Aria e cambiamenti climatici

Nel 2009 un'équipe congiunta di ricercatori britannici e tedeschi ha condotto una ricerca al largo delle coste norvegesi con un tipo di sonar utilizzato di solito per individuare i banchi di pesci. L'équipe non si trovava là alla ricerca di pesce, ma per osservare uno dei più potenti gas serra, il metano, che viene rilasciato dal fondale marino (melting seabed). Le loro scoperte sono solo alcune delle tante nella lunga sequenza di avvertimenti sui potenziali impatti del cambiamento climatico.

Nelle regioni vicine ai poli una parte della massa terrestre o del fondale marino è permanentemente ghiacciata. Secondo alcune stime, questo strato — conosciuto come permafrost — contiene due volte l'ammontare di carbonio attualmente presente nell'atmosfera. In caso di innalzamento della temperatura, questo carbonio può essere rilasciato da biomasse in decomposizione sotto forma di anidride carbonica o metano.

«Il metano è un gas serra oltre 20 volte più potente dell'anidride carbonica» avverte il professor Peter Wadhams dell'Università di Cambridge. «Così ora rischiamo di trovarci di fronte ad un ulteriore riscaldamento globale e un processo di scioglimento dei ghiacci ancora più rapido nell’Artico».

Le emissioni di metano provengono da attività umane (principalmente l'agricoltura, il settore energetico e la gestione dei rifiuti) e da fonti naturali. Una volta rilasciato nell'atmosfera, il metano ha un ciclo di vita di 12 anni. Sebbene sia considerato un gas a vita relativamente breve, la sua permanenza nell’atmosfera è sufficiente per diffonderlo in altre regioni. Oltre a essere un gas serra, il metano contribuisce anche alla formazione dell'ozono a livello del suolo, il quale è a sua volta uno dei maggiori inquinanti con effetti sulla salute umana e l'ambiente in Europa.

Il particolato può indurre riscaldamento o raffreddamento

L'anidride carbonica può essere la causa principale del riscaldamento globale e del cambiamento climatico, ma non è l'unica. Molti altri composti gassosi o particellari, conosciuti come «forzanti climatiche», hanno un'influenza sull'ammontare di energia solare (compreso il calore) che la Terra trattiene e sull'ammontare di energia solare che questa riflette nello spazio. Tali forzanti climatiche comprendono i principali inquinanti atmosferici come l'ozono, il metano, il particolato e il protossido d'azoto.

Il particolato è un inquinante complesso. A seconda della sua composizione può avere un effetto di raffreddamento o riscaldante sul clima globale o locale. Ad esempio il nerofumo, uno dei componenti del particolato fine, risultato di una combustione incompleta di carburanti, assorbe le radiazioni solari e infrarosse nell'atmosfera e quindi ha un effetto di riscaldamento.

Altri tipi di particolato che contengono composti di azoto o zolfo hanno l'effetto opposto. Tendono ad agire come piccoli specchi che riflettono l'energia solare e quindi provocano un raffreddamento. In termini semplici, l'effetto dipende dal colore della particella. Le particelle «bianche» tendono a riflettere la luce solare mentre le particelle «nere» e «marroni» la assorbono.

Avviene un fenomeno simile sulla terra. Alcune particelle si depositano con la pioggia o la neve o semplicemente si posano sulla superficie terrestre. Il nerofumo può essere trasportato anche molto lontano dal suo luogo di origine e depositarsi sulla neve e sule superfici ghiacciate. Negli ultimi anni i depositi di nerofumo nell'Artico hanno sempre più annerito le superfici bianche e ridotto l’albedo, e di conseguenza il nostro pianeta trattiene più calore. A causa di questo calore aggiuntivo l’estensione delle superfici bianche si sta riducendo sempre più velocemente nell'Artico.

È interessante notare che molti processi climatici non sono controllati dai principali costituenti della nostra atmosfera ma da alcuni gas che sono presenti solo in quantità molto piccole. Il più comune di questi cosiddetti gas traccia, l'anidride carbonica, costituisce solo lo 0.0391 % dell'atmosfera. Qualsiasi variazione in queste quantità minime ha il potere di influenzare e alterare il nostro clima.

Più o meno pioggia?

Il loro «colore» non è l'unico modo con cui le particelle sospese nell'aria o depositate sul suolo possono influire sul clima. Parte della nostra atmosfera è formata da vapore acqueo — minuscole particelle d'acqua sospese nell'aria. Nella loro forma più condensata sono da noi conosciute come nubi. Ogni particella gioca un ruolo importante nella formazione delle nubi, nella loro durata, nella quantità di radiazioni solari che possono riflettere, sul tipo e la localizzazione delle precipitazioni che possono generare e così via. Le nubi sono ovviamente essenziali per il nostro clima; le concentrazioni e la composizione del particolato potrebbero di fatto mutare tempi e luoghi della consueta distribuzione delle precipitazioni.

I cambiamenti nei modelli e nelle quantità delle precipitazioni comportano effettivi costi economici e sociali, dato che tendono a influire sulla produzione mondiale e di conseguenza sui prezzi dei prodotti alimentari.

La relazione dell'AEA «Cambiamento climatico, impatti e vulnerabilità in Europa al 2012» ci mostra come tutte le regioni d'Europa sono interessate dal cambiamento climatico, che provoca un'ampia gamma di impatti sulla società, gli ecosistemi e la salute umana. Secondo la relazione, in Europa sono state rilevate temperature medie più elevate, con precipitazioni in diminuzione nelle regioni meridionali e in aumento in quelle settentrionali. Inoltre le calotte glaciali e i ghiacciai stanno fondendo e i livelli dei mari si innalzano. Si prevede un’accentuazione di tali  tendenze in futuro.

(c) Dovile Zubyte, ImaginAIR/EEA

Il rapporto tra cambiamento climatico e qualità dell'aria

Pur non avendo noi una comprensione completa di come il cambiamento climatico potrebbe influire sulla qualità dell'aria e viceversa, una ricerca recente indica che questo rapporto potrebbe essere più forte di quanto ritenuto in precedenza. Nelle valutazioni del 2007, il Gruppo Intergovernativo di Esperti sul Cambiamento Climatico — l'organo internazionale costituito per valutare il cambiamento climatico — prevede per il futuro una diminuzione della qualità dell'aria nelle città dovuta al cambiamento climatico.

In molte regioni del mondo si prevede che il cambiamento climatico influisca sulle condizioni atmosferiche locali, compresa la frequenza degli episodi di aria stagnante e ondate di calore. Più luce solare e temperature più elevate potrebbero non solo prolungare i periodi di tempo durante i quali i livelli di ozono sono elevati, ma anche aggravare ulteriormente i picchi di concentrazione dell'ozono. Questa non è certamente una buona notizia per l'Europa meridionale, che è già in difficoltà a causa di episodi caratterizzati da livelli eccessivi di ozono al livello del suolo.

A livello internazionale il dibattito sulla mitigazione degli effetti del cambiamento climatico ha convenuto di limitare l'incremento della temperatura globale media a 2° Celsius al di sopra dei livelli dell'epoca preindustriale. Non è ancora certo se il mondo riuscirà a frenare le emissioni di gas serra in modo sufficiente per conseguire l'obiettivo dei 2 gradi. Sulla base dei diversi andamenti delle emissioni, il Programma delle Nazioni Unite per l'Ambiente ha individuato divari tra gli attuali impegni a tagliare le emissioni e i tagli di cui abbiamo bisogno per raggiungere gli obiettivi. È chiaro che c'è bisogno di maggiori sforzi per ridurre ulteriormente le emissioni al fine di aumentare le nostre possibilità di limitare l'aumento della temperature a 2 gradi.

Si prevede che alcune regioni — come l'Artico — si riscalderanno molto di più, e che temperature più elevate su suolo e oceani influiranno sui livelli di umidità nell'atmosfera, e ciò potrebbe avere effetti sui modelli delle precipitazioni. Non è ancora del tutto chiaro in che misura maggiori o minori concentrazioni di vapore acqueo nell'atmosfera potrebbero influenzare i modelli delle precipitazioni o il clima globale e locale.

Tuttavia la misura degli impatti del cambiamento climatico dipenderà in parte da come le diverse regioni si adatteranno al cambiamento climatico. Le azioni di adattamento — da una migliore pianificazione urbana all'adattamento di infrastrutture quali gli edifici e i trasporti — stanno già avendo luogo in Europa, ma in futuro sarà necessario un numero maggiore di tali azioni. Si può utilizzare un ampio spettro di misure finalizzate all'adattamento al cambiamento climatico. Ad esempio, piantare alberi e aumentare gli spazi verdi (parchi) nelle aree urbane mitiga gli effetti delle ondate di calore migliorando allo stesso tempo la qualità dell'aria.

(c) Bojan Bonifacic, ImaginAIR/EEA

Possibili scenari vincenti su tutti i fronti

Molte forzanti climatiche sono inquinanti atmosferici comuni. Le misure volte a tagliare le emissioni di nerofumo, ozono o precursori dell’ozono recano benefici alla salute umana e al clima. I gas serra e gli inquinanti atmosferici hanno le stesse fonti di emissione. Ci sono quindi potenziali benefici che possono essere ottenuti limitando le emissioni degli uni o degli altri.

L'Unione europea mira ad avere un'economia più competitiva con una minore dipendenza dai carburanti fossili e un minore impatto sull'ambiente entro il 2050. In termini concreti, entro quella data la Commissione europea mira a ridurre le emissioni interne di gas serra dell'UE del 80-95 % rispetto ai livelli del 1990.

La transizione verso un'economia a basse emissioni di carbonio e riduzioni sostanziali delle emissioni di gas serra non possono essere ottenute senza un rimodellamento del consumo energetico dell'Unione. Questi obiettivi politici sono diretti ad una riduzione della domanda finale di energia, un utilizzo più efficiente dell'energia, un'energia più rinnovabile (ad es. solare, eolica, geotermica e idroelettrica) e un minor consumo di combustibili fossili. Nell'ambito di tali obiettivi è anche prevista una più ampia applicazione di nuove tecnologie, come quelle per la cattura e lo stoccaggio del carbonio, dove le emissioni di anidride carbonica provenienti da un impianto industriale vengono catturate e stoccate sottoterra, principalmente in formazioni geologiche da dove non possono sfuggire.

Alcune di queste tecnologie – in particolare quelle per la cattura e lo stoccaggio del carbonio – potrebbero non rappresentare sempre la migliore soluzione nel lungo periodo. Tuttavia, impedendo che grosse quantità di carbonio vengano rilasciate nell'atmosfera nel medio e breve periodo, tali tecnologie potrebbero aiutarci a mitigare gli effetti del cambiamento climatico fino al momento in cui i mutamenti strutturali di lungo termine inizieranno ad essere più efficaci.

Molti studi confermano che efficaci politiche relative al clima e alla qualità dell'aria possono trarre benefici l’una dall'altra. Politiche volte a ridurre gli inquinanti atmosferici potrebbero aiutare a mantenere l'incremento della temperatura globale media al di sotto dei 2 gradi, mentre politiche relative al clima, volte a ridurre le emissioni di metano e nerofumo, potrebbero ridurre i danni alla nostra salute e all'ambiente.

Ma non è detto che tutte le politiche relative al clima e alla qualità dell'aria siano necessariamente mutualmente vantaggiose. La tecnologia utilizzata gioca un ruolo importante. Ad esempio, alcune delle tecnologie utilizzate per la cattura e lo stoccaggio del carbonio potrebbero aiutare a migliorare la qualità dell'aria in Europa, mentre altre no. Allo stesso modo, la sostituzione di combustibili fossili con biocarburanti potrebbe ridurre le emissioni di gas serra e aiutare a raggiungere gli obiettivi in materia di clima. Ma allo stesso tempo, potrebbe aumentare le emissioni di particolato e di altre sostanze inquinanti cancerogene, deteriorando quindi la qualità dell'aria in Europa.

Una sfida per l'Europa sarà quella di assicurare che le politiche relative al clima e alla qualità dell'aria per il prossimo decennio promuovano e investano in tecnologie e scenari vincenti su tutti i fronti che si rafforzino a vicenda.

(c) Ivan Beshev, ImaginAIR/EEA

Maggiori informazioni

• Core set di indicatori dell'AEA: Core set di indicatori 2013 sulle concentrazioni di gas serra in atmosfera
• Relazione dell'AEA n. 12/2012 — «Cambiamento climatico, impatti e vulnerabilità in Europa al 2012»
• Climate-ADAPT: portale web relativo alle informazioni sull'adattamento al cambiamento climatico
• Il pacchetto relativo al clima e all'energia dell'UE
• UNEP – Valutazione integrata su nerofumo e ozono troposferico