Le cause del cambiamento climatico

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Gli scienziati attribuiscono la tendenza al riscaldamento globale osservata dalla metà del XX secolo al espansione umana dell ‘”effetto serra” 1 – riscaldamento che si verifica quando l’atmosfera intrappola il calore irradiato dalla Terra verso lo spazio.

Alcuni gas nell’atmosfera impediscono al calore di fuoriuscire. I gas a lunga vita che rimangono semi-permanenti nell’atmosfera e non rispondono fisicamente o chimicamente ai cambiamenti di temperatura sono descritti come “forzanti” al cambiamento climatico. I gas, come il vapore acqueo, che rispondono fisicamente o chimicamente ai cambiamenti di temperatura sono visti come “feedback”.

I gas che contribuiscono all’effetto serra includono:

  • Vapore acqueo. Il gas serra più abbondante, ma soprattutto, agisce come un feedback per il clima. Il vapore acqueo aumenta con il riscaldamento dell’atmosfera terrestre, ma aumenta anche la possibilità di nuvole e precipitazioni, rendendo questi alcuni dei più importanti meccanismi di feedback per l’effetto serra.
  • Carbonio biossido di carbonio (CO2). Una componente minore ma molto importante dell’atmosfera, l’anidride carbonica viene rilasciata attraverso processi naturali come la respirazione e le eruzioni vulcaniche e attraverso attività umane come la deforestazione, i cambiamenti nell’uso del suolo e la combustione di combustibili fossili. Gli esseri umani hanno aumentato la CO2 atmosferica concentrazione del 47% dall’inizio della rivoluzione industriale. Questa è la più importante “forzatura” longeva del cambiamento climatico.
  • Metano. Un gas idrocarburo prodotto sia da fonti naturali che attività umane, compresa la decomposizione dei rifiuti nelle discariche, nell’agricoltura e in particolare nella coltivazione del riso, nonché nella digestione dei ruminanti e nella gestione del letame associate al bestiame domestico. Su base molecola per molecola, il metano è un atto molto più È un gas a effetto serra rispetto all’anidride carbonica, ma è anche molto meno abbondante nell’atmosfera.
  • Protossido di azoto. Un potente gas a effetto serra prodotto dalle pratiche di coltivazione del suolo, in particolare l’uso di fertilizzanti organici e commerciali, combustione di combustibili fossili, produzione di acido nitrico e combustione di biomassa.
  • Clorofluorocarburi (CFC). Composti sintetici interamente di origine industriale utilizzati in numerose applicazioni, ma ora ampiamente regolamentati nella produzione e nel rilascio in atmosfera da accordi internazionali per la loro capacità di contribuire alla distruzione dello strato di ozono. Sono anche gas serra.

Effetto serra insufficiente: il pianeta Marte ha un’atmosfera molto rarefatta, quasi tutta anidride carbonica. A causa della bassa pressione atmosferica, e con poco o nessun metano o vapore acqueo per rafforzare il debole effetto serra, Marte ha una superficie in gran parte ghiacciata che non mostra prove di vita.

Troppo effetto serra: l’atmosfera di Venere, come Marte, è quasi tutta anidride carbonica. Ma Venere ha circa 154.000 volte più anidride carbonica nella sua atmosfera rispetto alla Terra (e circa 19.000 volte tanto quanto Marte), producendo un effetto serra incontrollato e una temperatura superficiale abbastanza calda da fondere il piombo.

Sulla Terra, le attività umane stanno cambiando la serra naturale. Nell’ultimo secolo la combustione di combustibili fossili come carbone e petrolio ha aumentato la concentrazione di anidride carbonica (CO2) atmosferica. Ciò accade perché il processo di combustione del carbone o del petrolio combina il carbonio con l’ossigeno nell’aria per produrre CO2. In misura minore, lo sgombero dei terreni per l’agricoltura, l’industria e altre attività umane ha aumentato le concentrazioni di gas a effetto serra.

Le conseguenze del cambiamento della serra atmosferica naturale sono difficili da prevedere, ma alcuni effetti sembrano probabili :

  • In media, la Terra diventerà più calda. Alcune regioni possono accogliere temperature più calde, ma altre no.
  • Condizioni più calde probabilmente porteranno a una maggiore evaporazione e precipitazioni complessive, ma le singole regioni varieranno, alcune diventeranno più umide e altre più secche .
  • Un effetto serra più forte riscalderà l’oceano e scioglierà parzialmente i ghiacciai e le calotte glaciali, aumentando il livello del mare. Anche l’acqua dell’oceano si espanderà se si riscalda, contribuendo ulteriormente all’innalzamento del livello del mare.
  • Al di fuori di una serra, livelli più elevati di anidride carbonica (CO2) atmosferica possono avere entrambi e effetti negativi sui raccolti. Alcuni esperimenti di laboratorio suggeriscono che livelli elevati di CO2 possono aumentare la crescita delle piante. Tuttavia, altri fattori, come il cambiamento delle temperature, l’ozono e i vincoli di acqua e sostanze nutritive, possono più che contrastare qualsiasi potenziale aumento della resa. Se vengono superati gli intervalli di temperatura ottimali per alcune colture, i precedenti possibili guadagni di resa possono essere ridotti o annullati del tutto.

    Condizioni climatiche estreme, come siccità, inondazioni e temperature estreme, possono portare a perdite di raccolti e minacciare i mezzi di sussistenza dei produttori agricoli e la sicurezza alimentare delle comunità di tutto il mondo. A seconda del raccolto e dell’ecosistema, erbe infestanti, parassiti e funghi possono prosperare anche a temperature più calde, climi più umidi e livelli di CO2 aumentati, e il cambiamento climatico probabilmente aumenterà erbacce e parassiti.

    Infine, sebbene l’aumento di CO2 possa stimolare la crescita delle piante, la ricerca ha dimostrato che può anche ridurre il valore nutritivo della maggior parte delle colture alimentari riducendo le concentrazioni di proteine e minerali essenziali nella maggior parte delle specie vegetali. Il cambiamento climatico può causare l’emergere di nuovi modelli di parassiti e malattie, che colpiscono piante, animali e esseri umani e pongono nuovi rischi per la sicurezza alimentare, la sicurezza alimentare e la salute umana.2

Il ruolo dell’attività umana

Nel suo quinto rapporto di valutazione, l’Intergovernmental Panel on Climate Change, un gruppo di 1.300 esperti scientifici indipendenti provenienti da paesi di tutto il mondo sotto gli auspici delle Nazioni Unite, ha concluso lì “sa più del 95% di probabilità che le attività umane negli ultimi 50 anni abbiano riscaldato il nostro pianeta.

Le attività industriali da cui dipende la nostra civiltà moderna hanno aumentato i livelli di anidride carbonica atmosferica da 280 parti per milione a 414 parti per milione negli ultimi 150 anni. Il gruppo ha inoltre concluso che esiste “una probabilità superiore al 95% che i gas a effetto serra prodotti dall’uomo come l’anidride carbonica, il metano e il protossido di azoto abbiano causato gran parte dell’aumento osservato delle temperature della Terra negli ultimi 50 anni .

Irraggiamento solare

Il grafico sopra confronta i cambiamenti della temperatura superficiale globale (linea rossa) e l’energia del Sole che la Terra riceve (linea gialla) in watt (unità di energia ) per metro quadrato dal 1880. Le linee più chiare / più sottili mostrano i livelli annuali mentre le linee più pesanti / più spesse mostrano le tendenze medie degli 11 anni. Le medie di undici anni vengono utilizzate per ridurre il rumore naturale di anno in anno nei dati, rendendo più evidenti le tendenze sottostanti.
La quantità di energia solare che la Terra riceve ha seguito il ciclo naturale di 11 anni del Sole di piccoli aumenti e bassi senza aumento netto dagli anni ’50. Nello stesso periodo, la temperatura globale è aumentata notevolmente. È quindi estremamente improbabile che il Sole abbia causato la tendenza al riscaldamento della temperatura globale osservata nell’ultimo mezzo secolo. Credito: NASA / JPL-Caltech

È ragionevole presumere che i cambiamenti nella produzione di energia del Sole provocherebbero un cambiamento del clima, poiché il Sole è la fonte fondamentale di energia che guida il nostro sistema climatico.

In effetti, gli studi dimostrano che la variabilità solare ha avuto un ruolo nei cambiamenti climatici passati. Ad esempio, si ritiene che una diminuzione dell’attività solare associata a un aumento dell’attività vulcanica abbia contribuito a innescare la piccola era glaciale tra il 1650 e il 1850 circa, quando la Groenlandia si raffreddò dal 1410 al 1720 e i ghiacciai avanzarono nelle Alpi.

Ma diverse linee di prova mostrano che l’attuale riscaldamento globale non può essere spiegato dai cambiamenti di energia dal Sole:

  • Dal 1750, la quantità media di energia proveniente dal Sole è rimasta costante oppure è leggermente aumentato.
  • Se il riscaldamento fosse causato da un Sole più attivo, gli scienziati si aspetterebbero di vedere temperature più calde in tutti gli strati dell’atmosfera. Invece, hanno osservato un raffreddamento nell’atmosfera superiore e un riscaldamento in superficie e nelle parti inferiori dell’atmosfera. Questo perché i gas a effetto serra intrappolano il calore nell’atmosfera inferiore.
  • I modelli climatici che includono i cambiamenti dell’irraggiamento solare non possono riprodurre l’andamento della temperatura osservato nel secolo scorso o più senza compreso un aumento dei gas a effetto serra.
  1. Quinto rapporto di valutazione IPCC, 2014

    Stati Uniti Globale Change Research Program, “Global Climate Change Impacts in the United States,” Cambridge University Press, 2009

    Naomi Oreskes, “The Scientific Consensus on Climate Change”, Science 3 dicembre 2004: Vol. 306 n. 5702 p. 1686 DOI: 10.1126 / science.1103618

  2. US Environmental Protection Agency: “Climate Impacts on Agriculture and Food Supply”

  3. Mike Lockwood, “Cambiamenti solari e clima: un aggiornamento alla luce dell’attuale minimo solare eccezionale”, Atti della Royal Society A, 2 dicembre 2009, doi 10.1098 / rspa.2009.0519;

    Judith Lean, “Cicli e tendenze nell’irraggiamento solare e e il clima “, Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change, vol. 1, gennaio / febbraio 2010, 111-122.

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