Jacob Hoover
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Dietro la lotta per affrontare il riscaldamento globale e il cambiamento climatico si trova l'aumento dei gas serra nella nostra atmosfera. Un gas serra è un qualsiasi composto gassoso nell'atmosfera in grado di assorbire la radiazione infrarossa, intrappolando e trattenendo così il calore nell'atmosfera. Aumentando il calore nell'atmosfera, i gas serra sono responsabili dell'effetto serra, che alla fine porta al riscaldamento globale.
Radiazione solare e "effetto serra"
Il riscaldamento globale non è un concetto nuovo nella scienza. Le basi del fenomeno furono elaborate ben più di un secolo fa da Svante Arrhenius nel 1896. Il suo articolo, pubblicato sulla rivista Philosophical Magazine e sul Journal of Science, fu il primo a quantificare il contributo dell'anidride carbonica a ciò che gli scienziati ora chiamano "serra" effetto."
L'effetto serra si verifica perché il sole bombarda la Terra con enormi quantità di radiazioni, che colpiscono l'atmosfera terrestre sotto forma di luce visibile, oltre a raggi ultravioletti (UV), infrarossi (IR) e altri tipi di radiazioni invisibili all'occhio umano. Circa il 30 percento della radiazione che colpisce la Terra viene riflessa nello spazio da nuvole, ghiaccio e altre superfici riflettenti. Il restante 70 percento viene assorbito dagli oceani, dalla terra e dall'atmosfera, secondo la NASA.
Quando assorbono la radiazione e si riscaldano, gli oceani, la terra e l'atmosfera rilasciano calore sotto forma di radiazione termica IR, che passa dall'atmosfera nello spazio. L'equilibrio tra le radiazioni in entrata e in uscita mantiene la temperatura media complessiva della Terra a circa 59 gradi Fahrenheit (15 gradi Celsius), secondo la NASA.
Questo scambio di radiazioni in entrata e in uscita che riscaldano la Terra viene definito effetto serra perché una serra funziona più o meno allo stesso modo. La radiazione UV in entrata passa facilmente attraverso le pareti di vetro di una serra e viene assorbita dalle piante e dalle superfici dure all'interno. Le radiazioni IR più deboli, tuttavia, hanno difficoltà a passare attraverso le pareti di vetro e sono intrappolate all'interno, riscaldando la serra.
In che modo i gas serra influenzano il riscaldamento globale
I gas nell'atmosfera che assorbono le radiazioni sono noti come "gas serra" (a volte abbreviati in GHG) perché sono in gran parte responsabili dell'effetto serra. L'effetto serra, a sua volta, è una delle principali cause del riscaldamento globale. I gas serra più significativi sono il vapore acqueo (H2O), l'anidride carbonica (CO2), il metano (CH4) e il protossido di azoto (N2O), secondo l'Environmental Protection Agency (EPA). "Mentre l'ossigeno (O2) è il secondo gas più abbondante nella nostra atmosfera, l'O2 non assorbe la radiazione termica infrarossa", ha affermato Michael Daley, professore associato di scienze ambientali al Lasell College in Massachusetts.
Mentre alcuni sostengono che il riscaldamento globale è un processo naturale e che ci sono sempre stati gas serra, la quantità di gas nell'atmosfera è aumentata vertiginosamente nella storia recente. Prima della rivoluzione industriale, la CO2 atmosferica oscillava tra circa 180 parti per milione (ppm) durante le ere glaciali e 280 ppm durante i periodi caldi interglaciali. Dalla rivoluzione industriale, tuttavia, la quantità di CO2 è aumentata 100 volte più velocemente rispetto all'aumento alla fine dell'ultima era glaciale, secondo la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).
I gas fluorurati - cioè i gas a cui è stato aggiunto l'elemento fluoro - inclusi gli idrofluorocarburi, i perfluorocarburi e l'esafluoruro di zolfo, vengono creati durante i processi industriali e sono anche considerati gas a effetto serra. Sebbene siano presenti in concentrazioni molto piccole, intrappolano il calore in modo molto efficace, rendendoli gas ad alto "potenziale di riscaldamento globale" (GWP).
Anche i clorofluorocarburi (CFC), una volta utilizzati come refrigeranti e propellenti per aerosol fino a quando non furono eliminati gradualmente per accordo internazionale, sono gas a effetto serra.
Ci sono tre fattori che influenzano il grado in cui qualsiasi gas serra influenzerà il riscaldamento globale, come segue:
- La sua abbondanza nell'atmosfera.
- Quanto tempo rimane nell'atmosfera.
- Il suo potenziale di riscaldamento globale.
L'anidride carbonica ha un impatto significativo sul riscaldamento globale in parte a causa della sua abbondanza nell'atmosfera. Secondo l'EPA, nel 2016, le emissioni di gas serra degli Stati Uniti ammontavano a 6.511 milioni di tonnellate (7.177 milioni di tonnellate) di equivalenti di anidride carbonica, pari all'81% di tutti i gas serra causati dall'uomo, in calo del 2,5% rispetto all'anno precedente. Inoltre, la CO2 rimane nell'atmosfera per migliaia di anni.
Tuttavia, il metano è circa 21 volte più efficiente nell'assorbire le radiazioni rispetto alla CO2, dandogli un punteggio GWP più elevato, anche se rimane nell'atmosfera solo circa 10 anni, secondo l'EPA.
Fonti di gas serra
Alcuni gas serra, come il metano, sono prodotti attraverso pratiche agricole, compreso il letame di bestiame. Altri, come la CO2, derivano in gran parte da processi naturali come la respirazione e dalla combustione di combustibili fossili come carbone, petrolio e gas.
La seconda causa del rilascio di CO2 è la deforestazione, secondo una ricerca pubblicata dalla Duke University. Quando gli alberi vengono uccisi per produrre beni o calore, rilasciano il carbonio che viene normalmente immagazzinato per la fotosintesi. Questo processo rilascia quasi un miliardo di tonnellate di carbonio nell'atmosfera all'anno, secondo il Global Forest Resources Assessment 2010.
La silvicoltura e altre pratiche di utilizzo del suolo possono compensare alcune di queste emissioni di gas serra, secondo l'EPA.
"Il reimpianto aiuta a ridurre l'accumulo di anidride carbonica nell'atmosfera poiché gli alberi in crescita sequestrano l'anidride carbonica attraverso la fotosintesi", ha detto Daley. "Tuttavia, le foreste non possono sequestrare tutta l'anidride carbonica che stiamo emettendo nell'atmosfera attraverso la combustione di combustibili fossili, ed è ancora necessaria una riduzione delle emissioni di combustibili fossili per evitare che si accumuli nell'atmosfera".
A livello mondiale, la produzione di gas a effetto serra è fonte di grave preoccupazione. Dal momento in cui è iniziata la rivoluzione industriale fino al 2009, i livelli di CO2 atmosferica sono aumentati di quasi il 38% ei livelli di metano sono aumentati di un enorme 148%, secondo la NASA, e la maggior parte di tale aumento è avvenuto negli ultimi 50 anni. A causa del riscaldamento globale, il 2016 è stato l'anno più caldo mai registrato, e con il 2018 in procinto di essere il quarto più caldo, 20 degli anni più caldi mai registrati sono stati tutti dopo il 1998, secondo l'Organizzazione meteorologica mondiale..
"Il riscaldamento che osserviamo influisce sulla circolazione atmosferica, che influisce sui modelli delle precipitazioni a livello globale", ha affermato Josef Werne, professore associato presso il Dipartimento di Geologia e Scienza Planetaria dell'Università di Pittsburgh. "Questo porterà a grandi cambiamenti ambientali e sfide per le persone di tutto il mondo".
Il futuro del nostro pianeta
Se le tendenze attuali continuano, scienziati, funzionari governativi e un numero crescente di cittadini temono che i peggiori effetti del riscaldamento globale - condizioni meteorologiche estreme, innalzamento del livello del mare, estinzioni di piante e animali, acidificazione degli oceani, importanti cambiamenti climatici e sconvolgimenti sociali senza precedenti - saranno inevitabile.
In risposta ai problemi causati dal riscaldamento globale dei gas serra, il governo degli Stati Uniti ha creato un piano d'azione per il clima nel 2013. E nell'aprile 2016 rappresentanti di 73 paesi hanno firmato l'accordo di Parigi, un patto internazionale per combattere il cambiamento climatico investendo in un , futuro a basse emissioni di carbonio, secondo la Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC). Gli Stati Uniti sono stati inclusi tra i paesi che hanno accettato l'accordo nel 2016, ma hanno avviato i procedimenti per recedere dall'accordo di Parigi nel giugno 2017.
Secondo l'EPA, le emissioni di gas serra sono state del 12% inferiori nel 2016 rispetto al 2005, in parte a causa della forte diminuzione della combustione di combustibili fossili derivante dal passaggio al gas naturale dal carbone. Le condizioni invernali più calde di quegli anni ridussero anche la necessità per molte case e aziende di alzare il riscaldamento.
I ricercatori di tutto il mondo continuano a lavorare per trovare modi per ridurre le emissioni di gas serra e mitigarne gli effetti. Una potenziale soluzione che gli scienziati stanno esaminando è quella di aspirare l'anidride carbonica dall'atmosfera e seppellirla sottoterra a tempo indeterminato, ha affermato Dina Leech, professore associato di scienze biologiche e ambientali presso la Longwood University in Virginia..
"Quello che possiamo fare è minimizzare la quantità di carbonio che mettiamo lì e, di conseguenza, ridurre al minimo il cambiamento di temperatura", ha detto Leech. "Tuttavia, la finestra di azione si sta rapidamente chiudendo".
Risorse addizionali:
- EPA - Cambiamento climatico: informazioni di base
- NASA: Global Climate Change
- National Geographic - Pietra miliare del clima: il livello di CO2 della Terra supera i 400 ppm
Questo articolo è stato aggiornato il 3 gennaio 2019 dalla collaboratrice Rachel Ross.