Quali sono le cause del riscaldamento globale e dell’effetto serra?

Início » Ciência » Física » Quali sono le cause del riscaldamento globale e dell’effetto serra?

L’aumento anomalo della temperatura media del pianeta è oggi uno dei temi più urgenti e discussi. Quando parliamo di “riscaldamento globale”, ci riferiamo al consolidarsi di un trend di riscaldamento rispetto ai livelli preindustriali, trainato principalmente dall’accumulo di gas serra (GHG) in atmosfera. Questo fenomeno altera i normali equilibri climatici, con ripercussioni profonde su ecosistemi, società e sistemi economici.

Gli scienziati e gli organismi internazionali concordano sul fatto che la causa dominante sia di origine antropica. Dalla Rivoluzione industriale in poi, l’uso di combustibili fossili, la deforestazione, l’agricoltura intensiva e l’espansione urbana hanno fatto impennare le emissioni di CO2, CH4, N2O e gas fluorurati, intensificando l’effetto serra naturale e intrappolando sempre più calore vicino alla superficie terrestre.

Che cos’è il riscaldamento globale?

Il riscaldamento globale è l’incremento persistente e oltre la variabilità naturale delle temperature medie globali. Stime consolidate indicano che la Terra è già più calda di circa 1,1 °C rispetto all’era preindustriale; la NASA ha evidenziato che il 2023 ha segnato un’anomalia vicino a 1,36 °C rispetto alle medie storiche. Le ultime decadi sono state le più calde mai registrate da quando si effettuano misurazioni strumentali, e il salto più rapido si osserva dalla seconda metà degli anni ’70.

L’urgenza è tale che nel dibattito pubblico è comparsa l’espressione “global boiling”, “ebollizione globale”, per sottolineare la fase critica che stiamo attraversando. l’intero sistema climatico sta cambiando, modificando precipitazioni, frequenza degli eventi estremi, distribuzione delle specie e disponibilità di risorse vitali.

Effetto serra: fenomeno naturale e perché oggi è più forte

L’effetto serra è un processo naturale grazie al quale l’atmosfera trattiene parte dell’energia infrarossa riemessa dalla superficie. Senza di esso, la temperatura media terrestre si aggirerebbe intorno a -18 °C; con l’involucro gassoso attuale, la media è circa 14 °C, condizione che rende la Terra abitabile. In termini semplici, i gas serra funzionano un po’ come i vetri di un’auto parcheggiata al sole: lasciano entrare la radiazione solare a onde corte, ma ostacolano la fuoriuscita dell’infrarosso a onde lunghe.

Questi gas includono sia componenti naturali sia di origine umana. Il vapore acqueo è il contributore naturale più importante, ma la sua concentrazione risponde alla temperatura, amplificando i cambiamenti indotti da altri GHG. Tra i gas a lunga permanenza prodotti o potenziati dalle attività umane troviamo:

• Diossido di carbonio (CO2): è il riferimento per il potere climalterante; da inizio età industriale la sua concentrazione è aumentata di circa il 35% e nel 2023 ha superato del 51% i livelli preindustriali.
• Metano (CH4): ciclo di vita più breve del CO2 ma più potente nell’immediato (tradizionalmente stimato ~21 volte il potere del CO2 su orizzonti specifici); proviene da discariche, zootecnia (fermentazione enterica dei ruminanti), coltivazioni di riso e fonti naturali; circa il 60% delle emissioni globali di CH4 è di origine antropica.
• Protossido di azoto (N2O): legato a suoli, oceani e pratiche agricole (fertilizzanti azotati, gestione dei reflui); potere climalterante ~298 volte il CO2 su base di riferimento IPCC.
• Gas fluorurati (famiglie HFC, PFC, SF6): sintetici, industriali; potenziali di riscaldamento globale molto elevati (HFC ~140–11.700; PFC ~6.500–9.200; SF6 ~23.900).

Importantissimo: l’effetto serra naturale non è il “problema”. Il problema è la sua intensificazione dovuta alla maggiore concentrazione di GHG, che bilancia meno verso lo spazio la radiazione infrarossa e trattiene più calore. aumento graduale ma deciso delle temperature medie e un’alterazione del clima.

Cause antropiche dell’aumento dell’effetto serra

Dalla prima Rivoluzione industriale, la società umana ha moltiplicato attività energivore e trasformazioni del territorio, incrementando fortemente le emissioni di GHG. Di seguito i principali driver settoriali:

• Generazione di energia: elettricità e calore prodotti da carbone, petrolio e gas rilasciano CO2 e N2O; la quota di rinnovabili cresce, ma a livello globale resta minoritaria.
• Industria e manifattura: cemento, ferro, acciaio, elettronica, plastica, tessile e costruzioni richiedono molta energia (spesso fossile) e possono emettere GHG di processo; la manifattura è tra le maggiori fonti globali.
• Cambi d’uso del suolo e deforestazione: il taglio degli alberi rilascia il carbonio stoccato e riduce la capacità naturale di assorbimento; si perdono circa 12 milioni di ettari di foreste l’anno. Le emissioni da uso del suolo, agricoltura e deforestazione rappresentano una fetta consistente (nell’ordine di ~un quarto) del totale globale.
• Trasporti: autovetture, camion, navi e aerei bruciano combustibili fossili; la strada pesa la quota maggiore, mentre le emissioni di navigazione e aviazione sono in crescita; i trasporti generano quasi un quarto della CO2 energetica.
• Produzione di cibo: dall’abbattimento di foreste per campi e pascoli, alle emissioni di metano da bovini e ovini, fino ai fertilizzanti e ai consumi energetici di pesca e macchinari; anche packaging e distribuzione contribuiscono.
• Edifici: residenziale e terziario consumano oltre metà dell’elettricità mondiale; il riscaldamento e la climatizzazione alimentati da fossili accrescono le emissioni di CO2 del settore.
• Modelli di consumo: stili di vita, alimentazione, mobilità, rifiuti e acquisti (abbigliamento, elettronica, plastica); la quota più ricca della popolazione mondiale ha un’impronta pro capite nettamente superiore.

Come si innesca e si amplifica il riscaldamento globale

Le emissioni cumulative di GHG intrappolano più radiazione infrarossa, riducendo il flusso di calore che lascia il sistema Terra-atmosfera. In parallelo agiscono feedback che amplificano il segnale: più calore => più vapore acqueo (che è esso stesso un gas serra), meno ghiaccio => minore albedo e maggiore assorbimento di radiazione solare da parte degli oceani e della terra. L’effetto netto è un ulteriore riscaldamento.

Un tema spesso citato è la colonna di ozono stratosferico. La sua riduzione non è la causa principale del riscaldamento, tuttavia i CFC e altri alogeni (molti oggi regolamentati) hanno giocato un doppio ruolo: danneggiamento dell’ozono e contributo al forcing radiativo come gas serra. In breve, l’ozono ridotto modifica l’equilibrio radiativo e i CFC sono GHG potenti, ma il driver dominante della tendenza al riscaldamento resta l’accumulo di CO2, CH4 e N2O.

Indicatori e misure: cosa dicono i dati

Molte evidenze consolidate si sono accumulate negli ultimi decenni. Report IPCC storici indicavano, su orizzonti secolari, un aumento medio globale di ~0,74 °C; stime successive hanno raffinato le serie mostrando un riscaldamento più marcato, con componenti diverse tra continenti (~0,85 °C) e oceani (~0,55 °C) su certi periodi. Oggi, rispetto al preindustriale, siamo intorno a +1,1 °C e il 2023 ha sfiorato +1,36 °C nei dataset più recenti. Se non si interviene, le proiezioni indicano il rischio di raggiungere +1,5 °C nelle prossime due decadi.

Oceani più caldi e acidi confermano il trend: il mare assorbe buona parte del surplus di calore e porzioni di CO2, espandendosi termicamente e innalzando il livello medio; l’acidificazione minaccia coralli e catene trofiche. Il ghiaccio marino e i ghiacciai terrestri si ritirano, contribuendo all’innalzamento del mare e alterando ecosistemi polari e montani.

Conseguenze già in atto e impatti attesi

Tempeste e precipitazioni estreme: aria più calda trattiene più umidità; l’evaporazione aumenta, e con essa gli eventi alluvionali intensi; cicloni, uragani e tifoni si alimentano di oceani più caldi, con danni umani ed economici pesanti.

Siccità, stress idrico e desertificazione: la disponibilità d’acqua si riduce in molte regioni; le siccità agricole ed ecologiche si intensificano, con tempeste di sabbia e suoli degradati; le aree coltivabili diminuiscono e si accentuano conflitti d’uso.

Mari più caldi e più alti: riscaldamento e dilatazione termica, fusione di ghiacci continentali e alterazioni delle correnti incidono sulle comunità costiere e insulari; l’acidificazione minaccia pesche e sicurezza alimentare.

Perdita di biodiversità: la velocità del cambiamento climatico, combinata con incendi, specie invasive e malattie, sta spingendo molte specie verso il rischio di estinzione; le stime parlano di un tasso di perdita di specie fino a mille volte superiore ai livelli storici.

Agricoltura e cibo: rese più incerte, ondate di calore che danneggiano colture e bestiame, coperture nevose e ghiacciate in ritirata nelle aree polari che rimodellano approvvigionamenti tradizionali; insicurezza alimentare in aumento.

Salute pubblica: oltre 13 milioni di decessi annui sono legati a fattori ambientali; inquinamento dell’aria, vettori di malattie in espansione, stress termico e impatti sulla salute mentale si aggravano con il clima che cambia; gli eventi estremi mettono sotto pressione i sistemi sanitari.

Povertà e migrazioni: nelle ultime decadi, eventi climatici hanno causato in media oltre 23 milioni di sfollati l’anno; le fasce più vulnerabili sono spesso nei paesi meno preparati all’adattamento.

Riscaldamento globale e cambiamenti climatici

Le variazioni del clima sono trasformazioni dei pattern di temperatura e precipitazione nel medio-lungo termine. Il riscaldamento globale è il motore principale di queste mutazioni, che includono oscillazioni più marcate di fenomeni come El Niño e La Niña, periodi di freddo intenso fuori scala stagionale, precipitazioni eccezionali e siccità persistenti. L’aumento delle temperature medie è una delle evidenze cardine del cambiamento climatico contemporaneo.

Il caso del Brasile e il ruolo globale

Il Brasile figura tra i maggiori emettitori di GHG, insieme a Cina, Stati Uniti e Giappone. Le fonti principali sono la deforestazione (che libera CO2 e riduce gli assorbimenti) e l’agrozootecnia (metano dalla fermentazione enterica). Anche energia elettrica e industria contribuiscono, sebbene in misura variabile nel tempo.

Negli ultimi anni il paese ha sperimentato eventi estremi significativi: ondate di calore diffuse, stagioni di siccità e alluvioni storiche (con impatti in stati come Amazonas, Bahia e Rio Grande do Sul). Sui tavoli internazionali, il Brasile è spesso ponte tra economie avanzate ed emergenti, anche per via della centralità dell’Amazzonia negli equilibri climatici e di biodiversità. Ridurre la deforestazione e il CH4 zootecnico è cruciale per il contributo nazionale alla mitigazione.

Chi emette di più e chi è più esposto

Le maggiori emissioni assolute provengono da grandi economie industriali ed emergenti (come Cina e Stati Uniti) e da paesi con significativi cambi d’uso del suolo (tra cui il Brasile). Ma la vulnerabilità non coincide sempre con la responsabilità storica: molti stati insulari e regioni a basso reddito sono tra i più colpiti da innalzamento del mare, siccità e eventi estremi, pur avendo contribuito poco alle emissioni cumulative.

Governance climatica: da Stoccolma a Rio, da Kyoto a Parigi

La cooperazione internazionale sul clima ha mosso i primi passi già con la Conferenza di Stoccolma del 1972, per poi accelerare con il Summit della Terra di Rio 1992, che ha portato il clima al centro dell’agenda globale. Il Protocollo di Kyoto (1997) ha introdotto impegni vincolanti per i paesi industrializzati, mentre l’Accordo di Parigi (2015) ha coinvolto tutte le nazioni in obiettivi comuni di contenimento del riscaldamento ben al di sotto di 2 °C, preferibilmente 1,5 °C.

L’IPCC ha indicato che per allinearsi agli obiettivi più ambiziosi, le emissioni globali nette dovrebbero calare tra il 40% e il 70% nel periodo 2010–2050. Nei negoziati si distinguono responsabilità e capacità differenti: le economie avanzate hanno storicamente più emissioni cumulative e maggiori risorse per la transizione, mentre quelle in via di sviluppo necessitano di sostegno tecnologico e finanziario per decarbonizzare e adattarsi.

Strategie per ridurre il riscaldamento globale

Non esiste una singola soluzione, ma un portafoglio coordinato di azioni su offerta energetica, domanda e uso del suolo:

• Transizione energetica: accelerare rinnovabili (eolico, solare, idroelettrico sostenibile) ed efficienza; elettrificare usi finali e reti; ridurre gradualmente carbone, petrolio e gas.
• Industria e agricoltura sostenibili: innovazione di processo (cemento, acciaio, chimica), economia circolare, fertilizzazione efficiente, gestione dei reflui; taglio del metano in zootecnia e rifiuti.
• Stop alla deforestazione e ripristino: tutela delle foreste, riforestazione e recupero delle aree degradate; governance del territorio e tracciabilità delle filiere.
• Mobilità: spostamento modale verso trasporto pubblico, ciclabilità e ferro; efficienza dei veicoli e diffusione della mobilità elettrica.
• Edifici: isolamento, pompe di calore, climatizzazione efficiente e gestione intelligente dei consumi; standard e codici edilizi evoluti.
• Comportamenti e consumi: diete a minore intensità di carbonio, riduzione sprechi, riciclo, acquisti durevoli; stili di vita che riducano l’impronta.
• Norme e controllo: lotta alle pratiche illegali (disboscamento, incendi dolosi, smaltimenti illeciti), prezzo del carbonio e incentivi all’innovazione.

Molte di queste misure hanno co-benefici: riducono l’inquinamento dell’aria, migliorano la salute, creano lavoro e rafforzano la sicurezza energetica. La rapidità di implementazione è decisiva per evitare di oltrepassare soglie climatiche difficili da invertire.

Effetto serra e riscaldamento globale: differenze da non confondere

L’effetto serra è il meccanismo fisico naturale che mantiene la Terra vivibile. Il riscaldamento globale è l’aumento delle temperature risultante dall’intensificazione antropica dell’effetto serra. La metafora del “coperta” è utile: se la coperta (i GHG) diventa troppo spessa, si trattiene più calore e il pianeta si scalda. I due concetti sono correlati ma distinti: uno è un processo naturale, l’altro la sua amplificazione per cause umane.

Dati settoriali chiave e note metodologiche

Energia e trasporti restano cardini delle emissioni: il settore energetico è responsabile di una quota rilevante (elettricità e calore), mentre i trasporti contano per quasi un quarto della CO2 energetica. La produzione alimentare (incluse le emissioni di metano della zootecnia) e i cambi d’uso del suolo pesano fortemente sul budget di carbonio.

I numeri variano per orizzonte temporale, metriche (GWP a 20 o 100 anni) e inventari. Metano e protossido di azoto mostrano poteri climalteranti ben superiori al CO2 su base molecolare, ma con dinamiche atmosferiche diverse; i gas fluorurati hanno GWP molto alti pur essendo emessi in quantità inferiori. Le politiche mirate a tagli rapidi del CH4 sono cruciali per frenare il riscaldamento a breve termine.

Dibattito pubblico e posizioni critiche

Esistono voci che attribuiscono i cambiamenti a ciclicità naturali o che minimizzano il ruolo antropico. La comunità scientifica, sintetizzata dall’IPCC, considera tuttavia “inequivocabile” il contributo umano al riscaldamento globale, sulla base di una massa imponente di osservazioni, modelli e attribuzioni. Ciò non esclude oscillazioni naturali, ma le tendenze attuali eccedono ampiamente i range preindustriali e richiedono interventi concreti.

Guardando all’insieme delle evidenze, emerge un quadro chiaro: l’intensificazione dell’effetto serra per cause umane sta alterando il clima, con impatti già misurabili su temperature, idrologia, oceani, ecosistemi, agricoltura, salute e società. Fermare la perdita di coperture naturali, elettrificare e decarbonizzare i sistemi energetici, innovare processi produttivi e adottare stili di vita più sobri sono leve decisive; gli accordi internazionali offrono la cornice, ma il ritmo del cambiamento dipenderà dalla volontà politica, dalla finanza e dalle scelte quotidiane di ciascuno.