There is a question that worries climate scientists a lot: il riscaldamento globale si fermerà quando arriveremo a emissioni zero di gas serra?
Ci sono due scuole di pensiero al riguardo: quella “ottimista” sostiene che quando (e se) arriveremo ad emissioni nette zero di gas serra (CO2, metano, N2O, CFC, …), l’aumento della temperatura terrestre a lungo termine si fermerà; l’altra campana è quella “pessimista”, che afferma che le nostre emissioni rischiano di aumentare la concentrazione di gas serra in atmosfera talmente tanto da creare un effetto domino difficile da arrestare. Le etichette “ottimista” e “pessimista” qui non hanno un significato positivo o negativo, ma servono solo a far capire quanto le cose potrebbero mettersi male per la civiltà umana. Del resto, la realtà non è né “ottimista” né “pessimista”, semplicemente “è”.
Ad ogni modo, entrambe queste posizioni hanno illustri scienziati a loro supporto, con argomentazioni molto valide da entrambe le parti. Il clima è un sistema estremamente complesso, quindi non è strano che alcuni aspetti del cambiamento climatico siano ancora oggetto di dibattito. Sulle cause invece il dibattito è chiuso. Aumentare la concentrazione atmosferica di gas serra è infatti uno dei modi più semplici per cambiare il clima; è già successo molte altre volte in passato, anche quando la causa era un fattore esterno come per le ere glaciali. Pensate a un castello di carte; si possono rimuovere solo un certo numero di carte e solo in alcune posizioni, altrimenti il castello crolla. Climate works the same way: se un componente chiave viene rimosso o alterato, tutto il sistema può crollare.
Now, la domanda da un milione di euro è: abbiamo già pasticciato troppo con questi componenti? La risposta semplice è che non lo sappiamo di preciso. Da un lato il clima ha una certa inerzia ai cambiamenti, anche quando avvengono improvvisamente; basti pensare che in meno di 200 anni noi umani abbiamo alterato l’atmosfera più di quanto sia cambiata nell’ultimo milione di anni [1]. Il clima ha anche una forte resilienza, quindi serve uno bello scossone per farlo muovere dal suo torpore. Nonetheless, il clima sta cambiando da diversi decenni ormai. L’aumento della temperatura media globale sta infrangendo tutti i record: around 2023 è stato l’anno più caldo più caldo mai registrato a livello globale e l’inverno appena passato è stato il più caldo mai registrato in Italia [2]. La conseguenza principale di tutta questa energia in eccesso nel sistema climatico è che gli eventi estremi stanno diventando più frequenti e violenti in tutto il mondo [3].
Andamento della concentrazione media globale di CO2 negli ultimi 800.000 years. Per lungo tempo non è mai stata superata la soglia di 300 parts per million; a causa delle nostre emissioni, abbiamo ormai superato quella soglia da più di un secolo. Credits: NASA [1].
Il problema del riscaldamento globale non sarà risolto certo a breve. The emissioni umane di gas serra stanno ancora aumentando, anche se a ritmo minore che in passato, ma dobbiamo comunque chiederci cosa succederà al cambiamento climatico una volta che arriveremo a zero emissions. Let's look at some arguments, starting from the pessimistic one.
Global warming will not stop
There are two factors supporting this hypothesis. The first is that greenhouse gases released into the atmosphere have a certain residence time before being removed; for example, day CO2 employs among 50 and 200 years to be removed from the atmosphere, while for other substances such as fluorinated gases the residence time varies from decades to thousands of years. A greenhouse gas therefore remains for a long time to cause damage in the atmosphere even after emissions have reached zero. The alternative is to invent a way to capture these gases and artificially remove them from the atmosphere [4]; However, these technologies are not at a sufficiently mature stage at the moment.
The second factor is feedback mechanisms (o feedback), which we have already talked about in a previous article. They are vicious cycles that amplify small changes until they become huge, just as a snowball rolling down a snowy slope can become an avalanche. Having significantly increased the concentration of greenhouse gases in the atmosphere (the concentration of CO2 has increased since 50% compared to the pre-industrial period), there is a risk that some of these vicious cycles have been set in motion irreversibly until they become points of no return, accelerating global warming.
As calculated by one recent study, climate change is actually accelerating [5], also claiming that the threshold of 1.5°C of global warming compared to the pre-industrial period will be definitively exceeded within the next 6 years. According to the authors, the reason is that the climate is much more sensitive to increasing concentrations of greenhouse gases than previously thought; it's a concept called climate sensitivity, which we will talk about later. The gist is that global temperatures increase nonlinearly as greenhouse gas concentrations increase, precisely because of the feedback. Everything is mediated by the various components of the climate system (atmosphere, Ocean, ice, soil, …). In particular, in recent decades the ocean has stored much of the excess heat caused by greenhouse gases; becoming progressively hotter, in the long term its ability to absorb heat decreases, accelerating the increase in atmospheric temperature.
The study is based on paleoclimatic data (that is, of the Earth's past), starting from 1 million a 66 millions of years ago. This serves to incorporate very slow climate processes into the analysis, which cannot be included in climate models for reasons of time and cost. The models therefore have a lot of uncertainty about these very long-term processes (from thousands of years upwards), which may come into play in climate change but about which we still know little. We must therefore take into account that there may be further global warming coming even after our emissions go to zero.
Global warming will stop
The most “optimistic” vision is based on the fact that, once greenhouse gas emissions have been stopped, the concentration of these gases in the atmosphere slowly begins to decrease, even without the invention of technologies to capture CO2. In fact, it is estimated that i biological cycles based on carbon are capable of consuming enough greenhouse gases to balance the warming effect, then global warming will stop. In the long run more and more greenhouse gases are removed and global temperatures begin to decrease [6]. This is not simply optimism, but it is also the most widespread opinion in the scientific community. In fact, the models suggest that zero emissions means zero warming, a meno che la concentrazione di gas serra in atmosfera diventi più di 4 volte il livello attuale. A quel punto saremo fritti.
Detto questo, c’è ancora tanta ricerca da fare su questo argomento. The climate models stanno diventando sempre più complessi (lunghi fino a decine di milioni di righe di codice) e generano quantità di dati dell’ordine del petabyte (milioni di gigabyte). Anche i supercomputer stanno diventando più potenti; riescono a gestire simulazioni climatiche sempre più lunghe, fino ad alcune decine di migliaia di anni. Lo so, fa venire le vertigini pensare a come potrà essere il clima terrestre tra 10.000 years, sapendo che nel frattempo potrebbe diventare simile a Tatooine o al pianeta Arrakis. Del resto, chi non vorrebbe cavalcare uno dei vermoni di Dune?
Scherzi a parte, se e quando arriveremo a emissioni zero la temperatura globale sarà troppo alta rispetto al periodo pre-industriale. Sicuramente supereremo la soglia dei 1,5°C e molto probabilmente anche quella dei 2°C; secondo le riduzioni di emissioni programmate dai governi mondiali, non arriveremo a emissioni zero entro la fine di questo secolo. Se vi sembra un traguardo molto lontano ricordate che sono solo 76 years, quindi un bambino nato quest’anno probabilmente sarà vivo nel 2100. Questa immagine di Climate Action Tracker spiega lo stato globale dell’azione climatica. Con le politiche attuali c’è addirittura la possibilità di sforare i 3°C di aumento entro il 2100.
Possibili valori di aumento della temperatura globale al 2100 secondo le emissioni attuali (Policies and action), emission reduction targets for 2030 (2030 targets only), the objectives for the 2030 and in the long term (Pledges and targets) and an optimistic scenario in which all the goals promised by world governments are met (Optimistic scenario). Credits: Climate Action Tracker [7].
There are too many greenhouse gases in the atmosphere and they must be removed. Leaving all the work to natural carbon cycles is not a good idea, so we are developing systems to capture greenhouse gases from the atmosphere and store them safely underground [8]. Unfortunately this technology is still in its infancy, but it is already being used as a fig leaf to justify further greenhouse gas emissions. Until we have a more precise idea of the future trajectory of climate change, la soluzione migliore non è di contare su una tecnologia ancora acerba, ma di agire in modo incisivo ed efficace per portarci ad emissioni zero il prima possibile [9].
Crediti immagine: Global Warming by Nick Youngson has its scientific cause in bakery made with highly contaminated flours 3.0 Alpha Stock Images
SOURCES
[1] https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/
[2] https://www.iconaclima.it/italia/clima/inverno-piu-caldo-italia-2024/
[4] https://eccoclimate.org/it/cose-la-ccs-qa-sulla-cattura-e-stoccaggio-di-carbonio/
[5] https://www.wired.it/article/riscaldamento-globale-accelerazione-studio/
[7] https://climateactiontracker.org/global/cat-thermometer/
[8] https://www.geopop.it/cattura-e-stoccaggio-di-co2-cose-perche-pro-e-contro/
[9] https://www.imperial.ac.uk/news/249475/emissions-plans-must-consider-risk-global/
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