Cambiamento climatico -Climate change

La mappa globale mostra aumenti della temperatura del mare da 0,5 a 1 grado Celsius;  la temperatura del terreno aumenta di 1-2 gradi Celsius;  e la temperatura artica aumenta fino a 4 gradi Celsius.
Temperature medie dell'aria superficiale dal 2011 al 2021 rispetto alla media del periodo 1956-1976
Il grafico dal 1880 al 2020 mostra i driver naturali che mostrano fluttuazioni di circa 0,3 gradi Celsius.  I conducenti umani aumentano costantemente di 0,3 gradi in 100 anni fino al 1980, poi di 0,8 gradi in più negli ultimi 40 anni.
Variazione della temperatura media dell'aria superficiale dalla rivoluzione industriale , oltre ai driver di tale variazione. L'attività umana ha causato l'aumento delle temperature, con le forze naturali che aggiungono una certa variabilità.

Nell'uso comune, il cambiamento climatico descrive il riscaldamento globale , il continuo aumento della temperatura media globale, e i suoi effetti sul sistema climatico terrestre . Il cambiamento climatico in un senso più ampio include anche i precedenti cambiamenti a lungo termine del clima terrestre. L' attuale aumento della temperatura media globale è più rapido rispetto ai cambiamenti precedenti ed è causato principalmente dagli esseri umani che bruciano combustibili fossili . L'uso di combustibili fossili, la deforestazione e alcune pratiche agricole e industriali aumentano i gas serra , in particolare anidride carbonica e metano . I gas serra assorbono parte del calore che la Terra irradia dopo essersi riscaldata dalla luce solare. Quantità maggiori di questi gas intrappolano più calore nella bassa atmosfera terrestre, causando il riscaldamento globale.

A causa del cambiamento climatico, i deserti si stanno espandendo , mentre le ondate di calore e gli incendi stanno diventando più comuni. L'aumento del riscaldamento nell'Artico ha contribuito allo scioglimento del permafrost , al ritiro glaciale e alla perdita di ghiaccio marino. Le temperature più elevate stanno anche causando tempeste più intense , siccità e altri eventi meteorologici estremi . Il rapido cambiamento ambientale nelle montagne , nelle barriere coralline e nell'Artico sta costringendo molte specie a trasferirsi o ad estinguersi . Anche se gli sforzi per minimizzare il riscaldamento futuro avranno successo, alcuni effetti continueranno per secoli. Questi includono il riscaldamento degli oceani , l'acidificazione degli oceani e l'innalzamento del livello del mare .

Il cambiamento climatico minaccia le persone con aumento delle inondazioni, caldo estremo, maggiore scarsità di cibo e acqua , più malattie e perdite economiche . Anche la migrazione umana e i conflitti possono esserne una conseguenza. L' Organizzazione mondiale della sanità (OMS) definisce il cambiamento climatico la più grande minaccia per la salute globale nel 21° secolo. Le società e gli ecosistemi sperimenteranno rischi più gravi in ​​futuro senza azioni per limitare il riscaldamento . L'adattamento ai cambiamenti climatici attraverso sforzi come misure di controllo delle inondazioni o colture resistenti alla siccità riduce parzialmente i rischi del cambiamento climatico, sebbene alcuni limiti all'adattamento siano già stati raggiunti. I paesi più poveri sono responsabili di una piccola quota delle emissioni globali , ma hanno la minore capacità di adattamento e sono i più vulnerabili ai cambiamenti climatici .

Molti impatti del cambiamento climatico si fanno già sentire all'attuale livello di riscaldamento di 1,2 °C (2,2 °F). Un ulteriore riscaldamento aumenterà questi impatti e può innescare punti critici , come lo scioglimento della calotta glaciale della Groenlandia . In base all'accordo di Parigi del 2015 , le nazioni hanno concordato collettivamente di mantenere il riscaldamento "ben al di sotto dei 2 °C". Tuttavia, con gli impegni assunti nell'ambito dell'accordo, il riscaldamento globale raggiungerà ancora circa 2,7 °C (4,9 °F) entro la fine del secolo. Limitare il riscaldamento a 1,5 °C richiederà il dimezzamento delle emissioni entro il 2030 e il raggiungimento di zero emissioni nette entro il 2050.

Bobcat Fire a Monrovia, CA, 10 settembre 2020
Colonia sbiancata di corallo Acropora
Il letto di un lago asciutto in California, che sta vivendo la sua peggiore siccità degli ultimi 1.200 anni.[17]
Alcuni effetti del cambiamento climatico, in senso orario dall'alto a sinistra: incendi intensificati dal caldo e dalla siccità, peggioramento della siccità che compromette l'approvvigionamento idrico e sbiancamento dei coralli causato dalle ondate di caldo marino .

Per ridurre le emissioni è necessario generare elettricità da fonti a basse emissioni di carbonio piuttosto che bruciare combustibili fossili. Questo cambiamento include la graduale eliminazione delle centrali elettriche alimentate a carbone e gas naturale , l'ampio aumento dell'uso di energia eolica , solare e di altri tipi di energia rinnovabile e la riduzione del consumo energetico . L'elettricità generata da fonti che non emettono carbonio dovrà sostituire i combustibili fossili per alimentare i trasporti, riscaldare gli edifici e far funzionare gli impianti industriali. Il carbonio può anche essere rimosso dall'atmosfera , ad esempio aumentando la copertura forestale e coltivando con metodi che catturano il carbonio nel suolo .

Terminologia

Prima degli anni '80, quando non era chiaro se l'effetto di riscaldamento dell'aumento dei gas serra fosse più forte dell'effetto di raffreddamento del particolato aereo nell'inquinamento atmosferico , gli scienziati usavano il termine modificazione involontaria del clima per riferirsi agli impatti umani sul clima.

Negli anni '80, i termini riscaldamento globale e cambiamento climatico sono diventati più comuni. Sebbene i due termini siano talvolta usati in modo intercambiabile, scientificamente, il riscaldamento globale si riferisce solo all'aumento del riscaldamento superficiale, mentre il cambiamento climatico descrive la totalità dei cambiamenti nel sistema climatico terrestre . Il riscaldamento globale , usato già nel 1975, è diventato il termine più popolare dopo che lo scienziato del clima della NASA James Hansen lo ha usato nella sua testimonianza del 1988 al Senato degli Stati Uniti . Dagli anni 2000, il cambiamento climatico è aumentato nell'utilizzo. Il cambiamento climatico può anche riferirsi in modo più ampio sia ai cambiamenti causati dall'uomo che ai cambiamenti naturali nel corso della storia della Terra.

Vari scienziati, politici e media ora usano i termini crisi climatica o emergenza climatica per parlare di cambiamento climatico e riscaldamento globale anziché riscaldamento globale .

Aumento della temperatura osservato

Ricostruzione della temperatura superficiale globale negli ultimi 2000 anni utilizzando dati proxy da anelli di alberi, coralli e carote di ghiaccio in blu. I dati osservati direttamente sono in rosso.

Diversi set di dati strumentali indipendenti mostrano che il sistema climatico si sta riscaldando. Il decennio 2011-2020 si è riscaldato a una media di 1,09 °C [0,95-1,20 °C] rispetto alla linea di base preindustriale (1850-1900). Le temperature superficiali stanno aumentando di circa 0,2 °C per decennio, con il 2020 che raggiungerà una temperatura di 1,2 °C al di sopra dell'era preindustriale. Dal 1950, il numero di giorni e notti fredde è diminuito e il numero di giorni e notti calde è aumentato.

C'è stato poco riscaldamento netto tra il 18° secolo e la metà del 19° secolo. Le informazioni sul clima per quel periodo provengono da proxy climatici , come alberi e carote di ghiaccio . I record del termometro iniziarono a fornire una copertura globale intorno al 1850. I modelli storici di riscaldamento e raffreddamento, come l' anomalia climatica medievale e la piccola era glaciale , non si sono verificati contemporaneamente in regioni diverse. Le temperature potrebbero aver raggiunto quelle della fine del XX secolo in un insieme limitato di regioni. Ci sono stati episodi preistorici di riscaldamento globale, come il massimo termico del Paleocene-Eocene . Tuttavia, il moderno aumento osservato della temperatura e delle concentrazioni di CO 2 è stato così rapido che anche gli eventi geofisici improvvisi nella storia della Terra non si avvicinano ai tassi attuali.

Le prove del riscaldamento dalle misurazioni della temperatura dell'aria sono rafforzate da un'ampia gamma di altre osservazioni. Ad esempio, sono stati previsti e osservati cambiamenti nel ciclo naturale dell'acqua , come un aumento della frequenza e dell'intensità delle forti precipitazioni, lo scioglimento della neve e del ghiaccio terrestre e l'aumento dell'umidità atmosferica . Anche la flora e la fauna si comportano in modo coerente con il riscaldamento; per esempio, le piante fioriscono prima in primavera. Un altro indicatore chiave è il raffreddamento dell'atmosfera superiore, che dimostra che i gas serra intrappolano il calore vicino alla superficie terrestre e ne impediscono l'irradiazione nello spazio.

Le regioni del mondo si riscaldano a ritmi diversi . Il modello è indipendente da dove vengono emessi i gas serra, perché i gas persistono abbastanza a lungo da diffondersi in tutto il pianeta. Dal periodo preindustriale, la temperatura superficiale media sulle regioni terrestri è aumentata quasi del doppio rispetto alla temperatura superficiale media globale. Ciò è dovuto alla maggiore capacità termica degli oceani e perché gli oceani perdono più calore per evaporazione . L'energia termica nel sistema climatico globale è cresciuta con solo brevi pause almeno dal 1970, e oltre il 90% di questa energia extra è stata immagazzinata nell'oceano . Il resto ha riscaldato l' atmosfera , sciolto i ghiacci e riscaldato i continenti.

L' emisfero settentrionale e il Polo Nord si sono riscaldati molto più velocemente del Polo Sud e dell'emisfero meridionale . L'emisfero settentrionale non solo ha molta più terra, ma anche più copertura nevosa stagionale e ghiaccio marino . Quando queste superfici passano dal riflettere molta luce all'essere scure dopo che il ghiaccio si è sciolto, iniziano ad assorbire più calore . Anche i depositi locali di carbonio nero su neve e ghiaccio contribuiscono al riscaldamento dell'Artico. Le temperature artiche stanno aumentando a una velocità doppia rispetto al resto del mondo . Lo scioglimento dei ghiacciai e delle calotte glaciali nell'Artico interrompe la circolazione oceanica, compresa una Corrente del Golfo indebolita , modificando ulteriormente il clima.

Attribuzione del recente aumento della temperatura

Driver del cambiamento climatico dal 1850-1900 al 2010-2019. Non vi è stato alcun contributo significativo dalla variabilità interna o dai driver solari e vulcanici.

Il sistema climatico sperimenta da solo vari cicli che possono durare anni (come El Niño-Southern Oscillation (ENSO)), decenni o addirittura secoli. Altri cambiamenti sono causati da uno squilibrio energetico che è "esterno" al sistema climatico, ma non sempre esterno alla Terra. Esempi di forzanti esterni includono cambiamenti nelle concentrazioni di gas serra , luminosità solare , eruzioni vulcaniche e variazioni nell'orbita terrestre attorno al sole.

Per determinare il contributo umano al cambiamento climatico, è necessario escludere la variabilità climatica interna nota e le forzanti esterne naturali. Un approccio chiave consiste nel determinare "impronte digitali" univoche per tutte le potenziali cause, quindi confrontare queste impronte digitali con i modelli osservati del cambiamento climatico. Ad esempio, la forzatura solare può essere esclusa come causa principale. La sua impronta avrebbe riscaldato l'intera atmosfera. Tuttavia, solo l'atmosfera inferiore si è riscaldata, in linea con il forcing dei gas serra. L'attribuzione del recente cambiamento climatico mostra che il fattore principale è l'aumento dei gas serra, con gli aerosol che hanno un effetto smorzante.

Gas serra

Concentrazioni di CO 2 negli ultimi 800.000 anni misurate dalle carote di ghiaccio (blu/verde) e direttamente (nero)

I gas serra sono trasparenti alla luce solare e quindi le permettono di passare attraverso l'atmosfera per riscaldare la superficie terrestre. La Terra lo irradia sotto forma di calore ei gas serra ne assorbono una parte . Questo assorbimento rallenta la velocità con cui il calore fuoriesce nello spazio, intrappolando il calore vicino alla superficie terrestre e riscaldandolo nel tempo. Prima della rivoluzione industriale , le quantità naturali di gas serra facevano sì che l'aria vicino alla superficie fosse di circa 33 °C più calda di quanto sarebbe stata in loro assenza. Mentre il vapore acqueo (~ 50%) e le nuvole (~ 25%) sono i maggiori contributori all'effetto serra, aumentano in funzione della temperatura e sono quindi feedback . D'altra parte, le concentrazioni di gas come CO 2 (~20%), ozono troposferico , CFC e protossido di azoto non dipendono dalla temperatura e sono quindi forzanti esterni.

L'attività umana dalla rivoluzione industriale, principalmente l'estrazione e la combustione di combustibili fossili ( carbone , petrolio e gas naturale ), ha aumentato la quantità di gas serra nell'atmosfera, provocando uno squilibrio radiativo . Nel 2019, le concentrazioni di CO 2 e metano sono aumentate rispettivamente di circa il 48% e il 160%, dal 1750. Questi livelli di CO 2 sono più alti di quanto non siano mai stati negli ultimi 2 milioni di anni. Le concentrazioni di metano sono di gran lunga superiori a quelle degli ultimi 800.000 anni.

Il Global Carbon Project mostra come le aggiunte di CO 2 dal 1880 siano state causate da diverse fonti che si sono moltiplicate una dopo l'altra.

Le emissioni globali di gas serra di origine antropica nel 2019 sono state pari a 59 miliardi di tonnellate di CO 2 . Di queste emissioni, il 75% era CO 2 , il 18% metano , il 4% protossido di azoto e il 2% gas fluorurati . Le emissioni di CO2 provengono principalmente dalla combustione di combustibili fossili per fornire energia per i trasporti , la produzione, il riscaldamento e l'elettricità. Ulteriori emissioni di CO 2 provengono dalla deforestazione e dai processi industriali , che includono la CO 2 rilasciata dalle reazioni chimiche per la produzione di cemento , acciaio , alluminio e fertilizzanti . Le emissioni di metano provengono da bestiame , letame , coltivazione del riso , discariche , acque reflue e estrazione del carbone , nonché dall'estrazione di petrolio e gas . Le emissioni di protossido di azoto provengono in gran parte dalla decomposizione microbica dei fertilizzanti .

Nonostante il contributo della deforestazione alle emissioni di gas serra, la superficie terrestre, in particolare le sue foreste, rimane un importante serbatoio di carbonio per la CO 2 . I processi di assorbimento della superficie terrestre, come la fissazione del carbonio nel suolo e la fotosintesi, rimuovono circa il 29% delle emissioni globali annuali di CO2 . L'oceano funge anche da significativo serbatoio di carbonio attraverso un processo in due fasi. Innanzitutto, la CO 2 si dissolve nell'acqua di superficie. Successivamente, la circolazione ribaltante dell'oceano lo distribuisce in profondità nell'interno dell'oceano, dove si accumula nel tempo come parte del ciclo del carbonio . Negli ultimi due decenni, gli oceani del mondo hanno assorbito dal 20 al 30% della CO 2 emessa .

Aerosol e nuvole

L'inquinamento atmosferico, sotto forma di aerosol, influisce sul clima su larga scala. Gli aerosol diffondono e assorbono la radiazione solare. Dal 1961 al 1990 è stata osservata una graduale riduzione della quantità di luce solare che raggiunge la superficie terrestre . Questo fenomeno è popolarmente noto come oscuramento globale ed è attribuito agli aerosol prodotti da polvere, inquinamento e combustione di biocarburanti e combustibili fossili. A livello globale, gli aerosol sono in calo dal 1990 a causa dei controlli sull'inquinamento, il che significa che non mascherano più il riscaldamento dei gas serra.

Gli aerosol hanno anche effetti indiretti sul bilancio delle radiazioni della Terra . Gli aerosol di solfato agiscono come nuclei di condensazione delle nuvole e portano a nuvole che hanno goccioline di nuvole sempre più piccole. Queste nuvole riflettono la radiazione solare in modo più efficiente rispetto alle nuvole con gocce più piccole e più grandi. Riducono anche la crescita delle gocce di pioggia , il che rende le nuvole più riflettenti alla luce solare in arrivo. Gli effetti indiretti degli aerosol sono la maggiore incertezza nel forzante radiativo.

Mentre gli aerosol in genere limitano il riscaldamento globale riflettendo la luce solare, il carbonio nero nella fuliggine che cade sulla neve o sul ghiaccio può contribuire al riscaldamento globale. Questo non solo aumenta l'assorbimento della luce solare, ma aumenta anche lo scioglimento e l'innalzamento del livello del mare. Limitare i nuovi depositi di carbonio nero nell'Artico potrebbe ridurre il riscaldamento globale di 0,2 °C entro il 2050.

Cambiamenti della superficie terrestre

Il tasso di perdita globale della copertura arborea è quasi raddoppiato dal 2001, fino a una perdita annuale che si avvicina a un'area delle dimensioni dell'Italia.

Gli esseri umani modificano la superficie terrestre principalmente per creare più terreno agricolo . Oggi l'agricoltura occupa il 34% della superficie terrestre, mentre il 26% è costituito da foreste e il 30% è inabitabile (ghiacciai, deserti, ecc.). La quantità di terreno boschivo continua a diminuire, che è il principale cambiamento nell'uso del suolo che causa il riscaldamento globale. La deforestazione rilascia la CO 2 contenuta negli alberi quando vengono distrutti, inoltre impedisce a quegli alberi di assorbire altra CO 2 in futuro. Le principali cause della deforestazione sono: cambiamento permanente dell'uso del suolo da foresta a terreno agricolo che produce prodotti come carne bovina e olio di palma (27%), disboscamento per produrre silvicoltura/prodotti forestali (26%), spostamento della coltivazione a breve termine (24 % ) e incendi (23%).

Il tipo di vegetazione in una regione influisce sulla temperatura locale. Influisce sulla quantità di luce solare che viene riflessa nello spazio ( albedo ) e sulla quantità di calore dispersa per evaporazione . Ad esempio, il passaggio da una foresta oscura a una prateria rende la superficie più chiara, facendola riflettere maggiormente la luce solare. La deforestazione può anche influenzare le temperature modificando il rilascio di composti chimici che influenzano le nuvole e cambiando i modelli del vento. Nelle aree tropicali e temperate l'effetto netto è quello di produrre un riscaldamento significativo, mentre alle latitudini più vicine ai poli un guadagno di albedo (poiché la foresta viene sostituita dal manto nevoso) porta a un effetto di raffreddamento. A livello globale, si stima che questi effetti abbiano portato a un leggero raffreddamento, dominato da un aumento dell'albedo superficiale. Secondo la FAO , il degrado forestale aggrava gli impatti dei cambiamenti climatici in quanto riduce la capacità di sequestro del carbonio delle foreste. In effetti, tra i loro numerosi vantaggi, le foreste hanno anche il potenziale per ridurre l'impatto delle alte temperature.

Attività solare e vulcanica

Poiché il Sole è la principale fonte di energia della Terra, i cambiamenti nella luce solare in entrata influenzano direttamente il sistema climatico. L'irraggiamento solare è stato misurato direttamente dai satelliti e misure indirette sono disponibili dall'inizio del 1600 in poi. Non c'è stata alcuna tendenza al rialzo nella quantità di energia solare che raggiunge la Terra.

Le eruzioni vulcaniche esplosive rappresentano la più grande forzatura naturale dell'era industriale. Quando l'eruzione è sufficientemente forte (con l'anidride solforosa che raggiunge la stratosfera), la luce solare può essere parzialmente bloccata per un paio d'anni. Il segnale della temperatura dura circa il doppio. Nell'era industriale, l'attività vulcanica ha avuto impatti trascurabili sulle tendenze della temperatura globale. Le attuali emissioni vulcaniche di CO 2 equivalgono a meno dell'1% delle attuali emissioni antropogeniche di CO 2 .

I modelli fisici del clima non sono in grado di riprodurre il rapido riscaldamento osservato negli ultimi decenni quando prendono in considerazione solo le variazioni della produzione solare e dell'attività vulcanica. Un'ulteriore prova dei gas serra che causano il riscaldamento globale viene da misurazioni che mostrano un riscaldamento dell'atmosfera inferiore (la troposfera ), unito a un raffreddamento dell'atmosfera superiore (la stratosfera ). Se le variazioni solari fossero responsabili del riscaldamento osservato, la troposfera e la stratosfera si riscalderebbero entrambe.

Feedback sui cambiamenti climatici

Il ghiaccio marino riflette dal 50% al 70% della luce solare in arrivo, mentre l'oceano, essendo più scuro, riflette solo il 6%. Man mano che un'area di ghiaccio marino si scioglie ed espone più oceano, più calore viene assorbito dall'oceano, aumentando le temperature che sciolgono ancora più ghiaccio. Questo processo è un feedback positivo.

La risposta del sistema climatico a una forzatura iniziale è modificata dai feedback: accresciuta da feedback "auto-rinforzanti" o "positivi" e ridotta da feedback "bilancianti" o "negativi" . I principali feedback di rinforzo sono il feedback del vapore acqueo , il feedback ghiaccio-albedo e l'effetto netto delle nuvole. Il meccanismo di bilanciamento primario è il raffreddamento radiativo , poiché la superficie terrestre emette più calore nello spazio in risposta all'aumento della temperatura. Oltre ai feedback di temperatura, ci sono feedback nel ciclo del carbonio, come l'effetto fertilizzante della CO 2 sulla crescita delle piante. L'incertezza sui feedback è la ragione principale per cui diversi modelli climatici prevedono diverse grandezze di riscaldamento per una data quantità di emissioni.

Man mano che l'aria si riscalda, può trattenere più umidità . Il vapore acqueo, in quanto potente gas serra, trattiene il calore nell'atmosfera. Se la copertura nuvolosa aumenta, più luce solare verrà riflessa nello spazio, raffreddando il pianeta. Se le nuvole diventano più alte e più sottili, agiscono come un isolante, riflettendo il calore dal basso verso il basso e riscaldando il pianeta. L'effetto delle nuvole è la principale fonte di incertezza del feedback.

Un altro feedback importante è la riduzione della copertura nevosa e del ghiaccio marino nell'Artico, che riduce la riflettività della superficie terrestre. Una parte maggiore dell'energia solare viene ora assorbita in queste regioni, contribuendo all'amplificazione dei cambiamenti di temperatura nell'Artico . L'amplificazione artica sta anche sciogliendo il permafrost , che rilascia metano e CO 2 nell'atmosfera. Il cambiamento climatico può anche causare rilasci di metano da zone umide , sistemi marini e sistemi di acqua dolce. Nel complesso, i feedback climatici dovrebbero diventare sempre più positivi.

Circa la metà delle emissioni di CO 2 causate dall'uomo sono state assorbite dalle piante terrestri e dagli oceani. Sulla terraferma, l'elevata CO 2 e una stagione di crescita prolungata hanno stimolato la crescita delle piante. Il cambiamento climatico aumenta la siccità e le ondate di calore che inibiscono la crescita delle piante, il che rende incerto se questo serbatoio di carbonio continuerà a crescere in futuro. I suoli contengono grandi quantità di carbonio e possono rilasciarne una parte quando si riscaldano . Man mano che più CO 2 e calore vengono assorbiti dall'oceano, si acidifica, la sua circolazione cambia e il fitoplancton assorbe meno carbonio, diminuendo la velocità con cui l'oceano assorbe il carbonio atmosferico. Complessivamente, a concentrazioni più elevate di CO 2 la Terra assorbirà una frazione ridotta delle nostre emissioni.

Modellazione

Variazioni della temperatura superficiale globale previste rispetto al 1850-1900, basate sui cambiamenti medi multi-modello CMIP6

Un modello climatico è una rappresentazione dei processi fisici, chimici e biologici che influenzano il sistema climatico. I modelli includono anche processi naturali come i cambiamenti nell'orbita terrestre, i cambiamenti storici nell'attività del Sole e la forzatura vulcanica. I modelli vengono utilizzati per stimare il grado di riscaldamento che le future emissioni causeranno quando si tiene conto della forza dei feedback climatici , o per riprodurre e prevedere la circolazione degli oceani, il ciclo annuale delle stagioni e i flussi di carbonio tra la superficie terrestre e il atmosfera.

Il realismo fisico dei modelli viene testato esaminando la loro capacità di simulare climi contemporanei o passati. I modelli passati hanno sottovalutato il tasso di restringimento dell'Artico e sottovalutato il tasso di aumento delle precipitazioni. L'innalzamento del livello del mare dal 1990 è stato sottovalutato nei modelli precedenti, ma i modelli più recenti concordano bene con le osservazioni. Il National Climate Assessment pubblicato negli Stati Uniti nel 2017 rileva che "i modelli climatici potrebbero ancora sottovalutare o mancare processi di feedback pertinenti". Inoltre, i modelli climatici potrebbero non essere in grado di prevedere adeguatamente i cambiamenti climatici regionali a breve termine.

Un sottoinsieme di modelli climatici aggiunge fattori sociali a un semplice modello climatico fisico. Questi modelli simulano il modo in cui la popolazione, la crescita economica e il consumo di energia influenzano e interagiscono con il clima fisico. Con queste informazioni, questi modelli possono produrre scenari di future emissioni di gas serra. Questo viene quindi utilizzato come input per modelli climatici fisici e modelli del ciclo del carbonio per prevedere come potrebbero cambiare le concentrazioni atmosferiche di gas serra in futuro. A seconda dello scenario socioeconomico e dello scenario di mitigazione, i modelli producono concentrazioni atmosferiche di CO 2 che variano ampiamente tra 380 e 1400 ppm.

Il sesto rapporto di valutazione dell'IPCC prevede che è molto probabile che il riscaldamento globale raggiunga da 1,0 °C a 1,8 °C entro la fine del 21° secolo nello scenario di emissioni di gas serra molto basse . In uno scenario intermedio, il riscaldamento globale raggiungerebbe da 2,1 °C a 3,5 °C e da 3,3 °C a 5,7 °C nello scenario con emissioni di gas serra molto elevate . Queste proiezioni si basano su modelli climatici in combinazione con le osservazioni.

Il bilancio del carbonio rimanente è determinato modellando il ciclo del carbonio e la sensibilità climatica ai gas serra. Secondo l'IPCC, il riscaldamento globale può essere mantenuto al di sotto di 1,5 °C con una probabilità di due terzi se le emissioni dopo il 2018 non superano le 420 o 570 gigatonnellate di CO 2 . Ciò corrisponde a 10-13 anni di emissioni attuali. Ci sono forti incertezze sul budget. Ad esempio, potrebbe essere inferiore di 100 gigatonnellate di CO 2 a causa del rilascio di metano dal permafrost e dalle zone umide . Tuttavia, è chiaro che le risorse di combustibili fossili sono troppo abbondanti perché si possa fare affidamento sulla carenza per limitare le emissioni di carbonio nel 21° secolo.

Impatti

Il sesto rapporto di valutazione dell'IPCC prevede cambiamenti nell'umidità media del suolo che possono perturbare l'agricoltura e gli ecosistemi. Una riduzione dell'umidità del suolo di una deviazione standard significa che l'umidità media del suolo corrisponderà approssimativamente al nono anno più secco tra il 1850 e il 1900 in quella località.

Effetti ambientali

Gli effetti ambientali del cambiamento climatico sono ampi e di vasta portata e colpiscono gli oceani , il ghiaccio e il clima. I cambiamenti possono avvenire gradualmente o rapidamente. La prova di questi effetti viene dallo studio dei cambiamenti climatici nel passato, dalla modellazione e dalle osservazioni moderne. Dagli anni '50, siccità e ondate di caldo sono comparse contemporaneamente con frequenza crescente. Gli eventi estremamente umidi o secchi durante il periodo dei monsoni sono aumentati in India e nell'Asia orientale. Il tasso di precipitazioni e l'intensità di uragani e tifoni è probabilmente in aumento e la portata geografica si sta probabilmente espandendo verso i poli in risposta al riscaldamento climatico. La frequenza dei cicloni tropicali non è aumentata a causa del cambiamento climatico.

Ricostruzione storica del livello del mare e proiezioni fino al 2100 pubblicate nel 2017 dal Global Change Research Program statunitense

Il livello globale del mare sta aumentando come conseguenza dello scioglimento dei ghiacciai , dello scioglimento delle calotte glaciali in Groenlandia e in Antartide e dell'espansione termica. Tra il 1993 e il 2020, l'aumento è aumentato nel tempo, con una media di 3,3 ± 0,3 mm all'anno. Nel corso del 21° secolo, l'IPCC prevede che in uno scenario di emissioni molto elevate il livello del mare potrebbe aumentare di 61-110 cm. L'aumento del calore dell'oceano sta minando e minacciando di scollegare gli sbocchi dei ghiacciai antartici, rischiando un grande scioglimento della calotta glaciale e la possibilità di un innalzamento del livello del mare di 2 metri entro il 2100 a causa delle alte emissioni.

Il cambiamento climatico ha portato a decenni di restringimento e assottigliamento del ghiaccio marino artico . Mentre si prevede che le estati senza ghiaccio saranno rare con un riscaldamento di 1,5 °C, è previsto che si verifichino una volta ogni tre-dieci anni a un livello di riscaldamento di 2 °C. Concentrazioni atmosferiche più elevate di CO 2 hanno portato a cambiamenti nella chimica degli oceani . Un aumento della CO 2 disciolta sta causando l'acidificazione degli oceani . Inoltre, i livelli di ossigeno stanno diminuendo poiché l'ossigeno è meno solubile nell'acqua più calda. Anche le zone morte nell'oceano, regioni con pochissimo ossigeno, si stanno espandendo.

Punti critici e impatti a lungo termine

Gradi più elevati di riscaldamento globale aumentano il rischio di superare i " punti di non ritorno ", soglie oltre le quali non è più possibile evitare determinati impatti anche se le temperature si abbassano. Un esempio è il collasso delle calotte glaciali dell'Antartide occidentale e della Groenlandia, dove un aumento della temperatura da 1,5 a 2 °C può provocare lo scioglimento delle calotte glaciali, sebbene la scala temporale dello scioglimento sia incerta e dipenda dal riscaldamento futuro . Alcuni cambiamenti su larga scala potrebbero verificarsi in un breve periodo di tempo , come l'arresto di alcune correnti oceaniche come l' Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC). I punti critici possono anche includere danni irreversibili agli ecosistemi come la foresta pluviale amazzonica e le barriere coralline.

Gli effetti a lungo termine del cambiamento climatico sugli oceani includono l'ulteriore scioglimento dei ghiacci, il riscaldamento degli oceani , l'innalzamento del livello del mare e l'acidificazione degli oceani . Su una scala temporale che va da secoli a millenni, l'entità del cambiamento climatico sarà determinata principalmente dalle emissioni antropogeniche di CO 2 . Ciò è dovuto alla lunga vita atmosferica della CO 2 . L'assorbimento oceanico di CO 2 è abbastanza lento che l'acidificazione degli oceani continuerà per centinaia o migliaia di anni. Si stima che queste emissioni abbiano prolungato l'attuale periodo interglaciale di almeno 100.000 anni. L'innalzamento del livello del mare continuerà per molti secoli, con un aumento stimato di 2,3 metri per grado Celsius (4,2 piedi/°F) dopo 2000 anni.

Natura e fauna selvatica

Il riscaldamento recente ha spinto molte specie terrestri e d'acqua dolce verso i poli e verso altitudini più elevate . Livelli più elevati di CO 2 nell'atmosfera e una stagione di crescita prolungata hanno portato a un inverdimento globale. Tuttavia, le ondate di caldo e la siccità hanno ridotto la produttività dell'ecosistema in alcune regioni. Il futuro equilibrio di questi effetti opposti non è chiaro. Il cambiamento climatico ha contribuito all'espansione delle zone climatiche più secche, come l' espansione dei deserti nelle regioni subtropicali . Le dimensioni e la velocità del riscaldamento globale stanno rendendo più probabili cambiamenti improvvisi negli ecosistemi . Nel complesso, si prevede che il cambiamento climatico comporterà l' estinzione di molte specie.

Gli oceani si sono riscaldati più lentamente della terraferma, ma le piante e gli animali nell'oceano sono migrati verso i poli più freddi più velocemente delle specie terrestri. Proprio come sulla terraferma, le ondate di calore nell'oceano si verificano più frequentemente a causa dei cambiamenti climatici, danneggiando una vasta gamma di organismi come coralli, alghe e uccelli marini . L'acidificazione degli oceani rende più difficile la produzione di conchiglie e scheletri da parte di organismi marini calcificanti come mitili , cirripedi e coralli ; e le ondate di caldo hanno sbiancato le barriere coralline . Le dannose fioriture algali potenziate dai cambiamenti climatici e dall'eutrofizzazione abbassano i livelli di ossigeno, interrompono le reti alimentari e causano una grande perdita di vita marina. Gli ecosistemi costieri sono particolarmente stressati. Quasi la metà delle zone umide globali è scomparsa a causa dei cambiamenti climatici e di altri impatti umani.

I cambiamenti climatici impattano sull'ambiente

Umani

Le condizioni meteorologiche estreme saranno progressivamente più comuni man mano che la Terra si riscalda.

Gli effetti del cambiamento climatico stanno colpendo gli esseri umani in tutto il mondo. Gli impatti possono ora essere osservati in tutti i continenti e nelle regioni oceaniche, con le aree meno sviluppate a bassa latitudine che affrontano il rischio maggiore. Il riscaldamento continuo ha potenzialmente "impatti gravi, pervasivi e irreversibili" per le persone e gli ecosistemi. I rischi sono distribuiti in modo non uniforme, ma sono generalmente maggiori per le persone svantaggiate nei paesi in via di sviluppo e sviluppati.

Cibo e salute

L'OMS ha classificato il cambiamento climatico come la più grande minaccia per la salute globale nel 21° secolo. Le condizioni meteorologiche estreme portano a lesioni e perdite di vite umane e i fallimenti dei raccolti alla denutrizione . Diverse malattie infettive si trasmettono più facilmente in un clima più caldo, come la febbre dengue e la malaria . I bambini piccoli sono i più vulnerabili alla carenza di cibo. Sia i bambini che gli anziani sono vulnerabili al caldo estremo. L'Organizzazione mondiale della sanità (OMS) ha stimato che tra il 2030 e il 2050 i cambiamenti climatici causerebbero circa 250.000 morti in più all'anno. Hanno valutato i decessi per esposizione al calore negli anziani, aumenti di diarrea , malaria, dengue, inondazioni costiere e denutrizione infantile. Entro il 2050 sono previsti oltre 500.000 decessi di adulti in più a causa della riduzione della disponibilità e della qualità del cibo. Entro il 2100, dal 50% al 75% della popolazione mondiale potrebbe trovarsi di fronte a condizioni climatiche pericolose per la vita a causa degli effetti combinati di calore e umidità estremi.

Il cambiamento climatico sta influenzando la sicurezza alimentare . Ha causato la riduzione dei raccolti globali di mais, grano e soia tra il 1981 e il 2010. Il riscaldamento futuro potrebbe ridurre ulteriormente i raccolti globali delle principali colture. La produzione agricola sarà probabilmente influenzata negativamente nei paesi a bassa latitudine, mentre gli effetti alle latitudini settentrionali potrebbero essere positivi o negativi. Fino a 183 milioni di persone in più in tutto il mondo, in particolare quelle con redditi più bassi, sono a rischio di fame a causa di questi impatti. Il cambiamento climatico ha un impatto anche sulle popolazioni ittiche. A livello globale, sarà disponibile meno per essere pescato. Le regioni dipendenti dall'acqua dei ghiacciai, le regioni già asciutte e le piccole isole hanno un rischio maggiore di stress idrico dovuto ai cambiamenti climatici.

Mezzi di sostentamento

I danni economici dovuti ai cambiamenti climatici possono essere gravi e c'è la possibilità di conseguenze disastrose. Il cambiamento climatico ha probabilmente già aumentato la disuguaglianza economica globale e si prevede che questa tendenza continuerà. La maggior parte degli impatti gravi è prevista nell'Africa subsahariana , dove la maggior parte degli abitanti locali dipende dalle risorse naturali e agricole e nel sud-est asiatico. La Banca Mondiale stima che i cambiamenti climatici potrebbero portare alla povertà oltre 120 milioni di persone entro il 2030.

Le attuali disuguaglianze basate sulla ricchezza e sullo status sociale sono peggiorate a causa del cambiamento climatico. Le maggiori difficoltà nel mitigare, adattarsi e riprendersi dagli shock climatici sono affrontate da persone emarginate che hanno meno controllo sulle risorse. Le popolazioni indigene , che sopravvivono sulla loro terra e sui loro ecosistemi, dovranno affrontare un pericolo per il loro benessere e il loro stile di vita a causa dei cambiamenti climatici. Un esperto ha concluso che il ruolo del cambiamento climatico nei conflitti armati è stato piccolo rispetto a fattori come la disuguaglianza socio-economica e le capacità dello stato.

Le isole basse e le comunità costiere sono minacciate dall'innalzamento del livello del mare, che rende le inondazioni più comuni. A volte, la terra è definitivamente persa nel mare. Ciò potrebbe portare all'apolidia per le persone nelle nazioni insulari, come le Maldive e Tuvalu . In alcune regioni, l'aumento della temperatura e dell'umidità potrebbe essere troppo grave per l'adattamento umano. Con il cambiamento climatico peggiore, i modelli prevedono che quasi un terzo dell'umanità potrebbe vivere in climi estremamente caldi e inabitabili, simili al clima attuale trovato nel Sahara. Questi fattori possono guidare la migrazione ambientale , sia all'interno che tra i paesi. Si prevede che più persone saranno sfollate a causa dell'innalzamento del livello del mare, condizioni meteorologiche estreme e conflitti dovuti all'aumento della competizione per le risorse naturali. Il cambiamento climatico può anche aumentare la vulnerabilità, portando a "popolazioni intrappolate" che non sono in grado di muoversi a causa della mancanza di risorse.

Il cambiamento climatico ha un impatto sulle persone

Riduzione e recupero delle emissioni

Scenari globali delle emissioni di gas a effetto serra, basati su politiche e impegni al 21/11

Il cambiamento climatico può essere mitigato riducendo le emissioni di gas serra e potenziando i pozzi che assorbono i gas serra dall'atmosfera. Per limitare il riscaldamento globale a meno di 1,5 °C, le emissioni globali di gas serra devono essere pari a zero entro il 2050 o entro il 2070 con un obiettivo di 2 °C. Ciò richiede cambiamenti sistemici di vasta portata su una scala senza precedenti nei settori dell'energia, del territorio, delle città, dei trasporti, degli edifici e dell'industria. Il Programma delle Nazioni Unite per l'ambiente stima che entro il prossimo decennio i paesi debbano triplicare gli impegni assunti nell'ambito dell'accordo di Parigi per limitare il riscaldamento globale a 2 °C. Per raggiungere l'obiettivo di 1,5 °C è necessario un livello di riduzione ancora maggiore. Con gli impegni assunti nell'ambito dell'accordo a partire dall'ottobre 2021, il riscaldamento globale avrebbe ancora una probabilità del 66% di raggiungere circa 2,7 °C (intervallo: 2,2–3,2 °C) entro la fine del secolo. A livello globale, limitare il riscaldamento a 2 °C può comportare maggiori benefici economici rispetto ai costi economici.

Sebbene non esista un unico percorso per limitare il riscaldamento globale a 1,5 o 2 °C, la maggior parte degli scenari e delle strategie vede un notevole aumento dell'uso di energie rinnovabili in combinazione con maggiori misure di efficienza energetica per generare le necessarie riduzioni di gas serra. Per ridurre le pressioni sugli ecosistemi e migliorare le loro capacità di sequestro del carbonio, sarebbero necessari cambiamenti anche nell'agricoltura e nella silvicoltura, come prevenire la deforestazione e ripristinare gli ecosistemi naturali mediante il rimboschimento .

Altri approcci alla mitigazione del cambiamento climatico presentano un livello di rischio più elevato. Gli scenari che limitano il riscaldamento globale a 1,5 °C proiettano tipicamente l'uso su larga scala dei metodi di rimozione dell'anidride carbonica nel corso del 21° secolo. Ci sono preoccupazioni, tuttavia, sull'eccessivo affidamento su queste tecnologie e sugli impatti ambientali. Anche la modificazione della radiazione solare (SRM) è un possibile supplemento alle profonde riduzioni delle emissioni. Tuttavia, SRM solleverebbe notevoli problemi etici e legali ei rischi sono poco conosciuti.

Energia pulita

Carbone, petrolio e gas naturale rimangono le principali fonti energetiche globali anche se le energie rinnovabili hanno iniziato a crescere rapidamente.
Energia eolica e solare, Germania

L'energia rinnovabile è la chiave per limitare il cambiamento climatico. I combustibili fossili hanno rappresentato l'80% dell'energia mondiale nel 2018. La quota rimanente è stata suddivisa tra energia nucleare e rinnovabili (tra cui energia idroelettrica , bioenergia , eolica e solare ed energia geotermica ). Si prevede che questo mix cambierà in modo significativo nei prossimi 30 anni. I pannelli solari e l'eolico onshore sono ora tra le forme più economiche per aggiungere nuova capacità di generazione di energia in molte località. Le rinnovabili hanno rappresentato il 75% di tutta la nuova generazione elettrica installata nel 2019, quasi tutta solare ed eolica. Altre forme di energia pulita, come il nucleare e l'energia idroelettrica, detengono attualmente una quota maggiore dell'approvvigionamento energetico. Tuttavia, le loro previsioni di crescita futura appaiono limitate al confronto.

Per raggiungere la neutralità del carbonio entro il 2050, l'energia rinnovabile diventerebbe la forma dominante di generazione di elettricità, raggiungendo l'85% o più entro il 2050 in alcuni scenari. Gli investimenti nel carbone verrebbero eliminati e l'uso del carbone sarebbe quasi eliminato entro il 2050.

Anche l'elettricità generata da fonti rinnovabili dovrebbe diventare la principale fonte di energia per il riscaldamento ei trasporti. I trasporti possono passare dai veicoli con motore a combustione interna ai veicoli elettrici , al trasporto pubblico e al trasporto attivo (in bicicletta ea piedi). Per la navigazione e il volo, i carburanti a basse emissioni di carbonio ridurrebbero le emissioni. Il riscaldamento potrebbe essere sempre più decarbonizzato con tecnologie come le pompe di calore .

Esistono ostacoli alla continua e rapida crescita dell'energia pulita, comprese le fonti rinnovabili. Per quanto riguarda l'energia eolica e solare, ci sono preoccupazioni ambientali e di utilizzo del suolo per i nuovi progetti. Anche l'eolico e il solare producono energia in modo intermittente e con variabilità stagionale . Tradizionalmente, le dighe idroelettriche con serbatoi e le centrali elettriche convenzionali sono state utilizzate quando la produzione di energia variabile è bassa. Andando avanti, lo stoccaggio della batteria può essere ampliato, la domanda e l'offerta di energia possono essere abbinate e la trasmissione a lunga distanza può attenuare la variabilità delle uscite rinnovabili. La bioenergia spesso non è a emissioni zero e può avere conseguenze negative per la sicurezza alimentare. La crescita dell'energia nucleare è frenata dalle controversie sulle scorie nucleari , sulla proliferazione delle armi nucleari e sugli incidenti . La crescita dell'energia idroelettrica è limitata dal fatto che i migliori siti sono stati sviluppati e nuovi progetti stanno affrontando crescenti preoccupazioni sociali e ambientali.

L'energia a basse emissioni di carbonio migliora la salute umana riducendo al minimo il cambiamento climatico. Ha anche il vantaggio a breve termine di ridurre le morti per inquinamento atmosferico, stimate a 7 milioni all'anno nel 2016. Raggiungere gli obiettivi dell'Accordo di Parigi che limitano il riscaldamento a un aumento di 2 °C potrebbe salvare circa un milione di quelle vite all'anno entro il 2050 , mentre limitare il riscaldamento globale a 1,5 °C potrebbe far risparmiare milioni di persone e contemporaneamente aumentare la sicurezza energetica e ridurre la povertà. Il miglioramento della qualità dell'aria ha anche vantaggi economici che possono essere maggiori dei costi di mitigazione.

Conservazione dell'energia

La riduzione della domanda di energia è un altro aspetto importante della riduzione delle emissioni. Se è necessaria meno energia, c'è più flessibilità per lo sviluppo di energia pulita. Inoltre, semplifica la gestione della rete elettrica e riduce al minimo lo sviluppo di infrastrutture ad alta intensità di carbonio . Per raggiungere gli obiettivi climatici saranno necessari importanti aumenti degli investimenti nell'efficienza energetica, paragonabili al livello degli investimenti nelle energie rinnovabili. Diversi cambiamenti correlati al COVID-19 nei modelli di utilizzo dell'energia, negli investimenti nell'efficienza energetica e nei finanziamenti hanno reso le previsioni per questo decennio più difficili e incerte.

Le strategie per ridurre la domanda di energia variano a seconda del settore. Nei trasporti, i passeggeri e le merci possono passare a modalità di viaggio più efficienti, come autobus e treni, o utilizzare veicoli elettrici. Le strategie industriali per ridurre la domanda di energia includono il miglioramento dei sistemi di riscaldamento e dei motori, la progettazione di prodotti a minore intensità energetica e l'aumento della durata dei prodotti. Nel settore edile l'attenzione si concentra su una migliore progettazione dei nuovi edifici e su livelli più elevati di efficienza energetica nell'ammodernamento. L'uso di tecnologie come le pompe di calore può anche aumentare l'efficienza energetica degli edifici.

Agricoltura e industria

Tenendo conto delle emissioni dirette e indirette, l'industria è il settore con la quota più elevata di emissioni globali.

L'agricoltura e la silvicoltura devono affrontare una triplice sfida: limitare le emissioni di gas serra, impedire l'ulteriore conversione delle foreste in terreni agricoli e soddisfare l'aumento della domanda alimentare mondiale. Una serie di azioni potrebbe ridurre di due terzi le emissioni derivanti dall'agricoltura e dalla silvicoltura rispetto ai livelli del 2010. Questi includono la riduzione della crescita della domanda di cibo e altri prodotti agricoli, l'aumento della produttività della terra, la protezione e il ripristino delle foreste e la riduzione delle emissioni di gas serra derivanti dalla produzione agricola.

Dal lato della domanda, una componente chiave della riduzione delle emissioni è lo spostamento delle persone verso diete a base vegetale . L'eliminazione della produzione di bestiame per carne e latticini eliminerebbe circa i 3/4 di tutte le emissioni derivanti dall'agricoltura e da altri usi del suolo. Il bestiame occupa anche il 37% della superficie terrestre libera dai ghiacci e consuma mangime dal 12% della superficie terrestre utilizzata per i raccolti, guidando la deforestazione e il degrado del suolo.

La produzione di acciaio e cemento è responsabile di circa il 13% delle emissioni industriali di CO 2 . In queste industrie, i materiali ad alta intensità di carbonio come il coke e la calce svolgono un ruolo fondamentale nella produzione, quindi la riduzione delle emissioni di CO 2 richiede la ricerca di prodotti chimici alternativi.

Sequestro del carbonio

La maggior parte delle emissioni di CO 2 è stata assorbita dai pozzi di assorbimento del carbonio , compresa la crescita delle piante, l'assorbimento del suolo e l'assorbimento degli oceani ( 2020 Global Carbon Budget ).

I pozzi di assorbimento del carbonio naturale possono essere migliorati per sequestrare quantità significativamente maggiori di CO 2 oltre i livelli naturali. Il rimboschimento e la piantumazione di alberi su terreni non forestali sono tra le tecniche di sequestro più mature, sebbene quest'ultima sollevi preoccupazioni per la sicurezza alimentare. Gli agricoltori possono promuovere il sequestro del carbonio nei suoli attraverso pratiche come l'uso di colture di copertura invernale , riducendo l'intensità e la frequenza della lavorazione del terreno e utilizzando compost e letame come ammendanti del suolo. In una delle sue recenti pubblicazioni, la FAO sostiene che il ripristino delle foreste e del paesaggio porta molti benefici per il clima, tra cui il sequestro e la riduzione delle emissioni di gas serra. Il ripristino/ricreazione delle zone umide costiere, delle praterie e delle praterie di fanerogame marine aumenta l'assorbimento del carbonio nella materia organica ( carbonio blu ). Quando il carbonio viene sequestrato nel suolo e nella materia organica come gli alberi, c'è il rischio che il carbonio venga successivamente rilasciato nell'atmosfera attraverso cambiamenti nell'uso del suolo, incendi o altri cambiamenti negli ecosistemi.

Laddove la produzione di energia o le industrie pesanti ad alta intensità di CO 2 continuano a produrre CO 2 di scarto , il gas può essere catturato e immagazzinato anziché rilasciato nell'atmosfera. Sebbene il suo uso attuale sia limitato e costoso, la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS) potrebbe svolgere un ruolo significativo nel limitare le emissioni di CO 2 entro la metà del secolo. Questa tecnica, in combinazione con la bioenergia ( BECCS ), può provocare emissioni nette negative: la CO 2 viene prelevata dall'atmosfera. Rimane altamente incerto se le tecniche di rimozione dell'anidride carbonica saranno in grado di svolgere un ruolo importante nel limitare il riscaldamento a 1,5 °C. Le decisioni politiche che si basano sulla rimozione dell'anidride carbonica aumentano il rischio che il riscaldamento globale superi gli obiettivi internazionali.

Adattamento

Dighe per proteggere dalle mareggiate peggiorate dall'innalzamento del livello del mare
Tetti verdi per rinfrescare le città

L'adattamento è "il processo di adattamento ai cambiamenti climatici attuali o previsti e ai suoi effetti". Senza un'ulteriore mitigazione, l'adattamento non può evitare il rischio di impatti "gravi, diffusi e irreversibili". Un cambiamento climatico più grave richiede un adattamento più trasformativo, che può essere proibitivo. La capacità e il potenziale di adattamento degli esseri umani sono distribuiti in modo non uniforme tra le diverse regioni e popolazioni, e i paesi in via di sviluppo generalmente ne hanno meno. I primi due decenni del 21° secolo hanno visto un aumento della capacità di adattamento nella maggior parte dei paesi a basso e medio reddito con un migliore accesso ai servizi igienico-sanitari di base e all'elettricità, ma i progressi sono lenti. Molti paesi hanno attuato politiche di adattamento. Tuttavia, vi è un notevole divario tra i finanziamenti necessari e quelli disponibili.

L'adattamento all'innalzamento del livello del mare consiste nell'evitare le aree a rischio, imparando a convivere con l'aumento delle inondazioni e della protezione. Se ciò fallisce, potrebbe essere necessaria una ritirata gestita . Esistono barriere economiche per affrontare il pericoloso impatto del calore. Evitare lavori faticosi o avere l'aria condizionata non è possibile per tutti. In agricoltura, le opzioni di adattamento includono il passaggio a diete più sostenibili, diversificazione, controllo dell'erosione e miglioramenti genetici per una maggiore tolleranza ai cambiamenti climatici. L'assicurazione consente la condivisione del rischio, ma è spesso difficile da ottenere per le persone con redditi inferiori. L'istruzione, la migrazione e i sistemi di allerta precoce possono ridurre la vulnerabilità climatica. Piantare mangrovie o incoraggiare altra vegetazione costiera può attutire le tempeste.

Gli ecosistemi si adattano ai cambiamenti climatici , un processo che può essere supportato dall'intervento umano. Aumentando la connettività tra gli ecosistemi, le specie possono migrare verso condizioni climatiche più favorevoli. Le specie possono essere introdotte anche in aree che acquistano un clima favorevole . La protezione e il ripristino delle aree naturali e seminaturali contribuisce a costruire la resilienza, facilitando l'adattamento degli ecosistemi. Molte delle azioni che promuovono l'adattamento negli ecosistemi aiutano anche gli esseri umani ad adattarsi attraverso l'adattamento basato sugli ecosistemi . Ad esempio, il ripristino dei regimi naturali di incendio rende meno probabili gli incendi catastrofici e riduce l'esposizione umana. Dare ai fiumi più spazio consente un maggiore stoccaggio dell'acqua nel sistema naturale, riducendo il rischio di inondazioni. La foresta ripristinata funge da serbatoio di carbonio, ma piantare alberi in regioni inadatte può esacerbare gli impatti climatici.

Esistono sinergie ma anche compromessi tra adattamento e mitigazione. L'adattamento offre spesso vantaggi a breve termine, mentre la mitigazione ha vantaggi a lungo termine. Due esempi di compromessi includono: L'aumento dell'uso dell'aria condizionata consente alle persone di affrontare meglio il caldo, ma aumenta la domanda di energia. Lo sviluppo urbano compatto può portare a una riduzione delle emissioni derivanti dai trasporti e dall'edilizia. Allo stesso tempo, questo tipo di sviluppo urbano può aumentare l' effetto isola di calore urbano , portando a temperature più elevate e una maggiore esposizione. Un esempio di sinergia è l'aumento della produttività alimentare che ha grandi vantaggi sia per l'adattamento che per la mitigazione.

Politiche e politica

Il Climate Change Performance Index classifica i paesi in base alle emissioni di gas serra (40% del punteggio), alle energie rinnovabili (20%), al consumo di energia (20%) e alla politica climatica (20%).
  Alto
  medio
  Basso
  Molto basso

I paesi più vulnerabili ai cambiamenti climatici sono stati in genere responsabili di una piccola quota delle emissioni globali. Ciò solleva interrogativi sulla giustizia e l'equità. Il cambiamento climatico è fortemente legato allo sviluppo sostenibile. Limitare il riscaldamento globale rende più facile il raggiungimento degli obiettivi di sviluppo sostenibile , come l'eliminazione della povertà e la riduzione delle disuguaglianze. La connessione è riconosciuta nell'obiettivo di sviluppo sostenibile 13 che è quello di "intraprendere azioni urgenti per combattere il cambiamento climatico e i suoi impatti". Gli obiettivi in ​​materia di cibo, acqua pulita e protezione degli ecosistemi hanno sinergie con la mitigazione del clima.

La geopolitica del cambiamento climatico è complessa. È stato spesso inquadrato come un problema free-rider , in cui tutti i paesi beneficiano della mitigazione effettuata da altri paesi, ma i singoli paesi perderebbero se passassero essi stessi a un'economia a basse emissioni di carbonio. Questa inquadratura è stata contestata. Ad esempio, i vantaggi di un'eliminazione graduale del carbone per la salute pubblica e gli ambienti locali superano i costi in quasi tutte le regioni. Inoltre, gli importatori netti di combustibili fossili vincono economicamente passando all'energia pulita, facendo sì che gli esportatori netti si trovino ad affrontare beni bloccati : combustibili fossili che non possono vendere.

Opzioni politiche

Per ridurre le emissioni viene utilizzata un'ampia gamma di politiche , regolamenti e leggi . A partire dal 2019, il prezzo del carbonio copre circa il 20% delle emissioni globali di gas serra. Il carbonio può essere prezzato con tasse sul carbonio e sistemi di scambio di emissioni . I sussidi globali diretti ai combustibili fossili hanno raggiunto i 319 miliardi di dollari nel 2017 e i 5,2 trilioni di dollari quando si tiene conto dei costi indiretti come l'inquinamento atmosferico. Il denaro risparmiato sui sussidi ai combustibili fossili potrebbe invece essere utilizzato per sostenere la transizione verso l'energia pulita . Metodi più diretti per ridurre i gas serra includono standard di efficienza dei veicoli, standard sui combustibili rinnovabili e regolamenti sull'inquinamento atmosferico nell'industria pesante. Diversi paesi richiedono ai servizi di pubblica utilità di aumentare la quota di energie rinnovabili nella produzione di energia .

La politica progettata attraverso la lente della giustizia climatica cerca di affrontare le questioni relative ai diritti umani e alla disuguaglianza sociale. Ad esempio, le nazioni ricche responsabili della quota maggiore di emissioni dovrebbero pagare i paesi più poveri per adattarsi. Con la riduzione dell'uso di combustibili fossili, si stanno perdendo posti di lavoro nel settore. Per ottenere una giusta transizione , queste persone dovrebbero essere riqualificate per altri lavori. Le comunità con molti lavoratori di combustibili fossili avrebbero bisogno di ulteriori investimenti.

Accordi internazionali sul clima

Dal 2000, l'aumento delle emissioni di CO 2 in Cina e nel resto del mondo ha superato la produzione di Stati Uniti ed Europa.
Per persona, gli Stati Uniti generano CO 2 a un ritmo molto più veloce rispetto ad altre regioni primarie.

Quasi tutti i paesi del mondo sono parti della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici del 1994 (UNFCCC). L'obiettivo dell'UNFCCC è prevenire pericolose interferenze umane con il sistema climatico . Come affermato nella convenzione, ciò richiede che le concentrazioni di gas serra nell'atmosfera siano stabilizzate a un livello in cui gli ecosistemi possano adattarsi naturalmente ai cambiamenti climatici, la produzione alimentare non sia minacciata e lo sviluppo economico possa essere sostenuto . L'UNFCCC non limita di per sé le emissioni, ma fornisce piuttosto un quadro per i protocolli che lo fanno. Le emissioni globali sono aumentate dalla firma dell'UNFCCC. Le sue conferenze annuali sono il palcoscenico dei negoziati globali.

Il protocollo di Kyoto del 1997 ha esteso l'UNFCCC e ha incluso impegni legalmente vincolanti per la maggior parte dei paesi sviluppati per limitare le proprie emissioni. Durante i negoziati, il G77 (che rappresenta i paesi in via di sviluppo ) ha spinto per un mandato che richiedesse ai paesi sviluppati di "[prendere] l'iniziativa" nella riduzione delle proprie emissioni, poiché i paesi sviluppati hanno contribuito maggiormente all'accumulo di gas serra nell'atmosfera. Anche le emissioni pro capite erano ancora relativamente basse nei paesi in via di sviluppo e i paesi in via di sviluppo avrebbero bisogno di emettere di più per soddisfare le loro esigenze di sviluppo.

L' accordo di Copenaghen del 2009 è stato ampiamente descritto come deludente a causa dei suoi obiettivi bassi ed è stato rifiutato dalle nazioni più povere, incluso il G77. Le parti associate miravano a limitare l'aumento della temperatura globale al di sotto dei 2 °C. L'Accordo ha fissato l'obiettivo di inviare 100 miliardi di dollari all'anno ai paesi in via di sviluppo per la mitigazione e l'adattamento entro il 2020 e ha proposto la fondazione del Green Climate Fund . A partire dal 2020, il fondo non è riuscito a raggiungere l'obiettivo previsto e rischia una contrazione dei finanziamenti.

Nel 2015 tutti i paesi delle Nazioni Unite hanno negoziato l' accordo di Parigi , che mira a mantenere il riscaldamento globale ben al di sotto di 2,0 °C e contiene l'obiettivo ambizioso di mantenere il riscaldamento sotto1,5 °C . L'accordo ha sostituito il Protocollo di Kyoto. A differenza di Kyoto, nell'accordo di Parigi non sono stati fissati obiettivi vincolanti per le emissioni. Invece, una serie di procedure è stata resa vincolante. I paesi devono stabilire regolarmente obiettivi sempre più ambiziosi e rivalutarli ogni cinque anni. L'accordo di Parigi ha ribadito che i paesi in via di sviluppo devono essere sostenuti finanziariamente. A partire dall'ottobre 2021, 194 Stati e l' Unione europea hanno firmato il trattato e 191 Stati e l'UE hanno ratificato o aderito all'accordo.

Il Protocollo di Montreal del 1987 , un accordo internazionale per fermare l'emissione di gas che riducono lo strato di ozono, potrebbe essere stato più efficace nel ridurre le emissioni di gas serra rispetto al Protocollo di Kyoto specificamente progettato per farlo. L' emendamento di Kigali del 2016 al protocollo di Montreal mira a ridurre le emissioni di idrofluorocarburi , un gruppo di potenti gas a effetto serra che sono serviti a sostituire i gas vietati che riducono lo strato di ozono. Ciò ha reso il Protocollo di Montreal un accordo più forte contro il cambiamento climatico.

Risposte nazionali

Nel 2019, il parlamento del Regno Unito è diventato il primo governo nazionale a dichiarare un'emergenza climatica. Altri paesi e giurisdizioni hanno seguito l'esempio. Nello stesso anno, il Parlamento europeo ha dichiarato "l'emergenza climatica e ambientale". La Commissione europea ha presentato il suo Green Deal europeo con l'obiettivo di rendere l'UE a emissioni zero entro il 2050. I principali paesi asiatici hanno assunto impegni simili: la Corea del Sud e il Giappone si sono impegnati a diventare a emissioni zero entro il 2050 e la Cina entro il 2060. 2021, la Commissione europea ha pubblicato il suo pacchetto legislativo " Fit for 55 ", che contiene linee guida per l' industria automobilistica ; tutte le nuove auto sul mercato europeo devono essere veicoli a emissioni zero dal 2035. L'India ha forti incentivi per le rinnovabili, ma prevede anche una significativa espansione del carbone nel Paese. Il Vietnam è tra i pochissimi paesi in rapido sviluppo dipendenti dal carbone che si sono impegnati a eliminare gradualmente l'energia a carbone senza sosta entro il 2040 o il prima possibile in seguito.

A partire dal 2021, sulla base delle informazioni provenienti da 48 piani nazionali per il clima , che rappresentano il 40% delle parti dell'Accordo di Parigi, le emissioni totali stimate di gas a effetto serra saranno inferiori dello 0,5% rispetto ai livelli del 2010, al di sotto degli obiettivi di riduzione del 45% o del 25% da raggiungere limitare il riscaldamento globale rispettivamente a 1,5 °C o 2 °C.

Società

Negazione e disinformazione

I dati sono stati selezionati da brevi periodi per affermare falsamente che le temperature globali non stanno aumentando. Le linee di tendenza blu mostrano brevi periodi che mascherano tendenze di riscaldamento a lungo termine (linee di tendenza rosse). I punti blu mostrano la cosiddetta interruzione del riscaldamento globale .

Il dibattito pubblico sul cambiamento climatico è stato fortemente influenzato dalla negazione del cambiamento climatico e dalla disinformazione , che ha avuto origine negli Stati Uniti e da allora si è diffusa in altri paesi, in particolare in Canada e in Australia. Gli attori dietro la negazione del cambiamento climatico formano una coalizione ben finanziata e relativamente coordinata di compagnie di combustibili fossili, gruppi industriali, think tank conservatori e scienziati contrarian . Come l'industria del tabacco , la strategia principale di questi gruppi è stata quella di fabbricare dubbi su dati e risultati scientifici. Molti di coloro che negano, respingono o nutrono dubbi ingiustificati sul consenso scientifico sul cambiamento climatico antropogenico sono etichettati come "scettici del cambiamento climatico", che diversi scienziati hanno notato essere un termine improprio .

Esistono diverse varianti di negazione del clima: alcuni negano del tutto che il riscaldamento abbia luogo, altri riconoscono il riscaldamento ma lo attribuiscono a influenze naturali e alcuni minimizzano gli impatti negativi del cambiamento climatico. La produzione di incertezza sulla scienza si è successivamente trasformata in una controversia fabbricata : creare la convinzione che vi sia una significativa incertezza sul cambiamento climatico all'interno della comunità scientifica al fine di ritardare i cambiamenti politici. Le strategie per promuovere queste idee includono la critica delle istituzioni scientifiche e la messa in discussione delle motivazioni dei singoli scienziati. Una camera d'eco di blog e media che negano il clima ha ulteriormente fomentato l'incomprensione del cambiamento climatico.

Consapevolezza e opinione pubblica

Il pubblico sottovaluta sostanzialmente il grado di consenso scientifico sul fatto che gli esseri umani stiano causando il cambiamento climatico. Gli studi dal 2019 al 2021 hanno rilevato che il consenso scientifico varia dal 98,7 al 100%.

Il cambiamento climatico è arrivato all'attenzione del pubblico internazionale alla fine degli anni '80. A causa della copertura mediatica nei primi anni '90, le persone spesso confondevano il cambiamento climatico con altri problemi ambientali come l'esaurimento dell'ozono. Nella cultura popolare , il film di fiction sul clima The Day After Tomorrow (2004) e il documentario di Al Gore An Inconvenient Truth (2006) si sono concentrati sul cambiamento climatico.

Esistono significative differenze regionali, di genere, di età e politiche sia nella preoccupazione pubblica che nella comprensione del cambiamento climatico. Le persone più istruite e, in alcuni paesi, le donne e i giovani, erano più propense a vedere il cambiamento climatico come una seria minaccia. Divari partigiani esistono anche in molti paesi, ei paesi con elevate emissioni di CO 2 tendono ad essere meno preoccupati. Le opinioni sulle cause del cambiamento climatico variano ampiamente da un paese all'altro. La preoccupazione è aumentata nel tempo, al punto che nel 2021 la maggioranza dei cittadini in molti paesi esprime un alto livello di preoccupazione per il cambiamento climatico o lo considera un'emergenza globale. Livelli più elevati di preoccupazione sono associati a un maggiore sostegno pubblico alle politiche che affrontano il cambiamento climatico.

Movimento climatico

Le proteste per il clima richiedono che i leader politici agiscano per prevenire il cambiamento climatico. Possono assumere la forma di manifestazioni pubbliche, disinvestimento da combustibili fossili , azioni legali e altre attività. Dimostrazioni di spicco includono lo sciopero scolastico per il clima . In questa iniziativa, i giovani di tutto il mondo protestano dal 2018 saltando la scuola il venerdì, ispirati dall'adolescente svedese Greta Thunberg . Le azioni di disobbedienza civile di massa di gruppi come Extinction Rebellion hanno protestato interrompendo strade e trasporti pubblici. Il contenzioso è sempre più utilizzato come strumento per rafforzare l'azione per il clima da parte di istituzioni pubbliche e aziende. Gli attivisti avviano anche azioni legali che prendono di mira i governi e chiedono che intraprendano azioni ambiziose o applichino le leggi esistenti sul cambiamento climatico. Le azioni legali contro le società di combustibili fossili generalmente richiedono un risarcimento per perdite e danni .

Storia

Prime scoperte

Questo articolo del 1912 descrive sinteticamente l'effetto serra, come la combustione del carbone crea anidride carbonica per causare il riscaldamento globale e il cambiamento climatico.

Scienziati del XIX secolo come Alexander von Humboldt iniziarono a prevedere gli effetti del cambiamento climatico. Nel 1820, Joseph Fourier propose l' effetto serra per spiegare perché la temperatura della Terra fosse più alta di quanto la sola energia del sole potesse spiegare. L'atmosfera terrestre è trasparente alla luce solare, quindi la luce solare raggiunge la superficie dove viene convertita in calore. Tuttavia, l'atmosfera non è trasparente al calore che si irradia dalla superficie e cattura parte di quel calore, che a sua volta riscalda il pianeta.

Nel 1856 Eunice Newton Foote dimostrò che l'effetto di riscaldamento del sole è maggiore per l'aria con il vapore acqueo che per l'aria secca, e che l'effetto è ancora maggiore con l'anidride carbonica (CO 2 ) . Ha concluso che "Un'atmosfera di quel gas darebbe alla nostra terra una temperatura elevata..."

A partire dal 1859, John Tyndall stabilì che l'azoto e l'ossigeno, insieme per un totale del 99% dell'aria secca, sono trasparenti al calore irradiato . Tuttavia, il vapore acqueo ei gas come il metano e l'anidride carbonica assorbono il calore irradiato e lo irradiano nuovamente nell'atmosfera. Tyndall ha proposto che i cambiamenti nelle concentrazioni di questi gas possano aver causato cambiamenti climatici in passato, comprese le ere glaciali .

Svante Arrhenius notò che il vapore acqueo nell'aria variava continuamente, ma la concentrazione di CO 2 nell'aria era influenzata da processi geologici a lungo termine. Il riscaldamento dovuto all'aumento dei livelli di CO 2 aumenterebbe la quantità di vapore acqueo, amplificando il riscaldamento in un ciclo di feedback positivo. Nel 1896 pubblicò il primo modello climatico di questo tipo, prevedendo che il dimezzamento dei livelli di CO 2 avrebbe potuto produrre un calo della temperatura dando inizio a un'era glaciale. Arrhenius ha calcolato che l'aumento di temperatura previsto dal raddoppio della CO 2 è di circa 5–6 °C. Altri scienziati inizialmente erano scettici e ritenevano che l'effetto serra fosse saturo in modo che l'aggiunta di più CO 2 non avrebbe fatto alcuna differenza e che il clima si sarebbe autoregolato. A partire dal 1938, Guy Stewart Callendar pubblicò le prove che il clima si stava riscaldando ei livelli di CO 2 stavano aumentando, ma i suoi calcoli incontrarono le stesse obiezioni.

Sviluppo di un consenso scientifico

Negli anni '50, Gilbert Plass creò un modello computerizzato dettagliato che includeva diversi strati atmosferici e lo spettro infrarosso. Questo modello prevedeva che l'aumento dei livelli di CO 2 avrebbe causato il riscaldamento. Più o meno nello stesso periodo, Hans Suess trovò prove che i livelli di CO 2 erano in aumento e Roger Revelle dimostrò che gli oceani non avrebbero assorbito l'aumento. I due scienziati hanno successivamente aiutato Charles Keeling a iniziare un record di crescita continua, che è stato definito la " curva di Keeling ". Gli scienziati hanno allertato il pubblico ei pericoli sono stati evidenziati durante la testimonianza al Congresso del 1988 di James Hansen. Il Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC), istituito nel 1988 per fornire consulenza formale ai governi del mondo, ha stimolato la ricerca interdisciplinare . Come parte dei rapporti IPCC , gli scienziati valutano la discussione scientifica che si svolge in articoli di riviste sottoposti a revisione paritaria .

Esiste un consenso scientifico quasi completo sul fatto che il clima si stia riscaldando e che ciò sia causato dalle attività umane. A partire dal 2019, l'accordo nella letteratura recente ha raggiunto oltre il 99%. Nessun organismo scientifico di levatura nazionale o internazionale è in disaccordo con questo punto di vista . Si è ulteriormente sviluppato il consenso sul fatto che debba essere intrapresa una qualche forma di azione per proteggere le persone dagli impatti dei cambiamenti climatici. Le accademie scientifiche nazionali hanno invitato i leader mondiali a ridurre le emissioni globali. Il rapporto di valutazione dell'IPCC del 2021 ha affermato che è "inequivocabile" che il cambiamento climatico sia causato dall'uomo.

Guarda anche

Riferimenti

Fonti

Rapporti dell'IPCC

Quarto rapporto di valutazione

Quinto rapporto di valutazione

Rapporto speciale: riscaldamento globale di 1,5 °C

Rapporto speciale: cambiamento climatico e territorio

Rapporto speciale: l'oceano e la criosfera in un clima che cambia

Sesto rapporto di valutazione

Altre fonti sottoposte a revisione paritaria

Libri, relazioni e documenti legali

Fonti non tecniche

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