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I modelli climatici si fanno “incandescenti”

Articolo del 07 febbraio 2020

Le più recenti simulazioni sull’evoluzione del riscaldamento climatico indicano scenari sempre più drammatici, fra cui quello di un aumento della temperatura media di oltre 5°C entro i prossimi 50 anni e un aumento del livello dei mari di 7.5 metri entro il 2200, il che significherebbe la fine di tutte le grandi metropoli costiere 

La temperatura della terra dipende dalla concentrazione di CO2 e di diversi altri gas a effetto serra nella sua atmosfera. Senza la presenza di questi gas serra, la temperatura media del nostro pianeta, oggi di +15°C, sarebbe di -18°C e la vita sulla terra sarebbe impossibile. Infatti i gas serra permettono alla luce solare (onde corte) di filtrare liberamente fino alla superficie della terra, dove i raggi del sole vengono parzialmente assorbiti. La superficie terrestre rilascia poi di nuovo questa energia nell’atmosfera sotto forma di calore (onde lunghe). I gas serra hanno la particolarità di essere in grado di assorbire una parte di queste onde lunghe, impedendo loro di disperdersi di nuovo nello spazio. In questo modo gli strati inferiori dell’atmosfera si riscaldano, fornendoci il calore necessario per vivere.

Il CO2 è già aumentato del 50%

Per i primi 10'000 anni della civiltà umana questa concentrazione è stata in media di 280 ppm (parti per milione), garantendo condizioni di vita relativamente stabili. Da quando con la rivoluzione industriale abbiamo cominciato a bruciare combustibili fossili, dapprima carbone, poi petrolio ed ora anche gas fossile, la concentrazione di CO2 nell’atmosfera ha iniziato inesorabilmente a salire e si situa oggi attorno ai 415 ppm, ossia quasi il 50% in più dell’era preindustriale. Se dovessimo continuare a bruciare combustibili fossili come finora (scenario “business as usual”), non solo entro il 2100 la concentrazione di CO2 nell’atmosfera raggiungerebbe i 935 ppm, ma se si include anche l’effetto delle emissioni degli altri gas a effetto serra, come il metano (CH4), il vapore acqueo (H2O), il protossido di azoto (N2O) e l’esafluoruro di zolfo (SF6), anche loro in rapido aumento, raggiungeremmo l’equivalente di 1'370 ppm di CO2, ossia una concentrazione di gas a effetto serra ben cinque volte superiore a quella dell’era preindustriale. Attualmente la concentrazione di CO2 nell’atmosfera aumenta al ritmo di 3 ppm all’anno. Se dovessimo dunque riuscire a congelare a partire da domani l’utilizzazione di combustibili fossili al livello attuale, ci vorrebbero meno di 50 anni per arrivare al raddoppio della concentrazione del solo CO2 nell’atmosfera (415 ppm + {3 ppm x 50} = 565 ppm).

Cosa è e come funziona un modello climatico

Per ottenere delle simulazioni sullo sviluppo del clima sono necessari dei modelli matematici estremamente complessi, i cosiddetti modelli climatici, e dei supercalcolatori. Questi modelli climatici sono stati sviluppati da decine di istituti di ricerca sulla base di innumerevoli parametri messi in relazione gli uni con gli altri. In questo genere di calcoli sono presi ad esempio in considerazione, oltre alle emissioni di gas a effetto serra, anche elementi come: il regime dei venti e delle correnti oceaniche, la formazione delle nubi, la vegetazione, l’uso del territorio, l’innevamento, il comportamento della banchisa, del permafrost, delle calotte polari e dei ghiacciai alpini, le radiazioni provenienti dal sole, le leggi della termodinamica, eccetera. I modelli climatici più evoluti mettono in relazione decine e decine di fattori coinvolti nella regolazione del sistema climatico, tenendo conto delle leggi fisiche e anche dei processi di retroazione (feedback). E come si verifica che un modello funziona? Relativamente facile: si forniscono al supercalcolatore i dati di partenza, ad esempio del 1970, e quelli relativi ai cambiamenti nel frattempo sopravvenuti per opera dell’uomo e gli si lascia calcolare per oltre una settimana gli effetti sul clima. Se le proiezioni prodotte dal calcolatore coincidono con quanto è effettivamente avvenuto, il modello climatico sarà considerato attendibile. Così 14 dei 17 modelli sviluppati negli anni ’70, ossia una cinquantina di anni fa quando gli effetti del cambiamento climatico non erano ancora palesi, si sono dimostrati coerenti con l’evoluzione successiva della temperatura media del nostro pianeta. Oggi vi sono oltre un centinaio di modelli climatici sviluppati, i quali, sottoposti a questi test retroattivi, si sono dimostrati attendibili. Fino a poco tempo fa i calcoli effettuati sulla base della stragrande maggioranza di questi modelli davano un aumento della temperatura media del nostro pianeta di circa 3°C nel caso in cui la la concetrazione  di CO2 nell'atmosfera si fosse raddoppiata rispetto all'era preindustriale, raggiungendo cioè i 560 ppm.

Diversi modelli climatici prevedono un'impennata delle temperature

Ora però sta succedendo qualcosa di strano: un quinto delle proiezioni climatiche più recenti uscite dai supercalcolatori indicano per i prossimi decenni una fortissima accelerazione del riscaldamento climatico, un fatto che sta creando non poca inquietudine fra i climatologi. Alcune di queste proiezioni prevedono addirittura che il raddoppio del tenore di CO2 nell’aria a 560 ppm, lo scenario attualmente più probabile, provocherà un aumento della temperatura media di oltre 5°C, il che sarebbe disastroso per l’intera umanità. Fra queste proiezioni figurano quelle di istituti molto prestigiosi, come il National Center for Atmospheric Research degli Stati Uniti, la cui previsione in caso di raddoppio del livello di CO2 ha dato un aumento della temperatura di 5.3°C, il 33% in più delle proiezioni precedenti. Vi è poi il Met Office Hadley Centre for Climate Science and Services, il principale centro di ricerca britannico, la cui previsione dà un aumento della temperatura di 5.5°C, un'altra dell’U.S. Department of Energy che dà +5.3°C di aumento, quella del Canadian Earth System con +5.6°C, quella del Centre National de Recherches Météorologiques francese, le cui stime sono passate da +3.3°C a +4.9°C, e quella dello Swedish Meteorological and Hydrological Institute, il cui modello climatico prevede ora un riscaldamento di 4.3°C, il 30% in più del precedente aggiornamento.

Obiettivi di Parigi oramai fuori portata?

Vi sono un paio di dozzine di proiezioni recenti che non sono ancora state pubblicate e che sono ancora oggetto di accurate verifiche. Se anche una parte importante di loro dovesse confermare queste cupe previsioni, l’evoluzione del clima potrebbe ben presto tramutarsi in un vero e proprio scenario da incubo. Ecco perché i climatologi si sono lanciati in una ricerca febbrile per scoprire le cause esatte di queste nuove proiezioni. Per il momento a dominare sono i dubbi degli uni e i timori degli altri. Va notato che le fondamenta della scienza climatica non sono mai state così ampie e solide come oggi e le domande che tutti ora si pongono sono dunque “quanto male siamo veramente messi?” e “quanto tempo abbiamo ancora a disposizione per evitare il peggio?”. Fra un anno sarà pubblicato il sesto rapporto dell’IPCC, il Gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico dell’ONU, e allora sapremo quale sarà lo scenario che dovremo affrontare. Se dovessero rivelarsi esatti i modelli climatici che ora prevedono un riscaldamento quasi doppio di quanto avevano previso la maggioranza delle proiezioni effettuate fin nel recente passato, ciò significherebbe che avremo molto meno tempo del previsto per evitare il disastro e che l’obiettivo della Conferenza sul Clima di Parigi di limitare il riscaldamento climatico al massimo a +1.5°C è ormai definitivamente fuori portata.

Pause nel riscaldamento climatico

Va notato che nel riscaldamento climatico vi sono anche fasi di stagnazione, come quella verificatasi fra il 1998 e il 2013, una fase utilizzata a suo tempo quale argomentazione dai negazionisti del riscaldamento climatico. Queste fasi che possono durare fino a 15 anni e sono dovute in particolare al ciclo delle macchie solari, il cui numero è correlato all'intensità della radiazione solare che colpisce la terra, e all’effetto di raffreddamento provocato da poco prevedibili forti eruzioni vulcaniche. Vi sono poi ancora altre fluttuazioni naturali del clima, come ad esempio l’Oscillazione Multidecennale Atlantica, l’Oscillazione Pacifica Decadale e i fenomeni di El Niño e La Niña, che influiscono sulla temperatura del nostro pianeta e che possono mascherare per un certo numero di anni gli effetti reali del riscaldamento climatico. Ecco perché i modelli climatici sono tanto complessi.

Finora le proiezioni dell’IPCC si sono rivelate troppo timide

Uno degli esempi è la questione del permafrost, la cui fusione si prevedeva fosse un processo lento e graduale, ma che si sta rivelando drammaticamente più rapido del previsto, tanto che oggi la fusione del permafrost è già nello stadio che era stato previsto per il 2080! Il fatto è che, a sorpresa, la temperatura nelle regioni artiche sale molto più in fretta di quella globale. In altri termini se il consumo di carburanti fossili dovesse continuare a crescere al ritmo attuale, entro 50 anni il 70% del permafrost scomparirebbe, liberando nell’atmosfera sotto forma di metano una grossa fetta dei 1'500 miliardi di tonnellate di carbonio che contiene e accelerando ulteriormente il riscaldamento climatico. Ricordiamo che il metano è un potente gas a effetto serra, 30 volte più efficace del CO2, e a cui è imputabile già oggi il 17% del riscaldamento globale. Dall’inizio dell’industrializzazione ad oggi l’incremento della concentrazione di metano nell’atmosfera è stato addirittura del 250%.

Un altro fenomeno a lungo sottovalutato è stato la fragilità della calotta polare antartica o perlomeno quella di una parte di essa. Fino a un paio di anni fa si riteneva che essa fosse molto stabile, ma ora un nuovo studio di un gruppo di ricercatori della University of Wisconsin e della Oregon State University, appena pubblicato nella prestigiosa rivista scientifica Nature, arriva alla conclusione che la calotta glaciale dell’Antartico occidentale è molto meno stabile di quanto previsto finora e che un suo futuro collasso è molto probabile. Ciò significherebbe un aumento del livello degli oceani di circa 7,5 metri entro il 2200 con la conseguente fine per le maggiori metropoli costiere. Resta solo ancora un grosso punto interrogativo sulla tempistica di questo collasso. Si è infatti scoperto solo recentemente che la banchisa antartica, che impedisce ai grandi ghiacciai continentali di scivolare verso il mare, non fonde solo in superficie, ma che le correnti marine calde la intaccano anche dal di sotto. Da notare che il 93,4% del riscaldamento climatico viene assorbito dagli oceani. Ecco perché la temperatura dell’acqua sotto la banchisa antartica è passata da -2°C (l’acqua salata rimane liquida anche a questa temperatura) a +2°C. Recentemente si è poi scoperto che 125'000 anni fa, durante l’ultimo periodo interglaciale, un fenomeno analogo provocò un aumento del livello dei mari di 9 metri: una prospettiva, quindi, tutt’altro che rassicurante. 

A conferma di queste preoccupanti proiezioni una notizia di ieri: a "Speranza", la stazione di ricerca argentina in Antartide, si sono registrati ieri, 6 febbraio, 18,3°C sopra lo zero, la temperatura più alta di sempre, il record precedente era del marzo 2015, quando la colonnina di mercurio segnò 17,5°C. Dal 2014 ad oggi l'Antartide ha perso una superficie di banchisa (ghiaccio marino) pari a 5 volte la Germania .