Come nasce il riscaldamento globale

Dalla rivoluzione industriale, le attività umane hanno rilasciato nell'atmosfera grandi quantità di anidride carbonica e altri gas serra, che hanno cambiato il clima terrestre. Anche i processi naturali, come i cambiamenti nell'energia del sole e le eruzioni vulcaniche, influenzano il clima terrestre. Tuttavia, non spiegano il riscaldamento che abbiamo osservato nel corso dell'ultimo secolo. ^1,2

Cause umane e cause naturali

Gli scienziati hanno messo insieme un resoconto del clima terrestre analizzando una serie di misure indirette del clima, come le carote di ghiaccio, gli anelli degli alberi, la lunghezza dei ghiacciai, i resti di polline e i sedimenti oceanici, e studiando i cambiamenti nell'orbita terrestre attorno al sole. ^3,4  Questo record mostra che il clima varia naturalmente su un'ampia gamma di scale temporali, Ma questa variabilità non spiega il riscaldamento osservato dagli anni '50. Piuttosto, è estremamente probabile (> il 95%) che le attività umane siano state la causa dominante di quel riscaldamento. ^5,6

È inequivocabile che l'influenza umana ha riscaldato l'atmosfera, gli oceani e la terra.

Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico (rapporto 2021) ⁷

attività umane hanno contribuito in modo sostanziale al cambiamento climatico attraverso:

Intrappolare il calore nei gas serra e nel clima terrestre

Gas serra

Le concentrazioni dei principali gas serra sono aumentate dalla rivoluzione industriale a causa delle attività umane. Le concentrazioni di anidride carbonica, metano e protossido di azoto sono ora più abbondanti nel L'atmosfera terrestre è stata quella di qualsiasi altro momento negli ultimi 800.000 anni. ^8,9  Queste emissioni di gas serra hanno aumentato l'effetto serra e causato l'aumento della temperatura della superficie terrestre. La combustione di combustibili fossili cambia il clima più di qualsiasi altra attività umana.

Anidride carbonica: negli ultimi anni, le attività umane hanno rilasciato nell'atmosfera circa 35 miliardi di tonnellate di anidride carbonica ogni anno. ¹⁰  Le concentrazioni di anidride carbonica atmosferica sono aumentate di oltre il 40% dall'epoca preindustriale, passando da circa 280 parti per milione (ppm) nel XVIII secolo ¹¹  a 419 ppm nel 2023. ¹²

Metano: Le attività umane hanno aumentato le concentrazioni di metano durante la maggior parte del XX secolo a più di 2,5 volte il livello preindustriale, da circa 722 parti per miliardo (ppb) nel XVIII secolo ¹³  a 1.922 ppb nel 2023. ¹⁴

Protossido di azoto: le concentrazioni di protossido di azoto sono aumentate di circa il 20% dall'inizio della rivoluzione industriale, con un aumento relativamente rapido verso la fine del 20° secolo. Le concentrazioni di protossido di azoto sono aumentate da un livello preindustriale di 270 ppb ¹⁵  a 337 ppb nel 2023. ¹⁶

Risorse aggiuntive sui gas serra

La riflettività o l'assorbimento dell'energia solare

Attività come l'agricoltura, la costruzione di strade e la deforestazione possono modificare la riflettività della superficie terrestre, portando al riscaldamento o al raffreddamento locale. Questo effetto si osserva nelle isole di calore, che sono centri urbani più caldi rispetto alle aree circostanti e meno popolate. Uno dei motivi per cui queste aree sono più calde è che gli edifici, i marciapiedi e i tetti tendono a riflettere meno luce solare rispetto alle superfici naturali. Mentre La deforestazione può aumentare la riflettività della Terra a livello globale sostituendo gli alberi scuri con superfici più chiare come le colture, l'effetto netto di tutti i cambiamenti nell'uso del suolo sembra essere un piccolo raffreddamento. ¹⁷

Anche l'emissione nell'aria di piccole particelle, note come aerosol, può portare alla riflessione o all'assorbimento dell'energia solare. Molti tipi di inquinanti atmosferici subiscono reazioni chimiche nell'atmosfera per creare aerosol. Nel complesso, gli aerosol generati dall'uomo hanno un effetto di raffreddamento netto sulla terra. Scopri di più sugli aerosol generati dall'uomo e naturali.

Processi naturali

processi naturali influenzano sempre il clima terrestre e possono spiegare i cambiamenti climatici prima della rivoluzione industriale del 1700. Tuttavia, i recenti cambiamenti climatici non possono essere spiegati solo da cause naturali.

Cambiamenti nell'orbita terrestre e nella rotazione

I cambiamenti nell'orbita terrestre e nel suo asse di rotazione hanno avuto un grande impatto sul clima in passato. Ad esempio, la quantità di sole estivo nell'emisfero settentrionale, che è influenzata dai cambiamenti nell'orbita del pianeta, sembra essere la causa principale dei cicli passati delle ere glaciali, in cui la Terra ha sperimentato lunghi periodi di temperature fredde (ere glaciali), così come periodi interglaciali più brevi (periodi tra le ere glaciali) di temperature relativamente più calde. ¹⁸  Nella parte più fredda dell'ultimo periodo glaciale (o era glaciale), la temperatura media globale era di circa 11°F più fredda di oggi . Al culmine dell'ultimo periodo interglaciale, tuttavia, la temperatura media globale era al massimo di 2°F più calda di oggi. ¹⁹

Variazioni dell'attività solare

I cambiamenti nella produzione di energia solare possono influenzare l'intensità della luce solare che raggiunge la superficie terrestre. Sebbene questi cambiamenti possano influenzare il clima terrestre, le variazioni solari hanno avuto un ruolo limitato nei cambiamenti climatici osservati negli ultimi decenni. Dal 1978 ²⁰  satelliti misurano la quantità di energia che la Terra riceve dal Sole. Queste misurazioni non mostrano alcun aumento netto della produzione solare, anche se le temperature superficiali globali sono aumentate. ²¹

Cambiamenti nella riflettività terrestre

La quantità di luce solare che viene assorbita o riflessa dal pianeta dipende dalla superficie terrestre e dall'atmosfera. Gli oggetti e le superfici scure, come l'oceano, le foreste e il suolo, tendono ad assorbire più luce solare. Gli oggetti e le superfici di colore chiaro, come la neve e le nuvole, tendono a riflettere la luce solare. Circa il 70 per cento della luce solare che raggiunge la terra viene assorbita. ²²  I cambiamenti naturali nella superficie terrestre, come lo scioglimento del ghiaccio marino, hanno contribuito al cambiamento climatico in passato, spesso fungendo da feedback ad altri processi.

Attività vulcanica

I vulcani hanno svolto un ruolo notevole nel clima e le eruzioni vulcaniche hanno rilasciato grandi quantità di anidride carbonica in un lontano passato. Alcune eruzioni vulcaniche esplosive possono lanciare particelle (ad esempio, SO ₂ ) nell'atmosfera superiore, dove possono riflettere abbastanza luce solare nello spazio per raffreddare la superficie del pianeta per diversi anni. ²³  Queste particelle sono un esempio di aerosol di raffreddamento.

Le particelle vulcaniche di una singola eruzione non producono cambiamenti climatici a lungo termine perché rimangono nell'atmosfera per un tempo molto più breve rispetto ai gas serra. Inoltre, le attività umane emettono ogni anno più di 100 volte più anidride carbonica dei vulcani. ²⁴

Cambiamenti nelle concentrazioni di anidride carbonica presenti in natura Nel

corso delle ultime centinaia di migliaia di anni, i livelli di anidride carbonica sono variati in tandem con i cicli glaciali. Durante il caldo interglaciale i livelli di anidride carbonica erano più elevati. Durante i periodi glaciali freddi, i livelli di anidride carbonica erano più bassi. ²⁵  Il riscaldamento o il raffreddamento della superficie terrestre e degli oceani può causare cambiamenti nelle fonti naturali e nei pozzi di assorbimento di questi gas, e quindi modificare le concentrazioni di gas serra nell'atmosfera. ²⁶  Queste concentrazioni mutevoli hanno agito come un feedback climatico positivo, amplificando i cambiamenti di temperatura causati da spostamenti a lungo termine nell'orbita terrestre. ²⁷

¹   Accademia Nazionale delle Scienze. (2020).  Cambiamenti climatici: prove e cause: aggiornamento 2020 . The National Academies Press, Washington, DC, p. 5. doi: 10.17226/25733

² Frazier, A. et al. (2023). Cap. 2: Tendenze climatiche . Quinta valutazione nazionale del clima. Programma di ricerca sul cambiamento globale degli Stati Uniti, Washington, DC, p. 2-4.

  ³ Wuebbles, D.J., D.W. Fahey, K.A. Hibbard, B. DeAngelo, S. Doherty, K. Hayhoe, R. Horton, J.P. Kossin, P.C. Taylor, A.M. Waple & C.P. Weaver. (2017). Sintesi esecutiva. In: Rapporto speciale sulla scienza del clima: Quarta valutazione nazionale del clima, volume I [Wuebbles, D.J., D.W. Fahey, K.A. Hibbard, D.J. Dokken, B.C. Stewart & T.K. Maycock (eds.)]. Programma di ricerca sul cambiamento globale degli Stati Uniti, Washington, DC, pp. 12-34, doi: 10.7930/J0DJ5CTG

⁴ Accademia Nazionale delle Scienze. (2020). Cambiamenti climatici: prove e cause: aggiornamento 2020 . La stampa delle accademie nazionali, Washington, DC, pp. 3-5. DOI: 10.17226/25733

⁵  IPCC (2013).  Climate change 2013: The physical science basis .  Contributo del Gruppo di lavoro I alla quinta relazione di valutazione del Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico  [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex & P.M. Midgley (a cura di)]. Cambridge University Press, Cambridge, Regno Unito e New York, NY, p. 869.

⁶ Frazier, A. et al. (2023). Cap. 2: Tendenze climatiche . Quinta valutazione nazionale del clima. Programma di ricerca sul cambiamento globale degli Stati Uniti, Washington, DC, p. 2-4.

  ⁷ IPCC. (2021). Cambiamenti climatici 2021: le basi della scienza fisica. Contributo del gruppo di lavoro I alla sesta relazione di valutazione del Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu & B. Zhou (a cura di)]. Cambridge University Press, Cambridge, Regno Unito, p. SPM-5.

  8 Fahey, D.W., S.J. Doherty, K.A. Hibbard, A. Romanou e P.C. Taylor. (2017).  Fattori fisici del cambiamento climatico . In:  Rapporto speciale sulla scienza del clima: Quarta valutazione nazionale del clima, volume I  [Wuebbles, D.J., D.W. Fahey, K.A. Hibbard, D.J. Dokken, B.C. Stewart & T.K. Maycock (eds.)]. Programma di ricerca sul cambiamento globale degli Stati Uniti, Washington, DC, p. 80, Figura 2.4. doi: 10.7930/J0513WCR

⁹   Jay, A.K. et al. (2023). Cap. 1: Panoramica . Quinta valutazione nazionale del clima. Programma di ricerca sul cambiamento globale degli Stati Uniti, Washington, DC, p. 1-17.

¹⁰  AIE (2024), Emissioni di CO2 nel 2023, AIE, Parigi. https://www.iea.org/reports/co2-emissions-in-2023

¹¹   IPCC. (2013). Cambiamento climatico 2013: Le basi della scienza fisica .  Contributo del gruppo di lavoro I al quinto rapporto di valutazione del Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex & P.M. Midgley (a cura di)]. Cambridge University Press, Cambridge, Regno Unito e New York, NY, p. 166.

¹² Lan, X., Tans, P. e K.W. Thoning: Tendenze nella CO2 media globale determinata dalle misurazioni del NOAA Global Monitoring Laboratory. Versione 2024-11 https://doi.org/10.15138/9N0H-ZH07. Estratto il 11/7/2024 dai dati medi medi globali della superficie marina.

¹³   IPCC. (2013).  Cambiamento climatico 2013: le basi della scienza fisica . Contributo del gruppo di lavoro I alla quinta relazione di valutazione del gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex & P.M. Midgley (a cura di)]. Cambridge University Press, Cambridge, Regno Unito e New York, NY, p. 167.

¹⁴  Lan, X., K.W. Thoning e E.J. Dlugokencky: Tendenze di CH4, N2O e SF6 mediate a livello globale determinate dalle misurazioni del NOAA Global Monitoring Laboratory. Versione 2024-11, https://doi.org/10.15138/P8XG-AA10. Estratto il 11/7/2024 dai dati medi medi globali sulla superficie marina.

¹⁵   Codice fiscale. (2013).  Cambiamenti climatici 2013: le basi della scienza fisica .  Contributo del gruppo di lavoro I al quinto rapporto di valutazione del Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico [Stocker, TF, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex & P.M. Midgley (a cura di)]. Università di Cambridge Press, Cambridge, Regno Unito e New York, NY, p. 168.

¹⁶   Lan, X., K.W. Thoning e E.J. Dlugokencky: Tendenze di CH4, N2O e SF6 medie a livello globale determinate dalle misurazioni del NOAA Global Monitoring Laboratory. Versione 2024-11, https://doi.org/10.15138/P8XG-AA10. Estratto l'11/7/2024  dai dati medi medi globali della superficie marina.

¹⁷   Fahey, D.W., S.J. Doherty, K.A. Hibbard, A. Romanou e P.C. Taylor. (2017). Fattori fisici del cambiamento climatico . In: Rapporto speciale sulla scienza del clima: Quarta valutazione nazionale del clima, volume I [Wuebbles, D.J., D.W. Fahey, K.A. Hibbard, D.J. Dokken, B.C. Stewart & T.K. Maycock (eds.)]. Programma di ricerca sul cambiamento globale degli Stati Uniti, Washington, DC, p. 78, Fig. 2.3 e p. 86. doi: 10.7930/J0513WCR

¹⁸   Accademia Nazionale di Scienze. (2020). Cambiamento climatico: prove e cause: aggiornamento 2020.  The National Academies Press, Washington, DC, p. 9. doi: 10.17226/25733

¹⁹   Fahey, D.W., S.J. Doherty, K.A. Hibbard, A. Romanou & P.C. Taylor. (2017). Il nostro clima che cambia a livello globale . In: Rapporto speciale sulla scienza del clima: Quarta valutazione nazionale del clima, volume I [Wuebbles, D.J., D.W. Fahey, K.A. Hibbard, D.J. Dokken, B.C. Stewart & T.K. Maycock (eds.)]. Programma di ricerca sul cambiamento globale degli Stati Uniti, Washington, DC, p. 53. doi: 10.7930/J08S4N35

²⁰ Leung, L.R. et al. (2023). Cap. 3: Processi dei sistemi terrestri . Quinta valutazione nazionale del clima. Programma di ricerca sul cambiamento globale degli Stati Uniti, Washington, DC, p. 3-5.

²¹ Accademia Nazionale delle Scienze. (2020). Cambiamenti climatici: prove e cause: aggiornamento 2020.  La stampa delle Accademie Nazionali, Washington, DC, p. 7. DOI: 10.17226/25733

²² Fahey, D.W., S.J. Doherty, K.A. Hibbard, A. Romanou, & P.C. Taylor. (2017). Fattori fisici del cambiamento climatico . In: Rapporto speciale sulla scienza del clima: Quarta valutazione nazionale del clima, volume I [Wuebbles, D.J., D.W. Fahey, K.A. Hibbard, D.J. Dokken, B.C. Stewart & T.K. Maycock (eds.)]. Programma di ricerca sul cambiamento globale degli Stati Uniti, Washington, DC, p. 2. DOI: 10.7930/J0513WCR

²³ Fahey, D.W., S.J. Doherty, K.A. Hibbard, A. Romanou, & P.C. Taylor. (2017). Fattori fisici del cambiamento climatico . In: Rapporto speciale sulla scienza del clima: Quarta valutazione nazionale del clima, volume I [Wuebbles, D.J., D.W. Fahey, K.A. Hibbard, D.J. Dokken, B.C. Stewart & T.K. Maycock (eds.)]. Programma di ricerca sul cambiamento globale degli Stati Uniti, Washington, DC, p. 79. Doi: 10.7930/J0513WCR

²⁴ Fahey, D.W., S.J. Doherty, K.A. Hibbard, A. Romanou & P.C. Taylor. (2017). Fattori fisici del cambiamento climatico . In: Rapporto speciale sulla scienza del clima: Quarta valutazione nazionale del clima, volume I [Wuebbles, D.J., D.W. Fahey, K.A. Hibbard, D.J. Dokken, B.C. Stewart & T.K. Maycock (eds.)]. Programma di ricerca sul cambiamento globale degli Stati Uniti, Washington, DC, p. 79. doi: 10.7930/J0513WCR

²⁵   Accademia Nazionale delle Scienze. (2020). Cambiamento climatico: prove e cause: aggiornamento 2020.  The National Academies Press, Washington, DC, pp. 9–10. doi: 10.17226/25733

²⁶   IPCC. (2013).  Cambiamenti climatici 2013: le basi della scienza fisica.   Contributo del gruppo di lavoro I al quinto rapporto di valutazione del Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex & P.M. Midgley (a cura di)]. Cambridge University Press, Cambridge, Regno Unito e New York, NY, p. 399.

²⁷   Accademia Nazionale delle Scienze. (2020). Cambiamento climatico: prove e cause: aggiornamento 2020.  The National Academies Press, Washington, DC, pp. 9–10. DOI: 10.17226/25733