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Proposte di geoingegneria del clima già da alcuni anni prospettano potenziali modi per rettificare l’attuale e futuro squilibrio nel bilancio radiativo della Terra (Global Warming). L’IPCC (Intergovernamental Panel on Climate Change), il prestigioso organismo scientifico che esamina e valuta le più recenti informazioni scientifiche, tecniche e socio-economiche prodotte a livello internazionale sulla comprensione del cambiamento climatico globale, nel suo ultimo report (IPCC 2007 – http://www.ipcc.ch/index.htm) ha concluso che i risultati delle opzioni di geoingegneria fino ad allora proposte rimanevano largamente non dimostrati. Gli studi sulle proposte geoingegneristiche in questo ambito si sono moltiplicati negli anni, soprattutto dopo la crescente consapevolezza che gli sforzi di mitigazione messi in atto dai governi per ridurre le emissioni di gas serra sono troppo scarsi e, per questo, inefficaci, e le proposte sono ormai tra le più varie e, a volte, strambe. A volte talmente strambe che anche l’ipotesi di “Futurama” (la famosa serie cartoon di Matt Groening) di lanciare degli enormi cubetti di ghiaccio negli oceani sembrerebbe valutabile quasi seriamente (vedi qui sotto).

Ma quali sono queste proposte? Cioè, quali sono realmente e “scientificamente” plausibili? E come è stato valutato il loro impatto sul clima? Cioè, soprattutto, funzioneranno oppure no?

Per rispondere a queste domande forse bisognerebbe essere indovini più che scienziati, data la complessità e il numero delle variabili in gioco e la non completa conoscenza dei meccanismi coinvolti, ma proverò a sintetizzare quelli che sono gli ultimi risultati scientifici al riguardo.

 

Per rendere più facilmente comprensibile l’argomento occorre innanzitutto introdurre in maniera semplice e generale alcuni concetti di base legati ai cambiamenti climatici.

La temperatura della superficie terrestre risulta dal saldo netto tra l’energia solare entrante (onde corte, UV e visibile) e le radiazioni terrestri in uscita, cioè quelle ri-emesse dai corpi che hanno assorbito la radiazione solare (onde lunghe, infrarosso) (Kiehl e Trenberth, 1997). Il cambiamento della composizione chimica dell’atmosfera (con l’incontrollato aumento antropogenico di alcuni gas serra: CO₂, metano, protossido di azoto, ecc.) ha portato, e sempre di più porterà (se i trend di emissione non cambiano radicalmente), ad una squilibrio di questo bilancio radiativo e quindi ad un’alterazione della temperatura globale (in aumento) e del clima del pianeta.

 

Il termine “forcing radiativo” è stato utilizzato nelle valutazioni IPCC con un significato tecnico specifico, per indicare una perturbazione imposta dall’esterno nel bilancio energetico radiativo del sistema climatico terrestre, che può portare a cambiamenti climatici. La definizione esatta utilizzata dall’IPCC in uno dei suoi rapporti (http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/syr/ar4_syr.pdf) è:

“Forcing radiativo è una misura dell’influenza di un fattore nell’alterare l’equilibrio di energia in entrata e in uscita nel sistema Terra-atmosfera ed è un indice dell’importanza del fattore come un potenziale meccanismo di cambiamento climatico. In questo rapporto i valori di forcing radiativo sono le modifiche relative alle condizioni preindustriali definite nel 1750 e sono espressi in Watt per metro quadrato (Wm^-2). ”
Nel suo ultimo rapporto (quello del 2007) l’IPCC valutava il forcing antropogenico netto in +1.6 Wm^-2 (il segno positivo indica un aumento della temperatura) (Fig.1).

Fig.1: Media globale delle stime di forcing radiativo (RF) e i loro intervalli di incertezza così come mostrate nel Rapporto IPCC del 2007 (http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4-wg1-spm.pdf) per l’anidride carbonica di origine antropica (CO₂),il metano (CH₄), il protossido di azoto (N₂O) e altri agenti e meccanismi importanti, insieme con l’estensione geografica tipica (scala spaziale) di la forzatura e il livello di comprensione scientifica valutato (LOSU). Sono mostrati anche il forcing radiativo netto di origine antropica e la sua incertezza.

 

Le opzioni di geoingegneria per riequilibrare questo sbilanciamento devono avere dunque tutte lo scopo di diminuire il forcing e cioè “raffreddare” il pianeta e possono essere sostanzialmente di 2 grandi tipi:

(1) le opzioni volte a ridurre la quantità di energia solare assorbita dalla Terra (opzioni a onde-corte o short-wave options), o

(2) quelle volte ad aumentare la quantità di radiazione a onda lunga ri-emessa dalla Terra e ri-dispersa nello spazio (opzioni a onde-lunghe o long-wave options).

A loro volta le short-wave options possono essere suddivise in (1a) quelle che cercano di ridurre la quantità di radiazione che raggiunge la parte superiore dell’atmosfera e (1b) quelle che cercano di aumentare la riflessione della radiazione entrante all’interno dell’atmosfera o sulla superficie (albedo terrestre).

Le long-wave options invece prevedono la riduzione della CO₂ e la prevenzione del suo ritorno in atmosfera (almeno in parte); esse consistono sostanzialmente nella creazione di “serbatoi” per rimuovere la CO₂ e stoccare il carbonio in serbatoi (2a) terrestri e (2b) oceanici.

 

In base a questa prima classificazione generica, iniziamo a elencare sinteticamente le proposte (schematizzate anche nel grafico in Fig. 2) e a valutare la loro diversa efficacia a livello di riduzione del “forcing radiativo”, così come viene calcolata nel lavoro di sintesi di Lenton & Vaughan (Lenton & Vaughan, 2009).

 

 

 

 

 

(1)   Short-wave options:

(1a) Riduzione radiazione entrante:

1a_1 – “Parasoli” nello spazio (Sunshades in space): questa opzione consisterebbe nel riflettere parte della radiazione solare in arrivo sulla terra ponendo oggetti riflettenti nell’orbita solare (Angel et al., 2006) in un punto specifico chiamato inner Lagrange point (L1), raffigurato in Fig.3, o in quella terrestre (Pearson et al. 2006): una sorta di “ombrellone gigante spaziale” insomma. Per compensare una concentrazione atmosferica di CO₂ doppia rispetto a quella pre-industriale (ormai quasi raggiunta) è considerata la necessità di ridurre la radiazione di circa l’1.8% (Govindasamy & Caldeira, 2000), il che richiederebbe di porre a schermo della Terra una quantità di oggetti tale da avere una superficie riflettente totale pari a 4.7 milioni di Km² (circa mezza Europa!). Questa superficie, oltre ad essere molto vasta già così, non potrebbe nemmeno essere statica e definitiva in quanto, se i trend di emissioni di CO₂ e gas serra rimangono gli attuali, è chiaro che questa superficie dovrebbe aumentare significativamente anno dopo anno per tenere il passo dell’aumento del forcing radiativo dovuto ai gas serra.

Fig. 3: Raffigurazione dell’inner Lagrange point e del “Parasole” spaziale.

 

(1b) Aumento Albedo terrestre o atmosferica:

1b_1 – Aerosol stratosferico: questa proposta consiste nel’immissione forzata di aerosol di solfato, polveri o particelle artificiali in sospensione nella stratosfera: per incrementare la riflessione dell’atmosfera in maniera da contrastare l’attuale forcing radiativo occorrerebbero quantità di aerosol diverse a seconda del diametro delle particelle e della loro composizione. La quantità di aerosol di solfato necessaria stimata varia tra 1.5TgS/anno a 5 TgS/anno (TgS=TeraGrammi di Zolfo: 1Tg=10¹²g) (Crutzen et al., 2006; Rasch et al., 2008) a seconda della dimensione delle particelle ed anche del luogo di iniezione. Sono quantità modeste se confrontate con le emissioni antropiche annuali dovute alla combustione di carburanti fossili (55-68 TgS/anno nel 2000). Le particelle più piccole (raggio≈0.1um) sono più efficaci perché non interagiscono con l’infrarosso ri-emesso dal pianeta e non hanno dunque neanche in minima parte un effetto riscaldante. Se al posto dell’aerosol di solfato vengono usate particelle artificiali di fuliggine o di alluminio la massa richiesta può essere potenzialmente ridotta di alcuni ordini di grandezza. Rimane il problema che le particelle, anche se immesse in stratosfera, sono soggette a sedimentazione ed hanno “tempi di vita” variabili a seconda dell’altezza e della latitudine di emissione, ma comunque piuttosto brevi per cui sarebbe necessario un rimpiazzo continuo di aerosol in diversi punti dell’atmosfera per realizzare un effettivo raffreddamento e mantenerlo costante. Inoltre è ancora piuttosto incerta l’influenza dell’immissione di queste quantità di particelle in stratosfera (una zona dell’atmosfera normalmente povera di particolato) sulla formazione delle nuvole, sulle precipitazioni e dunque sul ciclo dell’acqua e sul clima in generale. Nonostante le incertezze, un progetto al riguardo è già in fase di sperimentazione: l’idea è quella di fare salire e poi lasciare sospesa a 20 chilometri di altitudine una mongolfiera gigante, grande all’incirca come lo stadio di Wembley; tenerla collegata alla terra attraverso un lunghissimo tubo, tipo quelli di plastica usati per il giardinaggio, attraverso il quale fare arrivare a quell’altezza centinaia di tonnellate di particelle chimiche al giorno; e quindi scaricarle nella stratosfera, per deflettere la luce solare e raffreddare in tal modo il pianeta. Proprio come succede con le eruzioni dei vulcani. Dietro questo piano, ambizioso o folle a seconda dei punti di vista, c’è un team di eminenti scienziati britannici di Oxford e Cambridge, un primo finanziamento della autorevole Royal Society per condurre la fase iniziale di sperimentazione, e un più robusto sostegno a lungo termine – se l’iniziativa si dimostrerà fattibile – da parte dello Engineering Physical Science Research Council, un consiglio di ricerche che riceve fondi dal governo di David Cameron.

1b_2 – Albedo delle nuvole_meccanica: per raffreddare il pianeta potrebbe essere incrementata l’albedo delle nuvole stratiformi marine attraverso la generazione meccanica di spray di sale marino che funga da sorgente di nuclei di condensazione per la formazione di nubi (CCN: Cloud Condensation Nuclei). È stato argomentato che un aumento del 50-100% della concentrazione di goccioline in tutte le nuvole stratiformi marine darebbe luogo ad un aumento di 0.005 albedo planetaria (Latham, 2002; Bower et al, 2006). Tuttavia, per compensare un forcing radiativo di 3.71Wm^-2 provocato dal raddoppio di CO₂ previsto, è stato calcolato come necessario un aumento di albedo planetario di 0.074 (Latham et al., 2008). In ogni caso molte sono le incertezze sul calcolo delle concentrazioni di goccioline nelle nubi marine sufficienti allo scopo. Altrettanto incerta è la stima dell’estensione e della durata della copertura nuvolosa sugli oceani…e la produzione meccanica di spray con quale sistema e soprattutto con quale energia e quali costi verrebbe aumentata? Ci sono proposte “artistiche” di barche con dei camini che spruzzerebbero l’acqua nebulizzata dal mare verso l’alto, verso l’atmosfera libera (come raffigurato nell’illustrazione di John MacNeill in Fig. 4).

Fig. 4: Illustrazione delle possibili navi erranti negli oceani con camini nebulizzatori dell’acqua di mare, alimentati a energia solare (John MacNeill)

 

1b_3 – Albedo delle nuvole_biologica: una proposta basata sempre sull’aumento dell’albedo delle nuvole è quella di incrementare le sorgenti biologiche di CCN aumentando le emissioni di DMS (Dimethyl Sulphide) attraverso lo spargimento di ferro in mare (iron fertilization: vedi più avanti, punto 2b_1) in diversi punti dell’Oceano Antartico durante un mese estivo. Ci sono molti dubbi sull’effettiva efficacia della proposta, legati al fatto che i cambiamenti regionali di albedo delle nuvole non corrispondono a uguali cambiamenti dell’albedo planetaria, e anche che la possibilità di incremento dei CCN con questo sistema è probabilmente sovrastimata;

1b_4 – Albedo dei deserti: in un incontro presso il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti è stato suggerito che l’aumento dell’albedo delle zone desertiche globali (fino a 1.16 × 10¹³ m² quelle ritenute idonee) potrebbe contrastare una notevole quantità di forcing radiativo. Queste aree territoriali sono state suggerite in quanto in gran parte disabitate, con vegetazione rada, una geomorfologia piana e condizioni atmosferiche di stabilità (deserti eolici esclusi). I deserti in genere hanno un albedo nel range 0.2-0.5, a seconda della composizione geologica (Tsvetsinskaya et al., 2002). Un aumento dell’albedo a 0.36-0.8 è stato proposto, con l’aggiunta di una superficie riflettente realizzata con una superficie superiore bianca in polietilene e una superficie inferiore in alluminio. L’applicazione di questo al 2% della superficie terrestre (1.0 × 10¹³ m²) dovrebbe dare un forcing radiativo negativo  (quindi di raffreddamento) pari a -2.75Wm^-2 (Gaskill, 2004). Ovviamente molte le domande in sospeso: quali i costi? E le alterazioni bio-idrogeologiche?

1b_5 – Albedo delle praterie e dei terreni coltivati: l’utilizzo di alcune specifiche piante, arbusti o erbe di bio-ingegneria potrebbe aumentare l’albedo delle praterie, degli arbusteti, della savana e dei terreni coltivati a livello mondiale di circa il 25% rispetto all’attuale (Hamwey, 2007). Questa proposta è avvalorata da calcoli basati su modelli che però non tengono conto della radiazione riflessa dalle piante e ri-assorbita dall’atmosfera prima che essa torni nello spazio; dunque i suoi risultati, in ogni caso non sufficienti a risolvere il problema, sono oltretutto probabilmente sovrastimati;

1b_6 – Albedo degli insediamenti umani e albedo urbana: misure per il miglioramento dell’albedo potrebbero essere applicate a tutte le aree di insediamento umano e alle città. Assumendo come valore pro-capite 500m² di suolo destinato all’insediamento umano (Hamwey, 2007) e utilizzando i dati del 2005 sulla popolazione mondiale risulta che l’insediamento umano sia pari al 2.3% della superficie terrestre. L’albedo urbana può essere aumentata installando tetti altamente riflettenti e alterando i materiali con i quali sono costruite le pavimentazioni urbane. Assumendo che i tetti costituiscono il 25% della superficie urbana ed è possibile aumentare la loro albedo di 0.25, e che le superfici pavimentate rappresentano il 35% della superficie urbana e possono avere un aumento di albedo di 0.15, l’aumento medio dell’albedo delle aree urbane sarebbe 0.1 (Akbari et al., 2009). Ipotizzando che l’1% della superficie terrestre (1.5 x 10¹² m²) è urbano questo aumento di albedo dovrebbe indurre un forcing radiativo tra -0.044 Wm^-2 e -0.047 Wm^-2 (Akbari et al., 2009; Lenton&Vaughan, 2009). Tuttavia, le osservazioni satellitari indicano che l’attuale copertura urbana globale potrebbe essere molto meno di quanto ipotizzato pari allo 0.051% della superficie terrestre e in questo caso il forcing radiativo negativo scenderebbe a -0.0081 Wm^-2.

 

(2) Long-wave options:

Sono le opzioni per aumentare la rimozione del carbonio dall’atmosfera: consistono nell’aumento dell’assorbimento netto di CO2 (sia da parte delle piante che con mezzi chimici) e il successivo stoccaggio del carbonio assorbito all’interno della biomassa vegetale o nel carbone  (o nel carbonio organico) presente nei suoli oppure in “magazzini” geologici:

 

(2a) Rimozione e cattura CO₂ in serbatoi terrestri:

2a_1 – Riforestazione e forestazione: le piante catturano la CO₂ atmosferica e la utilizzano per costruire la propria biomassa all’interno della quale dunque il carbonio rimane intrappolato per lungo tempo (subendo tutti i processi di decomposizione e ri-mineralizzazione prima di tornare in atmosfera sotto forma di CO₂). La forestazione è attualmente considerata come metodo di mitigazione (cioè di riduzione delle concentrazioni di CO₂ prodotte dall’uomo) anche dall’IPCC. Le stime più ottimistiche, assumendo un aumento lineare di rimozione e presumendo che non vi sia decadenza del serbatoio di biomasse su questa scala temporale, indicano che 79 PgC (PgC=PetaGrammi di Carbonio: 1Pg=10¹⁵g) (37 ppm) sarebbero rimossi dall’atmosfera entro il 2035, 88 PgC (41 ppm) nel 2050  94 PgC (44 ppm) nel 2060 dando un forcing negativo pari a -0.49 Wm^-2.

2a_2 – Produzione di Bio-char: la produzione di bio-char da pirolisi (combustione in
assenza di ossigeno), converte fino al 50% del carbonio contenuto nella biomassa in una forma a una lunga durata: carbone, che può poi essere aggiunto al suolo (il resto produce CO₂ che però può essere catturata e conservata) (Lehmann et al., 2006).

È stato stimato che al momento fino a 0.56 PgC all’anno di bio-char potrebbero essere prodotti e che queste quantità potrebbero essere significativamente aumentate da un incremento nella produzione di energia dalla biomassa (Lehmann et al., 2006). Uno scenario per la produzione di bio-char suggerisce che 15.6 PgC potrebbero essere prodotti entro il 2035 e 52 PgC entro il 2060. Supponendo che non vi sia decadimento del carbonio in questa scala temporale, si calcola che 11 PgC (5 ppm) sarebbero rimossi dall’atmosfera nel 2035, 22 PgC (10 ppm) nel 2050 dando un forcing radiativo negativo (2050) di -0.12 Wm^-2, e 31 PgC (14 ppm) nel 2060. Aumenti ulteriori dell’efficacia di questa opzione sono possibili: se si considera che le stime di domanda di energia rinnovabile nel 2100 saranno state interamente coperte dalla pirolisi, fino a 5.5-9.5 PgC/anno con una rimozione corrispondente dall’atmosfera di 79 PgC (37 ppm) dando un forcing radiativo (2100) di -0.40 Wm^-2. Nel lungo periodo, la capacità di cattura del bio-char a livello mondiale è stimata in 400 PgC in totale (con un aumento del 25% del carbonio globale del suolo). Partendo dal presupposto che come si degrada, questa riserva venga continuamente ricaricata, la potenzialità a lungo termine è un forcing radiativo di -0.52 Wm^-2, che nello scenario di mitigazione forte dell’IPCC è dovuto ad una riduzione di 34 ppm CO₂;

2a_3 – Cattura e stoccaggio dell’aria: “Cattura e stoccaggio dell’aria” sono qui usati per spiegare due percorsi ampiamente discussi di catturare CO₂ dall’aria libera e convogliarla a siti di stoccaggio geologico. La bio-energia con stoccaggio del carbonio (BECS) si riferisce ad una varietà di metodi di produzione di biomassa e di biocarburanti, basato su foreste, su canna da zucchero e su la produzione agricola, con la cattura della CO₂ prodotta nei processi di fermentazione e di combustione dei combustibili, seguita dallo stoccaggio del carbonio (Read&Lermit, 2005). La cattura e lo stoccaggio chimica si ottiene invece utilizzando flussi d’aria ambientali (vento) o appositamente generati su un materiale assorbente (come l’idrossido di sodio, NaOH), con conseguente estrazione di gas puro di CO₂ che viene poi compressa e trasportata in un sito di stoccaggio (Lackner et al., 1995; Keith et al, 2006;. Zeman, 2007). La bio-energia con stoccaggio del carbonio (BECS) è stimata avere un miglior rapporto costi-benefici nel catturare l’aria rispetto ai metodi con idrossido di sodio (Keith et al., 2006). Una stima ottimistica è che con il sequestro di CO₂ dalla fermentazione a partire dal 2020 e la cattura della CO₂ dai gas di combustione nel 2025, fino a 50 PgC potrebbero essere sequestrati entro il 2035 e fino a 298 PgC entro il 2060 (Read e Parshotam, 2007; Read, 2008). Queste cifre assumono che i bio-carburanti sostituiranno il petrolio come principali combustibili per mezzi di trasporto. La quantità di CO₂ sequestrata può essere limitata dalle dimensioni e dalla posizione dei serbatoi geologici, ma la loro capacità di immagazzinamento si stima superiore alle risorse di combustibile fossile disponibili sul piantea (IPCC, 2005; House et al, 2006). A lungo termine, la cattura dell’aria e l’attività di stoccaggio sembra avere il potenziale per sequestrare più di 1000 PgC e annullare le emissioni totali da uno scenario di forte mitigazione, cioè con forcing radiativo di -1.43 Wm^-2 e più.

Fig. 5: Ricostruzione di come apparirebbero possibili alberi artificiali per la cattura e lo stoccaggio di CO₂ dall’aria.

 

Progetti di creazione e installazione di strumenti per la cattura della CO₂ dall’aria sono già in atto, come ad esempio lo sviluppo di “alberi artificiali” studiati attualmente dalla Columbia University e prodotti a livello di prototipo dall’azienda Global Research Technologies di Tucson in Arizona. Mimando il meccanismo con cui le piante assorbono anidride carbonica, questi impianti non troppo diversi nell’aspetto da un pannello solare sono in grado di assorbire 1 tonnellata di CO₂ al giorno (mentre, ad esempio un castagno ci mette più di un anno a farlo). Secondo l’Associazione degli ingegneri britannici, gli alberi artificiali rappresentano la strada migliore per arginare il cambiamento climatico. Il rapporto tecnico dell’Associazione degli ingegneri fa notare che questi impianti sono semplici da costruire e possono essere installati ovunque, per esempio ai bordi delle strade o laddove già esistono delle pale eoliche. Sono pannelli di dimensioni variabili, da uno a dieci metri quadri, che contengono idrossido di sodio. Quando questa sostanza entra in contatto con l’anidride carbonica, scatta una reazione chimica che cancella il gas serra e produce carbonato di sodio. Fin qui il disegno è abbastanza lineare. Eliminare i prodotti di reazione resta però un problema arduo e l’idea di seppellirli in grotte scavate a grandi profondità fino a oggi si è sempre arenata di fronte a costi e difficoltà tecniche. Per gli stessi alberi sintetici, l’aspetto finanziario resta un punto interrogativo. Secondo uno studio dell’università del Colorado pubblicato su Environmental Science and Policy, solo per cancellare l’anidride carbonica emessa dalle auto americane (il 6 per cento di tutte le emissioni di  CO₂ negli Usa) bisognerebbe spendere 48 miliardi di dollari in foreste sintetiche.

 

(2b) Rimozione e cattura CO₂ in serbatoi oceanici:

2b_1 – Fertilizzazione degli oceani: c’è una serie di proposte che cercano tutte di generare pozzi di CO₂ atmosferica incrementando il pompaggio biologico del carbonio dalle acque di superficie verso l’oceano profondo. Infatti il carbonio fissato dalla fotosintesi degli organismi sulla superficie dell’oceano necessita del carbonio inorganico disciolto in acqua (DIC) e lo sottrae quindi all’acqua creando un deficit di DIC che a sua volta genera un flusso di scambio aria-mare di CO₂. Gran parte del carbonio organico risultante viene successivamente riconvertito a DIC da organismi eterotrofi negli strati superiori dell’oceano annullando, normalmente, l’effetto di cattura della CO₂ atmosferica. Il flusso di CO₂ sequestrato in ultima analisi è controllato dall’apporto di nutrienti essenziali sulla superficie dell’oceano, tra cui macro-nutrienti come azoto (N) e fosforo (P), e micronutrienti come il ferro (Fe). Da qui la proposta di fertilizzazione dell’oceano che consiste nell’aggiunta di nuove sostanze nutritive alla superficie dell’oceano (Aggiunta di Fosforo; Ridotta limitazione dell’azoto; Fertilizzazione con ferro; Aggiunta di carbonati) o nell’aumento della disponibilità di nutrienti provenienti dalle profondità in modo da aumentare l’attività biologica di fissazione della CO2 atmosferica, non più limitata dalla mancanza di nutrienti.

 

Fig. 6: Schematizzazione del ciclo oceanico del carbonio e dei possibili effetti della “fertilizzazione” degli oceani.

 

I risultati di geoingegneria potrebbero dunque contrastare il forcing radiativo di origine antropica il quale, anche in uno scenario di mitigazione forte, rimarrà maggiore di 1Wm^-2 per il resto del millennio, superando i 3Wm^-2 sulla scala temporale del secolo. Senza mitigazione, il forcing radiativo antropico potrebbe raggiungere i 7Wm^-2 su scala temporale del secolo e rimanere maggiore di 7Wm^-2 su scala temporale millenaria. Possiamo raggruppare in gruppi diversi le proposte in base al loro potenziale nel contrastare il forcing radiativo di livelli  mitigati di CO₂ (Fig.7).

Fig. 7: Sommario delle stime di forcing radiativo ridotto dalle varie opzioni di geoingegneria del clima prese in considerazione. La scala del forcing (negativo) è logaritmica. Il potenziale di riduzione del forcing delle opzioni long-waves (rimozione CO₂) è data su 3 diversi orizzonti temporali, assumendo come base uno scenario a forte mitigazione.

 

 

Relativamente poche opzioni di geoingegneria hanno il potenziale per contrastare da sole un forcing maggiore di 3Wm^-2. Il posizionamento di schermi nello spazio o l’aumento dell’albedo planetario iniettando aerosol stratosferici sembrano essere le uniche opzioni che possono raggiungere un forcing ragionevolmente uniforme di -3Wm^-2.

L’aumento dell’albedo delle nubi stratiformi marine probabilmente potrebbe anch’esso raggiungere i -3Wm^-2 ma gli effetti sarebbero necessariamente più regionali e irregolari. In ogni caso queste misure hanno tutte durata relativamente breve e dunque hanno bisogno di essere continuamente alimentate per mantenere i loro effetti.

Un paio di altri provvedimenti potrebbero annullare un forcing radiativo maggiore di 1Wm^-2 da soli: la cattura della CO₂ dall’aria (sia attraverso le piante come bio-energia sia con mezzi chimici) seguito da stoccaggio del carbonio potrebbe raggiungere -0.5 Wm^-2 e ha il vantaggio di agire a livello globale. Aumentando notevolmente l’albedo delle regioni desertiche si potrebbe raggiungere un forcing maggiore di -2Wm^-2, ma sarebbe localizzato a tali regioni e la variazione dell’albedo (e quindi il forcing radiativo) raggiungibile potrebbe essere stata significativamente sovrastimata.

In conclusione la Geoingegneria del clima potrebbe essere realisticamente un valido strumento per arginare i danni dei cambiamenti climatici, ma solo se utilizzata in maniera complementare e integrata ad una sostanziale e fondamentale mitigazione delle emissioni di CO₂, non in alternativa ad essa. Una forte mitigazione (molto più forte di quella che è messa attualmente in atto dai governi del mondo) potrebbe raggiungere l’equivalente di un massimo di -4Wm^-2 di forcing radiativo su scala temporale del secolo. Tuttavia, per affrontare le rimanenti 3Wm^-2, che probabilmente rimarrebbero anche in uno dei migliori scenari di forte mitigazione della CO₂, una serie di opzioni geoingegneria sembrano promettenti.

In particolare alcune misure di geoingegneria a onde corte, la cui opzione più promettente rimane l’iniezione di aerosol in stratosfera, hanno la capacità di annullare o ridurre il forcing. In alternativa, una combinazione di modifiche dell’albedo della superficie terrestre e di quella delle nuvole stratiformi marine con metodi meccanici potrebbe raggiungere una forte riduzione del forcing, anche se in maniera irregolare o parziale.

In ogni caso, la maggior parte delle opzioni a onde corte portano un pesante fardello di rischio perché devono essere continuamente alimentate e se la distribuzione è improvvisamente interrotta, il riscaldamento estremamente rapido potrebbe portare a conseguenze disastrose.

La geoingegneria del ciclo del carbonio invece comporta meno rischi associati a fallimento e alcune opzioni sembrano avere il potenziale per tornare a un livello pre-industriale di CO₂ entro un paio di secoli. La cattura e lo stoccaggio dell’aria mostra le maggiori potenzialità, combinato con la riforestazione e la produzione di bio-char. Per quanto le stime di Lenton & Vaughan possano essere poco accurate, secondo i loro risultati invece il recente interesse per la geoingegneriadel  ciclo del carbonio nell’oceano sembra un po’ fuori luogo, perché anche le opzioni più promettenti possono essere considerate solo come attività dai tempi millenari.
Pur essendo dei suggerimenti ancora molto astrusi, il loro valore reale, a mio parere, è la loro capacità di re-indirizzare l’attenzione sulla tematica generale dei cambiamenti climatici attraverso anche la “sensazionalità” di alcune di queste opzioni di geoingegneria che raggiungono l’interesse dei media e del grande pubblico per la loro ambiziosità e grandiosità. E che rendono l’idea di come possa essere complicato e costoso per tutti continuare a far finta che il problema non sia reale (vedi anche Fig.8).

Fig. 8

Marco P.

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Bibliografia:

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Tags: Clima, CO2, effetto serra, forcing radiativo, Gas serra, Geo-ingegneria, IPCC, mitigazione, riduzione

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