L’aula di Scienze

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4. Quali saranno le conseguenze del riscaldamento globale?

Le previsioni dei climatologi delineano un quadro preoccupante per il futuro dell’umanità, già a partire dai prossimi decenni.

Non si può sapere con certezza come cambierà il clima in conseguenza del riscaldamento globale provocato dall’aumento dell’effetto serra.
Il sistema climatico infatti è regolato da fenomeni che interagiscono tra loro in modo complicato e con esiti difficili da prevedere in dettaglio, soprattutto a causa dei numerosi effetti di retroazione, negativi e positivi.

Come si cerca di prevedere il clima del futuro

Per studiare l’evoluzione del clima, i ricercatori formulano modelli matematici del sistema climatico. Si tratta di sistemi di equazioni differenziali che – a seconda della loro complessità – possono descrivere le variazioni concomitanti di un gran numero di parametri: la composizione, la temperatura e l’umidità dell’aria, la temperatura e la salinità degli oceani, la direzione e la velocità dei venti e delle correnti oceaniche, la formazione delle nubi alle diverse quote nella troposfera e la relativa albedo.

Risolvendo queste equazioni al computer si può simulare l’evoluzione del clima a partire da date condizioni iniziali, per esempio quelle attuali.

I modelli teorici vengono «tarati» preventivamente verificando che siano in grado di riprodurre i cambiamenti del clima del passato, per cui si dispone di dati osservativi con cui confrontare i risultati delle simulazioni.

Quando poi si vuole prevedere l’evoluzione futura del clima a partire dalle condizioni odierne, nei modelli bisogna fare ipotesi su come certe variabili potrebbero cambiare nei prossimi decenni. Ogni ipotesi produce allora un diverso scenario; il confronto tra i risultati ottenuti nei vari scenari dà un’idea della gamma dei possibili cambiamenti climatici.

Centinaia di gruppi di ricercatori nel mondo producono ogni anno migliaia di resoconti di questo tipo e li sottopongono al vaglio critico di altri scienziati esperti del campo (è il metodo chiamato peer review o «revisione tra pari»).

In seguito entra in campo l’IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change, ossia «Gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico»), un ente costituito nel 1988 dalle Nazioni Unite, a cui oggi partecipano ben 195 nazioni.

L’IPCC raccoglie, esamina e valuta le più recenti informazioni prodotte dai climatologi di tutto il mondo e pubblica periodicamente rapporti che riassumono i risultati, associando a ciascuno di essi un grado di probabilità. In questo modo aiuta i governi a stimare l’impatto delle scelte politiche che si possono adottare per mitigare l’effetto dei cambiamenti climatici.

Vediamo qualche esempio di questa «media» delle varie previsioni, che rappresenta oggi il consenso della comunità scientifica riguardo al clima che ci aspetta in futuro. I dati che seguono sono stati pubblicati dall’IPCC nell’agosto 2021.

I diversi scenari per le emissioni di gas-serra

Un’ipotesi-chiave per i modelli climatologici è quella sui livelli delle future emissioni di gas-serra: come cambierà la concentrazione di CO2 nell’atmosfera tra 10, 20 o 50 anni?

Nella figura che segue, il grafico in alto mostra le emissioni di CO2 ipotizzate da oggi al 2100 in cinque scenari corrispondenti a diverse «traiettorie socio-economiche» dell’umanità (SSP, Shared Socioeconomic Pathway):

  • la curva più in alto corrisponde all’ipotesi (pessimistica) che nei prossimi decenni le emissioni continuino ad aumentare, fino a triplicare rispetto a oggi, e inizino poi a diminuire soltanto intorno all’anno 2080;
  • la curva più in basso corrisponde invece all’ipotesi (molto ottimistica) che già nei prossimi anni le emissioni calino drasticamente, fino ad arrivare dopo il 2050 a una situazione in cui le emissioni diventano negative, cioè si riesce a rimuovere CO2 dall’atmosfera;
  • le altre tre curve mostrano ipotesi intermedie notevolmente diverse tra loro: un aumento continuo ma più graduale delle emissioni (curva rossa), un aumento iniziale con inversione di rotta intorno al 2050 (curva gialla) e una diminuzione continua ma più graduale (curva blu).

Il grafico in basso mostra l’aumento della temperatura media globale (rispetto al suo valore medio nel periodo 1850-1900) previsto in corrispondenza dei cinque diversi scenari:

  • nello scenario più pessimistico la previsione è di un aumento continuo, che raggiunge quasi 5 °C nell’anno 2100 e non accenna a diminuire;
  • nello scenario più ottimistico il riscaldamento globale frenerà e la temperatura media, dopo un aumento di circa 1,5 °C, inizierà a diminuire intorno al 2050;
  • gli scenari intermedi prevedono un ampio ventaglio di possibilità: l’aumento della temperatura può rimanere limitato a meno di 2° C oppure crescere senza sosta fino a 4 °C nel 2100.

Più emissioni = più riscaldamento

I ricercatori concordano sul fatto che il riscaldamento globale in corso è dovuto all’accresciuta concentrazione di gas-serra nell’atmosfera, con l’anidride carbonica come responsabile principale.

È urgente dunque ridurre le nostre emissioni di CO2: se continueremo ad aggiungerne all’aria, come stiamo facendo oggi, tutte le previsioni indicano che il pianeta si riscalderà sempre più.

C’è consenso anche sul fatto che, qualunque sia l’entità del riscaldamento globale, le terre emerse si riscalderanno più degli oceani e le regioni polari si riscalderanno più dei tropici, come si può vedere nei planisferi qui sotto.

Nelle regioni «più rosse» di questi planisferi, secondo i climatologi, ci dobbiamo aspettare due fenomeni principali:

  • nell’Artico e in Antartide un aumento significativo della fusione delle calotte glaciali;
  • alle altre latitudini periodi di calura più frequenti e siccità più gravi rispetto a oggi.

In un mondo più caldo sicuramente ci saranno alcune zone in cui il clima diventerà più favorevole, come documentato storicamente durante l’optimum climatico romano.

Nella maggior parte del globo, però, anche un aumento di temperatura di soli 2 °C può provocare sconvolgimenti del nostro modo di vivere.

Le precipitazioni aumenteranno

Un’altra previsione su cui i diversi gruppi di ricercatori concordano è che, siccome l’aria più calda può contenere più vapore acqueo, globalmente si avranno maggiori precipitazioni rispetto a oggi.

Si prevedono però importanti differenze tra le diverse aree geografiche:

  • le precipitazioni aumenteranno, favorendo un clima più umido, soprattutto alle alte latitudini, nel Pacifico equatoriale e in buona parte delle regioni asiatiche dove soffiano i monsoni;
  • le precipitazioni invece diminuiranno, e quindi il clima diventerà più secco, nelle zone tropicali dell’Atlantico e in molte regioni subtropicali, come il bacino del Mediterraneo e gran parte dell’emisfero australe.

Come mostrano i planisferi seguenti, l’entità di questi cambiamenti (sempre rispetto ai valori medi nel periodo 1850-1900) sarà tanto maggiore quanto più crescerà la temperatura media.

Va notato che le variazioni illustrate sono percentuali, non assolute. Ciò significa che regioni come il Sahara o l’Antartide, normalmente molto secche, avranno precipitazioni modeste anche se nei grafici il loro aumento appare molto grande.

Saranno più frequenti gli eventi meteorologici estremi

Con l’aumento dell’effetto serra l’atmosfera accumulerà più energia, perciò produrrà con maggiore frequenza fenomeni meteorologici violenti come le ondate di calore e le ondate di freddo, le inondazioni-lampo dovute a molta pioggia caduta in breve tempo, le tempeste e i tornado o trombe d’aria.

Ci sono già stati numerosi segnali in questo senso, come la tempesta Vaia che nell’autunno 2018 ha sradicato più di 10 milioni di conifere nelle Dolomiti e nelle Prealpi venete, oppure le temperature superiori ai 45 °C misurate in Sicilia nell’agosto 2021. Anche se singoli eventi come questi non si possono attribuire con certezza al riscaldamento globale, secondo le previsioni dei climatologi c’è da attendersi che diventino significativamente più comuni nel prossimo futuro.

Anche gli uragani, cicloni tropicali alimentati dall’evaporazione dell’acqua degli oceani, saranno in media più intensi, con venti ancora più veloci e distruttivi, e potrebbero svilupparsi anche in bacini ristretti come quello del Mediterraneo.

Le siccità prolungate, inoltre, favoriranno la diffusione degli incendi e del loro pericoloso effetto di retroazione: l’eliminazione di un «pozzo» duraturo di CO2 (la vegetazione che assorbe anidride carbonica con la fotosintesi) e la sua trasformazione in un’improvvisa sorgente di CO2 e quindi di ulteriore incremento dell’effetto serra.

Uno studio recente dell’Organizzazione meteorologica mondiale WMO ha trovato che negli ultimi 50 anni gli eventi estremi sono già diventati 5 volte più frequenti, con un aumento di 7 volte dei danni economici associati ai disastri.

Nello stesso periodo, grazie all’introduzione di sistemi d’allerta più efficaci e di servizi di protezione civile, il numero delle persone uccise dai disastri per fortuna è diminuito. Questo miglioramento però riguarda soprattutto le nazioni ricche; più del 90% delle vittime, infatti, vivevano nei Paesi in via di sviluppo.

Anche se piove di più, potrebbe mancare l’acqua

Una conseguenza preoccupante dei cambiamenti del clima è la possibile carenza di acqua potabile in molte aree del mondo.

Con la scomparsa dei ghiacciai delle Alpi, per esempio, i fiumi della Pianura padana potrebbero avere una portata molto ridotta per l’intera estate. Anche se d’inverno nevicherà di più, infatti, le alte temperature farebbero fondere rapidamente tutta la neve in primavera. E con piogge più intense rispetto a oggi, ma concentrate in rapide e violente «bombe d’acqua», non solo si avrebbero più alluvioni ma le precipitazioni potrebbero non aver modo di filtrare nel suolo e rifornire le falde idriche sotterranee che alimentano i nostri acquedotti.

Il livello del mare

A causa del riscaldamento globale nei prossimi decenni il livello del mare continuerà ad aumentare, per l’effetto combinato della dilatazione termica dell’acqua e dell’aggiunta di nuova acqua dolce prodotta dalla fusione dei ghiacci.

Il grafico seguente mostra che, a seconda dello scenario considerato, tra oggi e il 2100 il livello potrebbe salire da 30 a 70 cm, abbastanza per mettere in pericolo non solo gioielli costieri come la laguna di Venezia, ma anche grandi città come Miami in Florida.

Uno studio recente pubblicato su Nature prevede che, anche nello scenario più ottimistico, entro il 2100 metà di tutte le località costiere del mondo verranno allagate almeno una volta all’anno da maree anomale che in passato si verificavano soltanto una volta al secolo.

La linea tratteggiata del grafico però mostra che, se la fusione delle calotte glaciali dovesse accelerare, il ritmo di crescita potrebbe diventare anche molto maggiore, con un aumento del livello del mare di quasi 2 metri entro il 2100.

Un simile aumento del livello delle acque (che per fortuna è ritenuto poco probabile) basterebbe per sommergere New York e l’intera Olanda e per costringere alla migrazione centinaia di milioni di persone che vivono sulle coste asiatiche dell’Oceano Indiano, dal Pakistan alla Thailandia.

Questi profughi climatici si aggiungerebbero a quelli costretti a migrare dalle aree continentali più calde, dove la desertificazione causata dalle siccità renderà impossibile l’agricoltura.

Le altre conseguenze sugli oceani

Le grandi correnti oceaniche, che trasportano calore dai tropici verso i poli e hanno quindi una grande influenza sul clima, potrebbero risentire pesantemente del riscaldamento globale.

Il movimento globale di masse d'acqua negli oceani è chiamato circolazione termoalina perché dipende non solo dalla temperatura, ma anche dalla salinità dell’acqua di mare: come l’acqua più fredda, infatti, anche l’acqua più salata è più densa e perciò tende a scendere in profondità.

La Corrente del Golfo, per esempio, si mantiene perché nel Nord Atlantico l’acqua fredda affonda ed è poi riportata verso sud da un flusso che circola in profondità.

Ma le temperature elevate favoriscono la fusione dei ghiacci della Groenlandia e la conseguente immissione nell’oceano di grandi masse di acqua dolce, riducendo così la salinità e quindi la densità dell’acqua. Ciò potrebbe provocare un’interruzione del meccanismo che oggi mitiga il clima del Nord Europa.

Anche le proprietà chimiche degli oceani stanno cambiando, perché circa un terzo delle nostre emissioni di CO2 è assorbito proprio dall’acqua di mare, dove fa aumentare la concentrazione di acido carbonico.

Così il valore del pH dell’acqua marina superficiale, che è normalmente alcalina, negli ultimi cinquant’anni è già diminuito di un decimo di unità: ciò significa che è in corso una acidificazione degli oceani.

L’acqua più acida discioglie più facilmente il calcare, rendendo la vita più difficile per tutti quegli organismi marini che si proteggono con gusci o conchiglie fatti di carbonato di calcio, come molti molluschi, i coralli e parte dei microrganismi che formano il plancton.

Il grafico mostra che l’acidificazione potrà arrestarsi soltanto se riusciremo ad azzerare le nostre emissioni e a ridurre la concentrazione di CO2 nell’atmosfera. Secondo gli altri scenari il fenomeno invece proseguirà e diventerà via via più estremo.

Nel caso delle barriere coralline, che sono gli ambienti oceanici più ricchi di biodiversità, il problema indiretto dell’acidificazione si aggiunge a quello provocato direttamente dal riscaldamento globale.

Se la temperatura dell’acqua aumenta, infatti, i piccoli polipi dei coralli espellono le zooxantelle, microscopiche alghe che vivono in simbiosi nei loro tessuti e che con la fotosintesi li aiutano a nutrirsi; i coralli allora diventano bianchi e molto meno resistenti.

Questo sbiancamento (bleaching in inglese) negli ultimi anni ha fatto morire un terzo dei coralli della Grande barriera corallina australiana, la più grande struttura edificata da organismi viventi sulla Terra.

 

Gli ecosistemi si adatteranno; e noi?

L’Antropocene, l’epoca geologica in cui viviamo, è caratterizzato dal fatto che le azioni umane riescono a influenzare l’intera biosfera.

Siamo intervenuti su quasi tutti gli habitat terrestri sfruttandoli per le nostre esigenze: cementifichiamo e disboschiamo per costruire megalopoli e grandi allevamenti intensivi, demoliamo montagne per estrarne minerali e creiamo grandi laghi artificiali con le dighe per ricavare energia. Spesso, nel farlo abbiamo anche provocato l’estinzione di molte specie animali e vegetali, oltre ad aver inquinato l’aria, il suolo e gli oceani con i nostri rifiuti.

Ora, senza volerlo, stiamo estendendo la nostra influenza su scala globale attraverso l’alterazione del clima (in un tempo rapidissimo rispetto a quello tipico dei cambiamenti naturali).

Quando ragioniamo sul riscaldamento globale, comprensibilmente, ci concentriamo sulle sue conseguenze per l’umanità. Ma è chiaro che il cambiamento del clima avrà effetti a catena, complessi e spesso imprevedibili, non solo su di noi ma su tutte le componenti degli ecosistemi.

Per esempio, se nei prossimi decenni in estate i ghiacci del polo nord fonderanno completamente, come è probabile secondo le previsioni riportate nel grafico qui sotto, gli orsi polari non riusciranno più a cacciare e finiranno per estinguersi. Nel frattempo però c’è da aspettarsi che nell’Artico compaiano nuove nicchie ecologiche, occupate magari da cetacei o da uccelli marini che in passato non potevano sopravvivere in un mondo ricoperto di ghiaccio.

Qualunque cosa succeda, insomma, gli ecosistemi si adatteranno, trovando nuovi equilibri: qualche specie scomparirà, qualche altra risulterà ben adattata alle nuove condizioni e diventerà dominante.

Il problema quindi non è quello di salvare il pianeta: la natura ha tutte le risorse necessarie per far fronte a condizioni climatiche anche molto diverse dalle attuali.

Lo slogan più azzeccato è non abbiamo un pianeta B : con buona pace di certi visionari, infatti, la probabilità di riuscire a creare condizioni simili a quelle terrestri su un altro corpo celeste, così da potervisi trasferire, è praticamente nulla.

Il tema cruciale allora è capire quali azioni ora possano salvare la nostra specie, perché su un pianeta Terra con il clima alterato dal riscaldamento globale non è affatto scontato che potremo vivere bene.

Mettiti alla prova

Quanto ne sai sul cambiamento del clima?

  1. Che cos’è il clima e quali fenomeni lo influenzano?
  2. Quali sono le evidenze del riscaldamento globale?
  3. Che cos’è l’effetto serra e perché sta aumentando?
  4. Quali saranno le conseguenze del riscaldamento globale?
  5. Che cosa si sta facendo per frenare il riscaldamento globale? 
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La Corrente del Golfo mitiga il clima del Nord Europa
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La fusione dei ghiacci dell’Oceano Artico in cinque possibili scenari. Fonte: IPCC, agosto 2021 (foto: Pixabay)
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Un esempio di sbiancamento di coralli a Berenice, nel Mar Rosso (immagine: Andrea Pizzirani)
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L’evoluzione futura dell’acidificazione degli oceani in cinque possibili scenari. Fonte: IPCC, agosto 2021
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Il futuro innalzamento del livello del mare in sei possibili scenari. Fonte: IPCC, agosto 2021 (foto: shutterstock)
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Le variazioni della temperatura media annuale nelle diverse aree del globo in tre diversi scenari. Fonte: IPCC, agosto 2021
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Cinque possibili scenari per le future emissioni di CO2 e le corrispondenti variazioni della temperatura media globale. Fonte: IPCC, agosto 2021 (foto: Pixabay)
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Le variazioni medie percentuali delle precipitazioni nelle diverse aree del globo in tre diversi scenari. Fonte: IPCC, agosto 2021
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Gli effetti di un’inondazione a Monreal, in Germania, il 15 luglio 2021 (immagine: Shutterstock)
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