Effetto serra: come i gas serra cambiano il clima

Esistono diverse grandezze con cui è possibile misurare il riscaldamento climatico. L'aumento della temperatura superficiale media globale è la più nota: sulla base di tale valore medio si possono compiere diverse affermazioni in materia di andamento della temperatura a lungo termine del sistema climatico, a dimostrazione che la Terra sia nel complesso divenuta più calda dal 1900, anche se non tutti gli anni sono stati più caldi dei precedenti. Sussistono evidenti prove che mostrano come questa tendenza si stia accentuando: gli undici anni climaticamente più caldi dall'inizio delle misurazioni nel 1880 sono stati registrati tutti dopo l'inizio del millennio.

Altri parametri di rilievo sono la temperatura dell'aria sugli oceani e la temperatura delle acque superficiali. Tutti questi indicatori puntano nella stessa direzione: verso l'alto! Pertanto, i dati odierni non lasciano dubbio alcuno sul riscaldamento globale.

Il clima terrestre muta da sempre, ma il rapido riscaldamento rilevabile a partire dal 1960 non corrisponde allo schema della cosiddetta variabilità interna e esterna, ovvero l'intervallo di fluttuazione della temperatura riconducibile al risultato di processi naturali. Queste includono, ad esempio, le fluttuazioni dovute al cambiamento delle correnti marine, ai diversi cicli solari, all'orbita ellittica della Terra o ai cambiamenti derivanti dalle eruzioni vulcaniche.

Se ora cerchiamo di tracciare l'andamento delle temperature dell'ultimo secolo con l'aiuto di simulazioni climatiche, risulta evidente quanto segue: solo se includiamo i fattori antropici quali la combustione di carbone, petrolio e gas è possibile simulare l'effettivo riscaldamento globale. Se ne può trarre una sola conclusione: il riscaldamento terrestre degli ultimi decenni è in gran parte dovuto alle attività umane.

Il sole è di gran lunga il fattore extraterrestre più influente sul sistema climatico del nostro pianeta. Questa stella non brilla però sempre con la stessa intensità, né invia sempre la medesima quantità di energia nello spazio o verso la Terra. Potrebbe quindi darsi che la causa dell'attuale riscaldamento climatico sia un aumento dell'attività solare?

No, questa ipotesi è errata. Dal 1978, l'attività solare è stata misurata con precisione da diversi satelliti; tali misurazioni ne ravvisano in realtà una leggera diminuzione. Il sole ha quindi irradiato meno energia sulla Terra nel periodo in questione, eppure il nostro pianeta si è fortemente riscaldato.

A prima vista può sembrare strano: anche se potessimo fermare immediatamente tutte le emissioni di gas serra causate dall'uomo, la Terra continuerebbe anzitutto a riscaldarsi e rimarrebbe tale molto a lungo. Questo perché il nostro sistema climatico è inerte e numerosi gas serra continuano a agire nell'atmosfera per molto tempo. Pertanto, anche un arresto immediato delle emissioni non comporterebbe un arresto immediato del suo riscaldamento.

Vi è poi anche un altro fattore: negli ultimi decenni, le foreste, gli oceani e i terreni hanno assorbito circa la metà dei gas serra emessi. In futuro, questo cuscinetto si rimpicciolirà sempre più e il suo potere di assorbimento andrà perso dato che, ad esempio, oceani più caldi sono in grado di assorbire meno CO2.

Per noi il risvolto è duplice: anzitutto, dobbiamo smettere di emettere gas serra il prima possibile; in secondo luogo, dobbiamo adattarci al clima riscaldato. Le torride estati del 2018 o del 2022 indicano che il cambiamento è già diventato realtà. Dobbiamo adattarci al meglio a queste nuove condizioni.

A causa delle attività antropiche quali la combustione di gas serra o la deforestazione, dall'inizio dell'industrializzazione la concentrazione di CO2 nell'atmosfera è aumentata di oltre il 50%. Circa due terzi del riscaldamento globale sono dovuti a questo gas, che rappresenta così la principale causa del riscaldamento climatico globale. In Svizzera il consumo di combustibili e carburanti fossili (petrolio e gas naturale) determina l'80% dell'impatto sul clima. Parte preponderante è dovuta al traffico motorizzato, ma contano anche i riscaldamenti a gas e a petrolio. Il CO2 si decompone solo molto lentamente: si presume che dopo 1000 anni, sarà comunque ancora presente nell'atmosfera circa il 15-40% delle molecole originariamente emesse.

Dopo l'anidride carbonica, il secondo gas serra in ordine di importanza è il metano (CH4), che contribuisce per circa il 18% al riscaldamento globale. Le principali cause delle emissioni di metano sono l'aumento degli allevamenti, le risaie irrigate, il consumo di petrolio, gas e carbone nonché le discariche. Dall'inizio dell'industrializzazione, si è registrato un aumento di oltre il 500% delle concentrazioni di metano nell'atmosfera, gran parte del quale emesso nell’ultimo decennio. Il metano ha un effetto climatico a breve termine molto maggiore dell'anidride carbonica: rispetto al CO2, il metano danneggia il clima circa 28 volte di più per chilo, anche se nell'atmosfera si scompone molto più rapidamente  La sua vita media ammonta a 12,4 anni.

Questo gas serra è responsabile del 6% circa del riscaldamento climatico globale e contribuisce anche all'assottigliamento dello strato di ozono. Il protossido di azoto (o gas esilarante) deriva principalmente dalla fertilizzazione intensiva dei terreni agricoli; è altresì un sottoprodotto della combustione di vettori energetici fossili (petrolio, gas naturale, carbone) e della biomassa (abbruciamento nei tropici). Nell'atmosfera il protossido di azoto ha una vita media di 121 anni. Per chilo, è circa 298 volte più dannoso rispetto al CO2.

L'esafluoruro di zolfo figura tra i gas serra più dannosi per chilogrammo; rimane nell'atmosfera per oltre 3000 anni. Si adopera per isolare le apparecchiature a alta tensione e se ne creano grandi quantità in sede di produzione tecnica di magnesio nonché nella fabbricazione di semiconduttori.

I fluorurati (PFC) e gli idrofluorocaruri alogenati (HFC) trovano impiego principalmente negli impianti di condizionamento dell'aria, nella produzione di schiume sintetiche, per gli isolanti elettrici e nella produzione di alluminio e semiconduttori. Insieme, questi due gruppi di gas serra sintetici sono responsabili di pochi punti percentuali dell'effetto serra, ma risultano problematici soprattutto a causa del loro lungo tempo di permanenza nell'atmosfera: si scompongono infatti solo dopo diverse centinaia o migliaia di anni.