Il riscaldamento globale (global warming, talvolta detto riscaldamento climatico o surriscaldamento climatico) indica in climatologia il mutamento del clima terrestre sviluppatosi a partire dalla fine del XIX secolo e l'inizio del XX secolo e tuttora in corso, caratterizzato in generale dall'aumento della temperatura media globale e da fenomeni atmosferici ad esso associati (es. incremento di fenomeni estremi legati al ciclo dell'acqua quali alluvioni, siccità, desertificazione, scioglimento dei ghiacci, innalzamento del livello degli oceani, e modifiche ai pattern di circolazione atmosferici con ondate di freddo, fenomeni ciclonici più intensi ecc.).
Le cause predominanti sono da ricercare nell'attività umana, in ragione delle emissioni nell'atmosfera terrestre di crescenti quantità di gas serra (con conseguente incremento dell'effetto serra) e ad altri fattori imputabili sempre alle attività umane; il protocollo di Kyoto, sottoscritto nel 1997 e che al novembre 2009 conta l'adesione di 187 Stati, vuole mirare alla riduzione di tali gas serra prodotti dall'uomo. L'Accordo di Parigi, sottoscritto a dicembre 2015, impegna gli Stati partecipanti a mantenere l'aumento della temperatura globale "ben al di sotto di 2 °C" rispetto ai livelli pre-industriali.
Storia
Cronologia Le principali tappe della comprensione scientifica del fenomeno del riscaldamento globale e del ruolo della CO2 sono le seguenti: 1824 Joseph Fourier calcola che dal calore dei raggi solari la Terra dovrebbe risultare molto più fredda e fa tre ipotesi di cui una prende in considerazione l'effetto serra dell'atmosfera. 1856 Eunice Newton Foote osserva sperimentalmente l'effetto di riscaldamento della luce solare su diversi gas e teorizza che la modifica della proporzione di anidride carbonica (CO2) nell'atmosfera ne avrebbe modificato la temperatura. 1859 John Tyndall (indipendentemente da Eunice Newton Foote) scopre che alcuni gas bloccano la radiazione infrarossa, suggerendo che cambiamenti nella concentrazione dei gas, CO2 in particolare, potrebbe causare cambiamenti climatici. 1896 Svante Arrhenius pubblica il primo calcolo del riscaldamento globale da un aumento della CO2, e comprende il ruolo del vapore acqueo nell'amplificazione del fenomeno. 1901 Nils Ekholm usa per la prima volta la parola "effetto serra". Knut Ångström, sulla base di esperimenti possibili all'epoca, in contrasto con Arrhenius, ritiene che l'effetto di assorbimento della radiazione infrarossa da parte della CO2 saturi rapidamente. 1938 Milutin Milanković propone la sua teoria astronomica dei cambiamenti orbitali per spiegare la causa delle ere glaciali. 1938 Guy Callendar argomenta sul riscaldamento globale da effetto serra in corso per l'aumento di CO2, in accordo con quanto predetto da Arrhenius. 1956 Gilbert Plass calcola il riscaldamento mediante un modello a strati dell'atmosfera. 1957 Hans Suess identifica la traccia isotopica dei combustibili fossili in atmosfera. 1960 Charles David Keeling misura accuratamente la CO2 in atmosfera e ne rileva la crescita annuale. 1963 Calcoli sul feedback da vapore acqueo mostrano che la sensibilità climatica al raddoppio della CO2 poteva essere maggiore di quanto ritenuto fino ad allora. 1967 Manabe e Wetherald sviluppano il primo modello al computer per simulare il clima terrestre. 1971 Rasool e Schneider modellizzano l'effetto di raffreddamento degli aerosol. 1979 Prima conferenza mondiale sul clima, organizzata da OMM, UNEP, FAO, UNESCO e OMS. 1988 James Hansen presenta i risultati dei modelli climatici del NASA Goddard Institute che predicono l'aumento del riscaldamento globale, testimoniando al Senato USA. 1990 Primo rapporto del Gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico (IPCC). 1997 Protocollo di Kyoto.
Descrizione
Conseguenze Nel corso della storia della Terra si sono registrate diverse variazioni del clima che hanno condotto il pianeta ad attraversare diverse ere glaciali, alternate a periodi più caldi detti ere interglaciali. Queste variazioni sono riconducibili principalmente a mutamenti periodici dell'assetto orbitale del nostro pianeta (cicli di Milanković), con perturbazioni dovute all'andamento periodico dell'attività solare e alle eruzioni vulcaniche (per emissione di CO2 e di polveri). Anche negli ultimi 2000 anni si è assistito a variazioni naturali come il periodo caldo romano, l'optimum climatico medioevale e la piccola era glaciale.
Recente riscaldamento Per riscaldamento globale s'intende invece un fenomeno di incremento delle temperature medie della superficie della Terra non riconducibile a cause naturali e riscontrato a partire dall'inizio del XX secolo. Secondo il quarto rapporto del Gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico (IPCC) del 2007 la temperatura media della superficie terrestre è aumentata di 0,7 ± 0,2 °C durante il XX secolo.
I dati delle serie storiche termiche in possesso degli scienziati indicano che il riscaldamento non è uniforme in tutto il globo: è maggiore sulla terraferma che sugli oceani. Inoltre, per via della maggiore distribuzione di terre emerse e relativa antropizzazione, è più accentuato nell'emisfero boreale che in quello australe e superiore a latitudini settentrionali piuttosto che a quelle medie e basse. Le zone dell'Artide della Siberia e del Canada sono in forte riscaldamento, all'opposto la zona dell'Antartide è in raffreddamento.
L'aumento delle temperature sta causando importanti perdite di ghiaccio e l'aumento del livello del mare. Sono visibili anche conseguenze sulle strutture e intensità delle precipitazioni, con conseguenti modifiche nella posizione e nelle dimensioni dei deserti subtropicali. L'oscuramento globale, causato dall'incremento della concentrazione in atmosfera di aerosol, rilevato tra gli anni 1960 e 1980, bloccando i raggi del sole, avrebbe mitigato almeno in parte gli effetti del riscaldamento globale.
IPCC
Per analizzare in modo accurato le variazioni del clima, le Nazioni Unite hanno costituito nel 1988 una Commissione Intergovernativa sul Cambiamento Climatico (IPCC, Intergovernment Panel on Climate Change) che raccoglie rappresentanti provenienti dalle nazioni aderenti alle Nazioni Unite. L'IPCC si occupa di valutare le informazioni disponibili negli ambiti tecnico, scientifico, e socio-economico, legati al tema dei cambiamenti climatici, al loro possibile impatto e alle opzioni di adattamento e di mitigazione. I rapporti dell'IPCC sono usciti in varie edizioni a partire dal 1991 e fanno da ponte tra la comunità scientifica e i decisori politici (attraverso il cosiddetto Summary for Policymakers). Secondo quanto riportato dalla commissione, la temperatura superficiale globale del pianeta sarebbe aumentata di 0,74 ± 0,18 °C durante gli ultimi 100 anni, fino al 2005.La temperatura superficiale globale è definita nell'IPCC Fourth Assessment Report come la media delle temperature dell'aria nei pressi della superficie emersa e delle temperature dei mari I cambiamenti climatici non comportano solo il riscaldamento globale, ma anche una grande intensificazione del ciclo idrogeologico. Mentre a livello globale ciò comporta un aumento dell'evaporazione e della precipitazione, a livello regionale, gli impatti dipendono dalla regione.
Studio scientifico
Lo studio scientifico del riscaldamento globale attuale da parte della comunità scientifica (climatologi IPCC) si fa attraverso due distinte procedure, appoggiandosi a metodologie proprie della statistica e della teoria della complessità: da una parte si analizzano i dati scientifici misurabili significativi per la cosiddetta detection ovvero i parametri di riferimento delle sopraddette cause (temperatura dell'aria, temperatura degli oceani (SST), attività solare, concentrazioni di gas serra) per verificare la tendenza nel lungo periodo che attesti l'avvenuto riscaldamento o meno (analisi delle serie storiche), dall'altra si utilizzano dei modelli climatici di simulazione che tengano conto più o meno di tutti i fattori coinvolti nella regolazione del sistema climatico ovvero costruiti a partire dalla conoscenza dello stato dell'arte del funzionamento del clima tenendo conto delle leggi fisiche (es. irraggiamento) e dei vari processi di retroazione.
Tali modelli, una volta costruiti, vengono validati sulla scorta dei dati climatici passati ovvero applicando il modello a tempi passati e verificando la bontà o meno del clima simulato con quello effettivo passato. Tali simulazioni consentono di evidenziare sia le cause del cambiamento climatico (attribution) sia di operare prognosi future; le attribuzioni delle cause vengono effettuate tipicamente inserendo o togliendo forzanti energetici e verificando l'output del modello sulla scorta dei dati passati ovvero pesando i contributi di ciascun fattore antropico e naturale (in tal modo molte simulazioni hanno evidenziato che il forcing della CO2 risulterebbe indispensabile a ricreare i dati climatici del recente passato facendo da innesco a molti altri feedback positivi, risultando dunque causa prima del fenomeno); le proiezioni future vengono spesso chiamate "scenari" in quanto tengono conto di vari possibili livelli di concentrazione di anidride carbonica in funzione dello sviluppo economico dei vari Paesi della Terra.
Cause
I cambiamenti recenti del clima sono stati analizzati più in dettaglio solo a partire dagli ultimi cinquanta anni, cioè da quando le attività umane sono cresciute esponenzialmente ed è diventata possibile l'osservazione dell'alta troposfera. Tutti i principali fattori ai quali è attribuito il cambiamento climatico sono legati alle attività dell'uomo. In particolare questi sono: incremento della concentrazione di gas serra nell'atmosfera; cambiamenti sulla superficie terrestre come la deforestazione; incremento di aerosol; allevamento intensivo.
Un rapporto del Gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico conferma la certezza che l'aumento di CO2, metano (CH4) e protossido di azoto (N2O) nell'atmosfera durante l'era industriale sia il risultato delle attività umane; conferma anche che le attività umane sono il principale motore di molti cambiamenti osservati nell'atmosfera, nell'oceano, nella criosfera e nella biosfera. Il riscaldamento interessa sia l'oceano sia l'atmosfera. La comunità scientifica è concorde all’unanimità nell’indicare come responsabili della crisi climatica le attività umane, in particolare questo fenomeno sarebbe da imputare all’aumento dei gas serra immessi nell'atmosfera. La concentrazione di gas serra nell’atmosfera ha raggiunto livelli record: la CO2 è aumentata del 147%, il CH4 del 259% e il N2O del 123% rispetto ai livelli preindustriali. La CO2 in atmosfera viene attualmente stimata, in media, in 413 parti per milione; si tratta di una concentrazione che non si registrava da almeno 650mila anni, ma probabilmente da molto prima.
La CO2 di cui si parla proviene principalmente dall'uso di combustibili fossili (petrolio, carbone, gas); il CH4, invece, proviene dall'agricoltura intensiva e dalle discariche a cielo aperto. Anche la deforestazione è una delle maggiori cause dell’effetto serra antropico: nel momento in cui gli alberi vengono abbattuti o incendiati il potenziale degli ecosistemi di immagazzinare CO2 si indebolisce e, conseguentemente, le nostre emissioni aumentano indirettamente. La combustione di combustibili fossili e la deforestazione corrispondono attualmente a un rilascio annuo di CO2 in atmosfera di circa 40 miliardi di tonnellate. La metà di queste emissioni viene assorbita dalla vegetazione, dal suolo e dagli oceani (i quali reagiscono aumentando la loro acidità), ma l’altra metà si accumula alle emissioni degli anni precedenti modificando di fatto la composizione chimica dell’atmosfera. Dal 1850 la CO2 in atmosfera è aumentata del 40%. Era 270 ppm alla fine del XIX Secolo.