclusa una barra di incertezza. Noterò esplicitamente, onde evitare inutili discussioni future, che le oscillazioni naturali non si percepiscono per il futuro perchè ciò che si va a mostrare qui è il trend, dato che, ad esempio, non avrebbe senso porre una grande eruzione vulcanica nel 2025 e non nel 2040... Inoltre lo sparpagliamento delle previsioni climatiche è dovuto all'utilizzo di più modelli diversi.

Tutto ciò a partire da un unico scenario. Si possono poi fare proiezioni per scenari diversi e ottenere l'intero ventaglio di temperature future ipotizzabili.

Se invece vogliamo studiare la possibilità di stabilizzare la temperatura ad un certo valore di aumento, dobbiamo fare un percorso a ritroso. Dato che, nel grafico appena mostrato, la concentrazione sale in maniera coerente con la temperatura, dobbiamo capire a quale concentrazione stabilizzarsi in futuro per stabilizzare la temperatura. Ma per incidere sulla concentrazione non possiamo agire più di tanto sul ciclo del carbonio (anche se qualcuno cerca di farlo in maniera "energica" - vedi i tentativi di ingegneria climatica: qui e qui): dobbiamo agire sulle emissioni. E, come accennavo nel post precedente, studi sugli impatti climatici portano a pensare che un aumento di temperatura contenuto nei 2°C possa consentirci di evitare le conseguenze più pesanti dei cambiamenti climatici futuri. Cosa comporta questo per le nostre emissioni?

Ebbene, la figura a fianco (tratta da IPCC-WGI 2007 - capitolo 10) mostra varie ipotesi di stabilizzazione della concentrazione atmosferica di CO2 (parte a). La parte b è ciò che bisogna fornire (in termini di emissioni) a 3 modelli diversi per ottenere quegli scenari di stabilizzazione. La parte c mostra cosa dobbiamo fornire se nei modelli si considera anche un accoppiamento vero con il ciclo del carbonio, cioè se si considera il fatto che le proprietà dei serbatoi naturali stanno cambiando e cambieranno in futuro: avevo già discusso in precedenza (qui e qui) come questi serbatoi stiano cominciando ad assorbire di meno...

E' piuttosto evidente come, per stabilizzare la concentrazione di CO2 ad un valore costante non troppo elevato, si debba effettuare una effettiva e drastica riduzione delle emissioni nei prossimi decenni. Inoltre, per tutti gli scenari (soprattutto per quelli più elevati) è chiaramente visibile l'inerzia del clima: dobbiamo ridurre le emissioni da una certa data per poter ottenere, solo dopo un certo tempo, una concentrazione stabile...

Che dire? L'acrobata (vedi post precedente) sta ancora salendo e non ridiscenderà da solo... Gli strumenti scientifici oggi esistenti ci dicono che abbiamo innescato un processo di riscaldamento che ha una notevole inerzia e, se vogliamo fermarlo, dobbiamo agire subito...

... dobbiamo agire noi, nessun altro può farlo!

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