LE CRISI AMBIENTALI GLOBALI

Alberto Di Fazio

Osservatorio Astronomico di Roma e

Global Dynamics Institute

Documento presentato al Congresso Comitato Scienziate e Scienziati Contro la guerra 1999

CNR-IAC (Istituto per le applicazioni del calcolo “Mauro Picone”).

On-line a www.aspoitalia.net

1. INTRODUZIONE

Può essere interessante iniziare subito con una citazione dal libro di Meadows et al. Beyond the Limits (Earthscan, 1992), di cui parlerò più avanti (pag. 25), dove viene presentata, nello “Scenario 1”, una simulazione del mondo nel caso in cui nulla viene fatto, da parte di governanti e potere industriale, per porre rimedio a quelle che vengono ora unanimamente riconosciute come le “crisi ambientali globali”; è il cosiddetto scenario “Business as usual” (BAU).

“In questo scenario la società mondiale procede per il suo cammino storico, il più a lungo possibile, senza fare alcun cambiamento politico importante. La tecnologia continua ad avanzare nei settori dell’agricoltura, dell’industria e dei servizi sociali secondo gli schemi prestabiliti. Non viene fatto nessuno sforzo particolare per combattere l’inquinamento o per preservare le risorse naturali. Il modello di mondo, nella nostra simulazione, cerca di trascinare la popolazione mondiale attraverso la transizione demografica e di inserirla in un’economia industriale e poi post-industriale. Questo modello si fa carico della sanità pubblica e del controllo delle nascite, via via che cresce il settore dei servizi; aumenta gl’investimenti nell’agricoltura ed ottiene raccolti maggiori, via via che cresce il settore dell’agricoltura; emette più sostanze inquinanti ed esige sempre più risorse non rinnovabili, via via che cresce il settore industriale.

“La popolazione mondiale in questo scenario cresce da 1.6 miliardi nell’anno 1900 a più di 5 miliardi nell’anno 1990 ed a più di 6 miliardi nell’anno 2000. Il prodotto industriale mondiale lordo si espande di un fattore 20 tra il 1900 e il 1990. Tra il 1900 e il 1990 viene consumato solo il 20% delle risorse non rinnovabili mondiali; l’80% di queste risorse è ancora intatto nel 1990. L’inquinamento in quest’anno, nella nostra simulazione, ha appena cominciato ad aumentare in maniera rilevante. In media i beni di consumo pro capite raggiungono un valore (in dollari del 1968) di $260 per persona per anno –una cifra utile da ricordare per confronti con simulazioni future. La durata media della vita sta aumentando, i servizi ed i beni pro capite aumentano, la produzione di cibo aumenta. Ma cambiamenti cospicui si delineano di lì a poco.

“In questo scenario, ad un certo punto, la crescita economica si arresta ed inverte l’andamento, a causa di una combinazione di limitazioni. Subito dopo l’anno 2000 l’inquinamento aumenta tanto da cominciare a danneggiare seriamente la fertilità della terra. (Questo potrebbe succedere nel ‘mondo reale’ per la contaminazione da metalli pesanti o da sostanze chimiche persistenti, a causa del cambiamento climatico, o a causa dell’aumento dei livelli d’intensità dei raggi ultra-violetti dovuto alla diminuzione dello strato dell’ozono). La fertilità della terra diminuisce soltanto del 5% tra il 1970 e il 2000, ma risulta avere un tasso di diminuzione del 4.5% all’anno nel 2010 e del 12% all’anno nel 2040. Contemporaneamente aumenta l’erosione della terra. La produzione totale di cibo comincia a crollare dopo il 2015. Con il risultato che l’economia deve aumentare gl’investimenti nel settore dell’agricoltura per mantenere il livello della produzione. Ma l’agricoltura deve competere, quanto agl’investimenti, con il settore delle risorse naturali che pure comincia a risentire di alcune limitazioni.

“Nel 1990 le risorse non rinnovabili rimanenti sotto terra sarebbero durate 110 anni al tasso di consumo del 1990. Non si evidenziava nessun limite serio alle risorse. Ma arrivando al 2020 le risorse rimanenti costituiscono un serbatoio di soli 30 anni. Perché si verifica un così repentino calo? Perché una crescita esponenziale fa diminuire le risorse e fa aumentare il tasso di consumo allo stesso tempo. Tra il 1990 e il 2020 la popolazione aumenta del 50% e il prodotto industriale cresce dell’85%. Il tasso di consumo delle risorse non rinnovabili raddoppia. Durante i primi vent’anni del XXI secolo, nella nostra simulazione, la popolazione in aumento e l’impianto industriale consumano tante risorse non rinnovabili quante l’economia globale ha consumato nell’intero secolo precedente. Una tal quantità di risorse è stata consumata che è necessario investire molto più capitale ed energia per individuare, estrarre e raffinare ciò che rimane.

“Via via che diventa sempre più difficile ottenere cibo e risorse non rinnovabili, in questo mondo simulato, una quantità sempre maggiore di capitale è spostato e indirizzato ad ottenerli. Questo implica che ci sono meno profitti da investire nell’accrescimento del capitale.

“Infine l’investimento non riesce a tenere il passo con il deprezzamento (questo è l’investimento e il deprezzamento fisico, non monetario). L’economia non può smettere d’investire nei settori delle risorse e dell’agricoltura; se lo facesse la scarsità di cibo, di materie prime e di combustibile limiterebbe ancora di più la produzione. Dunque comincia il declino dell’impianto industriale capitalistico, portandosi dietro i settori dei servizi e dell’agricoltura; i quali sono diventati dipendenti dagl’investimenti industriali. Per un breve periodo la situazione è particolarmente seria, perché la popolazione continua ad aumentare, a causa del ritardo implicito nella struttura delle età e nel processo di adattamento sociale. Alla fine, però, anche la popolazione comincia a diminuire, perché il tasso di mortalità è spinto in alto dalla mancanza di cibo e di strutture sanitarie.”[pp. 132-134, Meadows]

E questa che segue è la figura originale che accompagnava il brano, che per ora non commenterò ulteriormente:

Dunque già da questo brano si può avere un’idea di che cosa siano le crisi ambientali globali, tra le quali tratterò in particolare, in questo articolo, della crisi climatica e della crisi energetica, per poi dare qualche cenno delle altre. Inizio perciò a elencarle, insieme agli schieramenti economici, negoziali e militari ad esse connessi. Nonostante che molte siano interconnesse, la classificazione tiene conto di diversi problemi e minacce da esse poste all’umanità intera. L’ordine è quello che viene riconosciuto dalle competenti organizzazioni delle Nazioni Unite (UN), come ad esempio WMO[BG1] [BG2] [1], UNEP[2], UNFPA[3], FAO[4], WHO[5], IFAD[6], etc.(e che a sua volta ad esse viene suggerito da diverse organizzazioni scientifiche di settore, coordinate dall’ICSU[7]):

· 1. CRISI CLIMATICA

· 2. CRISI ENERGETICA

· 3. DEFORESTAZIONE

· 4. CRISI IDRICA

· 5. CRISI DEMOGRAFICA

· 6. DESERTIFICAZIONE

· 7. PERDITA DELLA BIODIVERSITÀ

· 8. CRISI AGRICOLA: EROSIONE E RIDUZIONE PROGRESSIVE DELLA SUPERFICIE ARABILE

· 9. PROGRESSIVO E RAPIDO CALO DELLE RISERVE ITTICHE.

Non abbiamo ovviamente elencato tutte le crisi ambientali globali, ma quelle più rilevanti per il presente contributo. Non forniremo qui che una sintetica descrizione dei punti più importanti.

SITUAZIONE

- A livello negoziale:

Vi sono Convenzioni Quadro (veri e propri trattati sulle modalità di negoziazione in sede UN) solo per la crisi climatica, la deforestazione, la desertificazione - quest’ultima firmata a Roma nell’autunno 1997 - e la biodiversità. Nell’ambito delle Framework Conventions operano le COP (Conference of the Parties), veri e propri parlamenti mondiali in cui si prendono le decisioni operative (trattati, provvedimenti economici, controlli e sanzioni). Molto famosa è la UNFCCC[8], la cui COP3 a Kyoto nel dicembre 1997 ha adottato il Protocollo di Kyoto, primo esempio nella storia in cui il mondo scientifico ha forzatamente indotto l’attivazione di un trattato globale legalmente vincolante per un problema ecologico globale le cui soluzioni non sono ottenibili tramite meri shifts tecnologici[9]. Sono in negoziazione i meccanismi economici, quelli di controllo e il sistema di sanzioni. Nonostante l’estrema gravità, non sono ancora neanche contemplate Convenzioni Quadro - né negoziazioni - sulla crisi energetica, sulla crisi demografica e sulla crisi idrica. La Convenzione sulla deforestazione non ha ancora un vero e proprio organo decisionale-negoziale.

Gli schieramenti :

à il G77&China (il gruppo maggioritario, di circa 140 paesi su 180, rappresentante circa l’85% dell’umanita’, guidato in maniera universalmente riconosciuta dalla Cina e comprendente il sottogruppo dell’Africa, oltre all’India, ai paesi dell’OPEC, la quasi totalità dei paesi sud-americani e tutti quelli asiatici meno il Giappone e la Corea del Sud[10])

à l’ Unione Europea

à La Federazione Russa e il resto dei paesi CSI (ex-URSS meno i tre piccoli stati Baltici)

à lo “Umbrella Group” o JUSCANNZ (dalle iniziali di Japan, United States, Canada, New Zealand), comprendente anche l’Australia. Questo schieramento porta avanti in pratica gli interessi statunitensi

- A livello economico:

Gli interessi sono grosso modo divisi tra paesi in via di sviluppo (PVS) e paesi industrializzati. Ogni tipo di crisi coinvolge uno opportuno dosaggio e redistribuzione di risorse del pianeta, ad esempio: i) la quota nazionale di energia, sotto forma di combustibili fossili, utilizzabile per unità di tempo senza impedire la riduzione di emissioni di anidride carbonica e di altri gas di serra; ii) la quota di petrolio e gas naturale utilizzabile nel quadro della diminuzione tendenziale del tasso di estrazione, senza minacciare il fabbisogno vitale di altri paesi e/o blocchi militari; iii) il tasso massimo di deforestazione da applicare a scopi agricoli e commerciali senza superare il tasso di ricrescita e quindi le capacità di assorbimento di CO₂ e la capacità di regolare il tasso di umidità; iv) il flusso di acqua necessario alle attività industriali, metropolitane ed agricole senza però intaccare la quota dei paesi confinanti e che condividono gli stessi bacini idrografici; v) il tasso di crescita demografica massimo tollerabile senza aggravare le crisi 1–4 e 6,7, etc. etc.

Le soluzioni per le crisi 1-4 e 7 sono tutte inconciliabili con la crescita economica, e quindi incompatibili con il vigente sistema di mercato. Ciò schiera una serie di organizzazioni intergovernative occidentali potenzialmente (e in alcuni casi effettivamente) contro l’applicazione delle soluzioni.

Diamo un breve elenco degli schieramenti economici:

¨ G7 (Russia a parte, il G8 è solo formale nelle decisioni sostanziali)

¨ OECD[11] (OCSE)

¨ OPEC[12]

¨ ASEAN[13]

¨ IMF[14] (UN ma in realtà portavoce di Washington, Wall Street, e in misura molto minore di UK e Giappone)

¨ NAFTA[15]

¨ IEA[16]

¨ (UN): UNCTAD[17], UNIDO[18], World Bank

- A livello militare:

Esistono una serie di potenze, patti ed alleanze varie che, come vedremo, giocano un ruolo fondamentale nell’ambito del dominio delle risorse e - in definitiva - della “gestione” delle crisi sopraelencate. Alcune, e in particolare quelle imperniate intorno agli Stati Uniti d’America, sono costruite per imporre una dominanza che tende a risolvere le crisi suddette tentando di garantire la sopravvivenza di una parte del cosiddetto Occidente.

Elenchiamo brevemente gli schieramenti ed alleanze più importanti:

* US

* NATO

* Alleanza Federazione Russia-Cina-India

* Alleanza US-Japan-Korea e - anche se non ufficialmente- Taiwan

L’Unione Europea (EU) non possiede - come è noto - un proprio dispositivo militare, anche se - come vedremo - le sue posizioni ed interessi strategici e a medio termine nel gestire le su elencate crisi non coincidono (e anzi sono contrapposti) con quelli degli US. Quest’ultimo fatto è confermato dal fatto che le posizioni negoziali dell’EU sono praticamente sempre in conflitto con quelle del JUSCANNZ negli scontri sui trattati sulle grandi crisi ambientali 1-4 e 6-7. È da segnalare il trattato militare per il secolo a venire stipulato da Cina e Federazione Russa nel 1997, a cui si è aggiunta l’India meno di un anno fa.

Il progettato sistema missilistico US-Japan-Korea, con l’istallazione di missili anche su Taiwan costituisce una minaccia per la Cina e per l’alleanza “Asiatica” sopra descritta, oltre che una minaccia di destabilizzazione nucleare per tutto il mondo.

Prima di vedere che ruolo hanno queste alleanze e che minacce ne vengono alla pace e infine come esse giocano nel conflitto dei Balcani, esaminiamo i dati, la natura e la rilevanza delle crisi globali sopra descritte. Nel descrivere i dati trascurerò dapprima i cenni storico-scientifici, che tratterò in seguito. Mi limiterò qui invece a descrivere i dati e i processi su cui è stato raggiunto consensus scientifico nella comunità scientifica internazionale (ICSU).

2. LE GRANDI CRISI AMBIENTALI GLOBALI IN ATTO

2.1 CRISI CLIMATICA.

I dati

L’uomo ottiene circa il 95% dell’energia ossidando atomi di carbonio nei legami C-H e C-C (i.e., bruciando combustibili fossili: idrocarburi, gas naturale e carbone). Il necessario prodotto finale di tali processi di generazione di energia è l’emissione in atmosfera di anidride carbonica (CO₂) in quantità strettamente proporzionali alla energia totale usata. Tale modalità di generazione dell’energia è non rinnovabile e non sostenibile. Infatti, centinaia di milioni di anni fa grandi masse di clorofilla hanno cominciato a rimuovere carbonio nella forma ossidata (sotto forma di CO₂) dall’atmosfera, per riporlo nei propri tessuti sotto forma ridotta, nei legami C-C e C-H. Contemporaneamente, veniva immagazzinata energia a spese di quella solare, come è chiaro dalla reazione generica che segue e dalla spiegazione della struttura energetica delle molecole organiche data tra breve:

iCO₂ + clorofilla + fotone + mH₂O ® n(R-CH-S) + clorofilla + wO₂,

dove i coefficienti stechiometrici dipendono dal tipo di molecola organica formata, mentre R ed S sono radicali organici generici comunque complessi. La clorofilla agisce da catalizzatore, mentre il fotone assorbito fornisce l’energia necessaria per la riduzione (vedi qui sotto). Nel corso degli ultimi circa 200 milioni di anni, una frazione considerevole di tale manto clorofilliano è morto, putrefacendosi e trasformandosi in petrolio, gas naturale e carbone. I legami C-C e C-H (maggiormente quest’ultimo) hanno una buca di potenziale meno profonda del legame C-O. La differenza è quella che l’uomo usa per produrre energia, riossidando il carbonio (i.e. bruciando i combustibili fossili) e di conseguenza producendo anidride carbonica. L’insostenibilità di tale processo umano di generazione di energia sta nel fatto che - per ordini di grandezza - essa è stata immagazzinata nel corso di più di 200 milioni di anni, mentre noi la stiamo consumando (e immettendo in atmosfera) in soli 140 anni, anzi -essenzialmente- negli ultimi 60! La velocità di consumo -umano- è così circa 3 milioni di volte quella di produzione - naturale.

A questo punto bisogna ricordare che l’equilibrio termo-radiativo dell’atmosfera è regolato, a parità di irraggiamento, dalla concentrazione - in atmosfera - dei cosiddetti gas di serra, ossia dalla concentrazione di molecole che hanno alti coefficienti di assorbimento (ossia in definitiva alte sezioni d’urto) nell’infrarosso. Tra le molecole naturali essenzialmente troviamo l’acqua (H₂O) l’anidride carbonica (CO₂) e il metano (CH₄). Mentre l’equilibrio radiativo boltzmaniano - che si avrebbe in assenza di atmosfera - tra la radianza solare e il reirraggiamento da diseccitazione dei livelli roto-vibrazionali assegnerebbe alla superficie del nostro pianeta una temperatura media[19] di circa -20° C, la presenza dei suddetti gas di serra garantisce una media di circa 15° C. Questo è quello che si chiama l’effetto serra naturale. In maniera quantitativa, per il lettore fisico, diamo qui di seguito le espressioni per la potenza radiante assorbita per unità di superficie e per il contributo dell’effetto serra alla derivata della temperatura media al livello del mare. Esse si ottengono mediando - sulle frequenze infrarosse rilevanti - l’equazione differenziale del trasporto radiativo, e manipolando opportunamente l’espressione ottenuta, uguagliando poi la radianza assorbita per transizioni roto-vibrazionali alla derivata rispetto al tempo dell’energia interna media dell’atmosfera per unità di superficie:

(global warming potential) (1)

dove la sommatoria è estesa a tutte le specie molecolari rilevanti, n_i è la densità numerica delle molecole considerate, è la sezione d’urto monocromatica relativa alla specie molecolare i alla frequenza n e I(n) è la radianza riemessa dalla superficie terrestre nell’infrarosso. Questa equazione descrive ovviamente la media spaziale su tutta la superficie del pianeta. Il corrispondente contributo alla derivata della temperatura[20] media <T> è:

(2)

dove r è ovviamente la densità dell’atmosfera (più precisamente della parte in cui avviene l’assorbimento) k è la costante di Boltzman, m_H la massa dell’atomo di idrogeno, e m è il peso molecolare medio.

Figure 1 The World Industrial Product (deflated world “GDP” in real value - i.e. in physical equivalent). The unit is an index number, set as base=100 in 1963. To obtain -with good approximation- the value in US$ (1990 value) multiply by 212.1 billion. Doubling time@17 years. Data: The World Bank (hereafter WB); stats.: GDI[21].

Figure 2 The CO2 emissions (in CO2 mass units: to obtain GtonC - i.e. Carbon units - multiply by 12/44 @ 0.2727). Doubling time@29 years. Data: CDIAC; stats.: GDI.

Il problema è che l’uomo, dall’inizio della rivoluzione industriale, per soddisfare il fabbisogno di energia - che è cresciuto e cresce tuttora esponenzialmente, è entrato in un regime di consumo di combustibili fossili altrettanto esponenziale, emettendo in atmosfera quantità di anidride carbonica esponenzialmente crescenti (vedi fig.2) con un tempo di raddoppiamento di 29 anni circa. Ciò è servito, in definitiva, ad alimentare la crescita economica (vedi fig. 1), altrettanto esponenziale, ma con un tempo di raddoppiamento più rapido, dovuto al miglioramento tecnologico delle efficienze di bruciamento, per cui col passar del tempo sono necessarie quantità di energia minori per produrre la stessa quantità di prodotto industriale mondiale (WIP). Per la precisione, quest’ultima grandezza è la generalizzazione a livello mondiale del PIL, solo che in termini reali (deflazionati, corrispettivi nel caso della figura al dollaro 1963, e in termini di equivalenti fisici e non puramente monetari). Il fatto è che per ogni unità di WIP prodotto è necessaria una ben determinata quantità di energia - a parità di efficienza - e quindi, per motivi energetico-molecolari, è necessario bruciare una ben determinata quantità di combustibili fossili, e dunque di emettere una ben determinata quantità di CO₂ in atmosfera. L’efficienza è - finora - costantemente aumentata, e questo è il motivo per cui il tempo di raddoppiamento delle emissioni è più lento di quello del prodotto industriale, cioè della crescita economica. Detto aumento di efficienza, però, è ovviamente limitato dal Secondo Principio della Termodinamica, visto che l’efficienza di cui parliamo - energia prodotta per unità di emissioni di anidride carbonica - non è soltanto proporzionale all’efficienza economica - dollari di prodotto industriale per unità di emissioni di anidride carbonica - ma anche al rendimento termodinamico di qualsiasi macchinario converta l’energia chimica del combustibile in energia termica e in definitiva in lavoro utilizzabile. In termini pratici, siamo oggi ad un’efficienza termodinamica media di circa 0.25, e possiamo crescere - ottimisticamente - fino ad un valore di 0.75-0.8 al massimo. Questi valori tengono conto delle diverse macchine necessarie alla vita industriale, agricola ed urbana, per esempio dai veicoli con motore termico (benzina o diesel) con efficienza intorno al 16-17% (0.16-0.17) alle turbine a gas ad alta temperatura, con efficienze sperimentali fino al 50% (0.5).

Figure 3 The impressive, strong correlation between the global CO₂ emissions and the world industrial product. The implied correlation coefficient is r@0.995. Data from: CDIAC; WB. Correlation and stats.: GDI.

Per concludere questa digressione sull’efficienza, con l’attuale trend di miglioramento tecnologico, possiamo crescere un altro paio di decenni al massimo, prima di “sbattere” contro il Secondo Principio della Termodinamica. Dopodiché le emissioni cominceranno a salire con lo stesso tempo di raddoppiamento del WIP. Usando i dati forniti dalla Banca Mondiale, in termini sempre reali, e del CDIAC[22] si può vedere in fig. 3 l’impressionante correlazione esistente tra la crescita economica (il WIP) e le emissioni negli ultimi 150 anni circa: il coefficiente di correlazione è r@0.995. La relazione tra l’efficienza economica, e, il prodotto industriale mondiale WIP e le emissioni, E, è:

E = WIP/e. (3)

La conseguenza dell’aumento esponenziale delle emissioni di anidride carbonica in atmosfera, in atto da circa 150 anni, è un drammatico - per l’umanità - aumento della concentrazione di CO₂ , come si può vedere nelle fig 4 e 5, su due diverse scale temporali (dati del CDIAC; IPCC[23]; NGDC[24]; UKMO[25]). In fig. 4 possiamo vedere le fluttuazioni naturali che i dati ci mostrano nei mille anni circa prima del 1850, e la rapida crescita esponenziale successiva, tuttora in atto. La fig 5 è il dettaglio dell’era industriale in cui stiamo vivendo.

Figure 4 The natural CO2 variations and the anthro-pogenic increase after the industrial revolution in 1800. In this graph, and in all the next ones showing a best-fit curve to the data, the continuous lines above and below the fit are the 99% confidence levels (inner lines) and the 99% prediction levels (outer lines from the fit). Data from the IPCC (1995); CDIAC. Statistics: GDI 1997.

Figure 5 A zoom-in on the 1850-2000 interval of Fig. 1a, showing the exponential trend in the data regarding the CO2 concentration after the industrial revolution. Note the very short e-folding time (40 years), corres-ponding to a doubling time of only 27 years. Data from IPCC; CDIAC; det. coefficient: r^2@0.98; best-fit and conf. levels by GDI 1997.

Possiamo notare che il valore di concentrazione naturale di CO₂ , quello cioè che garantiva il benefico effetto serra naturale , era di circa 280 ppmv (parti per milione in volume) mentre in 150 anni - ma essenzialmente negli ultimi 70 - abbiamo portato la concentrazione di anidride carbonica a poco meno di 364 ppmv (valore fine 1998) pari ad un aumento del 30% circa. E aumentiamo con un tempo di raddoppiamento attualmente uguale a 27 anni, che fatalmente scenderà a soli 17 anni in meno di un paio di decadi, per la saturazione delle efficienze imposta dal Secondo Principio TDN agli attuali tassi di sviluppo tecnologico dell’Occidente. Una accelerazione tecnologica della Cina, dell’India e di altri importanti PVS[26] (paesi in via di sviluppo) diminuirà ancora il tempo in capo al quale ci sarà l’attesa saturazione.

Una brevissima digressione generale: al lettore attento non sfugga il legame di tutto ciò con il problema dell’energia. A questo scopo, si ricordi che stiamo parlando di “problemi” -eufemisticamente definiti tali - causati dal processo di generazione di energia, che avviene al 95% bruciando combustibili fossili. Torneremo ovviamente su questo e sulle conseguenze economiche e militari. Starà al lettore stesso di trarre eventualmente quelle politiche generali.

Figure 6 The temperature anomaly after 1860. Data: IPCC; UKMO

Andiamo avanti con i dati: cosa è successo alla temperatura media superficiale dell’atmosfera del nostro pianeta in questi 150 anni di crescita esponenziale economica e quindi di emissioni di CO₂ ? Questo si può vedere dalla fig. 6 (sorgente IPCC;UKMO; anche NGDC del NOAA), che mostra l’andamento della temperatura media superficiale dal 1860 ad oggi. E’ evidente il trend in crescita, a parte oscillazioni cicliche e stocastiche. In conseguenza di tale aumento di temperatura (circa 0.6 °C in un secolo) si è riscontrato un aumento del livello medio del mare di 25 cm (nel Mediterraneo circa 11 cm, a causa della prevalenza dell’evaporazione in questo bacino chiuso).

Figure 7 220,000 years of data on the CO2 concen-tration from the Vostok ice core. Source: NGDC (NOAA Palaeoclimatology Program); NSIDC[27].

Figure 8 Same as fig. 5, but for the temperature anomaly. Source: as in Fig 7.

Andando a vedere i dati paleoclimatici, possiamo per esempio valutare in fig. 7 e 8 l’andamento misurato della temperatura e della concentrazione di anidride carbonica ottenuti analizzando le bollicine d’aria intrappolate nel ghiaccio del carotaggio di Vostok[28]. Il grafico plotta dati riferentisi a 220 mila anni prima di oggi[29]. Risulta evidente la forte correlazione tra l’andamento della CO₂ e la temperatura. Si vede inoltre che la concentrazione atmosferica di anidride carbonica ha oscillato tra circa 180 ppmv e 300 ppmv. Da altri data set, più dettagliati nei passati 10 mila anni, si vede che il valore della concentrazione preindustriale - 280 ppmv - era ormai stabile da molte migliaia di anni, con le oscillazioni visibili in fig. 4 prima del 1800 circa.

Figure 9. In this graph, the measured data end in 1997. The extrapolation to the year 2100 is a pure BAU behaviour of the CO₂ concentration historical data, with a best estimate of somewhat less than 1300 ppmv, actually higher that that implied by the IPCC scenario IS92e. Statistics: GDI 1997. Data source as in Fig 1b.

Se riportassimo in fig. 7 l’aumento antropogenico di anidride carbonica degli ultimi circa 100 anni, sarebbe una retta verticale fino a 363 ppmv. E l’attuale trend business-as-usual [30](BAU) prevede il raddoppio (560 ppmv) del valore preindustriale entro 35 anni circa (anzi solo 20 se la saturazione dell’efficienza avverrà prima). Entro la fine del secolo venturo il business-as-usual trend ci farà arrivare a più di un quadruplicamento (vedi fig. 9). In altre parole, in 100 anni circa avremo prodotto una variazione della concentrazione atmosferica di anidride carbonica 3 volte maggiore della massima variazione registrata in poco meno di mezzo milione di anni. Guardando la fortissima correlazione tra temperatura media e concentrazione di gas serra (sono disponibili analoghi dati per la concentrazione di metano) è impossibile non aspettarsi, con tali grandi e rapidissime variazioni antropogeniche della concentrazione di CO₂ un effetto serra di origine antropogenica[31] di vaste proporzioni - anche senza girare pesanti modelli numerici idrodinamico-radiativi.

Ogni anno emettiamo complessivamente in atmosfera circa 6.3 miliardi di tonnellate di carbonio, ossia circa 23 miliardi di tonnellate di anidride carbonica, a cui si devono aggiungere circa 5.5 miliardi di tonnellate di CO₂ dovute alla deforestazione[32] nelle grandi foreste tropicali. Di quei 23 miliardi di tonnellate di anidride carbonica l’anno, più dei 3/4 vengono assorbiti[33] dal biota clorofilliano nelle foreste e negli oceani[34]. Il lettore ha a questo punto compreso che - quando verranno meno gli assorbitori forestali e ci sarà una sink failure delle alghe negli oceani - l’immissione netta in atmosfera diventera’ di conseguenza più che quadrupla, senza contare l’aumento dovuto alla crescita economica (che politici ed economisti fanno a gara a dichiarare “irrinunciabile”[35]). E’ anche evidente - a questo punto - la forte interazione della crisi climatica che stiamo descrivendo con la crisi n. 3 (deforestazione). Ne vedremo più avanti (in questo paper) le implicazioni economiche e agricole.

Questi sono i dati. E’ naturale che il lettore si chiederà: cosa succederà all’equilibrio termo-radiativo dell’atmosfera in presenza di tali violente alterazioni antropogeniche della concentrazione dei gas di serra? Per rendersi conto della rapidità del processo, si pensi che il pianeta non vede concentrazioni di anidride carbonica così alte (come quella che raggiungeremo al tasso attuale tra venti anni) da più di 35-50 milioni di anni. Tale dato si ottiene facilmente confrontando i record di concentrazione che ssi ottengono analizzando i sedimenti calcarei[36] sia a terra che sul fondo degli oceani con le 560 ppmv che raggiungeremo al più tardi tra 30 anni ma più probabilmente tra 20.

Si tenga presente che anche altri gas di serra sono in vistosa crescita. Infatti, il metano sta crescendo esponenzialmente (da processi industriali ed agricoli) e i cloro-fluoro-carburi (che sono anche responsabili della progressiva distruzione dello strato di ozono stratosferico) e gli idro-fluoro-carburi (loro sostituti salva-ozono) sono anch’essi in rapida ascesa e ambedue sono potenti gas serra. Infine, il protossido di azoto (N₂O) è anch’esso in crescita esponenziale. I CFC e gli HFC sono un milione di volte meno abbondanti dell’anidride carbonica, ma contribuiscono all’effetto serra totale per il 20%, contro il 55% dell’anidride carbonica, il 17% del metano e l’8% del protossido d’azoto. Ciò è dovuto al fatto che la sezione d’urto dei CFC è altissima, dell’ordine di 10⁶ volte più alta di quella della CO₂. Analogamente accade per il metano, dove il fattore è quasi uguale a mille. Anche il vapor d’acqua è un potente gas serra (grande sezione d’urto nell’infrarosso qui rilevante). Tutto il ciclo dell’acqua (evaporazione, formazione di nubi, precipitazioni, etc) viene ovviamente seguito nei calcoli e nei modelli, insieme al ciclo del carbonio, come vedremo tra breve. Ciononostante, anche se il suo contributo netto è alto e ovviamente è un termine importante nei calcoli, non è l’H₂O a “dominare” la scena, in quanto ovviamente l’aumento di temperatura fa aumentare la tensione di vapore e l’evaporazione dai mari, causando una maggior immissione di vapore in atmosfera, cosa che aumenta a sua volta l’effetto serra, con retroazione positiva. Il nesso causale ovviamente è gas serra antropogenici ® vapor d’acqua. Non solo, ma il tempo di permanenza media in atmosfera della CO₂ è di circa 200 anni, a fronte di pochi giorni per l’H₂O. Il metano permane per periodi da anni a decenni, e alcuni CFC hanno periodi di permanenza dell’ordine di 10⁴ anni. Ciò chiarisce ulteriormente perché il vapor d’acqua, pur essendo un potente gas serra, non è affatto il driving factor dell’effetto serra.

Una vecchia polemica - superata da prima della metà degli anni ‘80 - era basata sul fatto che la copertura nuvolosa, in aumento per l’aumento del vapor d’acqua dovuto al riscaldamento globale[37], avrebbe “prima o poi”, con l’aumento dell’albedo (riflettività verso lo spazio esterno all’atmosfera), regolato automaticamente il problema termico, arrestando il riscaldamento. A parte il fatto che questa obiezione era molto ingenua e qualitativa, in quanto è da determinare quanto “prima” e quanto “poi”, prima ancora che i modelli potessero dimostrare anche numericamente che l’effetto in questione non fermava il riscaldamento prima di almeno 10°C, era evidente - dall’analisi dei termini forzanti delle equazioni differenziali - che comunque tale “equilibrio” si sarebbe raggiunto soltanto quando la temperatura fosse diventata così più alta di adesso da popolare l’atmosfera con vapor d’acqua sufficiente ad aumentare l’albedo abbastanza per fermare l’effetto serra, e questo appariva già qualitativamente venti anni fa avvenire per un riscaldamento superiore a qualche grado. Per colmo di assessment di questa vecchia polemica - che io riporto per il lettore che la avesse eventualmente sentita, anche se scientificamente non è più in discussione da più di 15 anni - basta valutare il data set della temperatura ottenuto dai sedimenti (analisi del rapporto O¹⁸/O¹⁶ etc.) per i pregressi circa 200 milioni di anni (v. fig. 10).