Un nuovo studio ha esplorato la possibilità di rimuovere l’acqua dall’aria prima che entri nella stratosfera, dove il vapore acqueo agisce come gas serra, per mitigare gli effetti del riscaldamento climatico.
Mitigare gli effetti del riscaldamento climatico
Il vapore acqueo nella stratosfera forma una barriera simile a una spugna che impedisce al calore irradiato dalla Terra di fuoriuscire nello spazio. Ora, gli scienziati stanno esplorando la plausibilità di disidratare questo strato dell’atmosfera per raffreddare il nostro pianeta in fase di riscaldamento climatico.
La stratosfera si estende tra 7,5 e 31 miglia (12 e 50 chilometri) sopra la superficie terrestre e si trova sopra un altro strato dell’atmosfera chiamato troposfera. L’acqua che circola naturalmente nella troposfera si riversa nella stratosfera, ma questa perdita non è uniforme in tutto il pianeta, secondo uno studio pubblicato sulla rivista Science Advances .
“Si scopre che la maggior parte dell’aria sta entrando nella stratosfera ai tropici”, ha detto l’autore principale Joshua (Shuka) Schwarz , fisico presso il Laboratorio di scienze chimiche della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).
Una piccola regione sopra l’Australia settentrionale sembra essere particolarmente importante nel controllare il movimento verso l’alto dell’aria e del vapore acqueo.
“Se potessimo fare qualcosa solo in quella piccola area, forse potremmo ridurre il vapore acqueo stratosferico per far uscire più radiazioni infrarosse [nello spazio]: questa è l’idea di base”, ha detto Schwarz a proposito del riscaldamento climatico.
Schwarz e i suoi colleghi hanno testato la loro idea utilizzando i dati sul vapore acqueo e sulla temperatura provenienti dalla campagna ATTREX ( Airborne Tropical Tropopause Experiment ) della NASA , nonché modelli computerizzati che simulano la rimozione del vapore acqueo dall’aria appena prima che entri nella stratosfera.
Una volta nella stratosfera, l’aria si disperde dai tropici verso i poli per un massimo di quattro anni prima di ritornare nella troposfera. Ecco perché il modo più efficace per controllare il vapore acqueo è catturarlo prima che raggiunga la stratosfera. “Abbiamo un cancello per il miele, dove se lo apriamo esce molto miele, e se lo chiudiamo, fermiamo il flusso del miele”, ha detto Schwarz, i cui hobby includono l’apicoltura.
L’acqua nella troposfera si presenta sotto forma di vapore o particelle di ghiaccio, ha detto Schwarz. Affinché il vapore acqueo si cristallizzi in ghiaccio – e precipiti invece di entrare nella stratosfera – è necessario che ci sia già abbastanza ghiaccio perché il vapore si congeli, o così tanto vapore acqueo da formare spontaneamente una nuvola di ghiaccio.
Nei luoghi in cui queste condizioni non sono soddisfatte, come il punto che perde sopra l’Australia, i cristalli di ghiaccio possono formarsi attorno a particelle galleggianti di polvere minerale note come particelle nucleanti del ghiaccio.
Nello studio, Schwarz e i suoi colleghi hanno esplorato la plausibilità di inseminare l’aria nella regione sopra l’Australia con tali particelle nucleanti del ghiaccio. “Se inseriamo alcune particelle che facilitino la formazione del ghiaccio, allora il ghiaccio si formerà”, ha detto Schwarz. “Formerà una nuvola di breve durata che cadrà ad altitudini più basse, diventando rapidamente più calda, probabilmente evaporando, e ora quell’aria che sta andando verso la stratosfera non ha più quell’acqua.”
Iniettando ripetutamente particelle “dove conta”, Schwarz ipotizza che gli scienziati potrebbero gradualmente disidratare la stratosfera e compensare un settantesimo del riscaldamento causato dal riscaldamento climatico.
“È solo un piccolo passo nella giusta direzione”, ha detto Schwarz, e anche i potenziali effetti collaterali sono piccoli. “Il vapore acqueo cambia naturalmente nella stratosfera a causa dei cambiamenti stagionali, e la quantità di cui stiamo parlando è molto inferiore a quella del cambiamento stagionale.”
I dettagli della strategia proposta rimangono confusi. I modelli nello studio presuppongono l’uso di particelle di triioduro di bismuto, un materiale che viene preso in considerazione anche per un altro tipo di ingegneria climatica nota come assottigliamento dei cirri .
“C’è molta preoccupazione riguardo all’intervento sul riscaldamento climatico”, ha detto Schwarz. “Quello che penso è che con una maggiore comprensione, saremo in una posizione migliore per prendere buone decisioni. Stiamo imparando a conoscere le possibilità e non abbiamo scoperto nulla che sembri impossibile.”
Possiamo ancora fermare gli effetti peggiori del riscaldamento climatico
i modelli climatici più avanzati mostrano che il riscaldamento climatico si ferma una volta che smettiamo di emettere carbonio. Ciò significa che c’è ancora tempo per fermare gli impatti peggiori del cambiamento climatico.
I primi modelli climatici erano piuttosto rozzi rispetto agli standard odierni. I livelli di anidride carbonica sono stati trattati come una manopola di controllo che abbiamo semplicemente impostato su una certa quantità.
A causa della natura lenta degli oceani, che possono assorbire grandi quantità di calore (quella che chiamiamo “inerzia termica”), le simulazioni hanno mostrato che la temperatura della superficie del mare aumenta per decenni anche dopo che abbiamo tolto le mani dal controllo della CO2.
Se l’inerzia termica fosse tutto ciò che c’è, mantenere il riscaldamento climatico al di sotto del livello “pericoloso” di 1,5 gradi Celsius (2,7 gradi Fahrenheit) sarebbe quasi impossibile, dato che il riscaldamento è già vicino a quel livello , a circa 1,2 C (2,2 F).
L’inerzia termica è solo metà della storia. Non abbiamo le mani direttamente sulla manopola della CO2; invece, emettiamo CO2, e il modo in cui i sistemi terrestri rispondono determina i livelli di CO2 nell’atmosfera. Una parte del carbonio emesso viene assorbito dalle piante e dalla vegetazione terrestre. Una quantità ancora maggiore viene assorbita dagli oceani.
Ad oggi, circa la metà dell’inquinamento da carbonio che abbiamo generato dagli albori dell’industrializzazione è stato assorbito da questi “pozzi di accumulo” naturali del carbonio.
Al giorno d’oggi, gli scienziati utilizzano modelli più completi ed elaborati che trattano le nostre emissioni di carbonio in modo più realistico, consentendo ai componenti dell’oceano, dell’atmosfera e della biosfera di interagire con l’atmosfera per determinare dove va effettivamente a finire il carbonio emesso.
Quindi, cosa prevedono questi modelli più completi che accadrà quando smetteremo di emettere carbonio? L’inerzia termica degli oceani porta ancora a un riscaldamento climatico ritardato. Ma gli oceani continuano ad assorbire carbonio dall’atmosfera e la concentrazione di CO2 atmosferica – e quindi l’effetto serra – diminuisce, provocando un raffreddamento. Questa “inerzia del ciclo del carbonio” negativa compensa quasi perfettamente l’inerzia termica positiva e l’inerzia netta del sistema è molto vicina allo zero.
Chiamiamo il riscaldamento climatico aggiuntivo che si verificherà una volta che smetteremo di inquinare “impegno a emissioni zero” (ZEC), e sembra essere molto vicino allo zero. La ZEC suggerisce che ci impegneremo solo a ridurre il riscaldamento che abbiamo già causato con le emissioni storiche.
Il fatto che la ZEC sia vicina allo zero è il motivo per cui possiamo definire un “bilancio del carbonio ”, ovvero la quantità di carbonio che rimane da bruciare per mantenere il riscaldamento al di sotto di un livello specificato.
È all’origine del noto avvertimento secondo cui dobbiamo ridurre le emissioni di carbonio del 50% entro il 2030 e raggiungere zero emissioni entro il 2050 per mantenere il riscaldamento climatico al di sotto della soglia critica di 1,5°C.
Sebbene questo cambiamento di paradigma nella comprensione scientifica sia emerso più di dieci anni fa , il discorso pubblico sul clima lo ha riflesso solo di recente. Forse gli scienziati sono stati riluttanti a pubblicizzare questa scoperta perché sembrava debole, poiché dipendeva da dettagli altamente tecnici della fisica, della chimica e della biologia degli oceani e da quanto bene sono tutti rappresentati nei modelli climatici dell’attuale generazione.
In alcuni modelli, la ZEC è positiva e il riscaldamento continua. In altri, la ZEC è negativa e si verifica effettivamente un raffreddamento dopo la cessazione delle emissioni. L’incertezza sembrava abbondare qui.
In uno studio pubblicato sulla rivista Frontiers in Science , che ho descritto in un editoriale di accompagnamento, quasi due dozzine di esperti in clima e dinamica del ciclo del carbonio, guidati da Sofia Palazzo Corner dell’Imperial College di Londra, hanno fornito la risposta più completa ancora una valutazione della ZEC.
Hanno scoperto che almeno per i prossimi 50 anni la ZEC sarà molto vicina allo zero per tutta la gamma di modelli all’avanguardia.
E finché non emetteremo 3.700 gigatonnellate di carbonio – (ne abbiamo già bruciate circa 2.500 gigatonnellate) – c’è una buona certezza che la ZEC media tra i modelli non solo è vicina allo zero ma leggermente negativa (circa 0,1 C di raffreddamento).
Anche se la ZEC varia a seconda dei modelli, in tutti i casi è inferiore a più 0,3°C di riscaldamento climatico aggiuntivo. Dato che attualmente ci troviamo a un riscaldamento di 1,2°C rispetto ai livelli preindustriali, ciò significa che ci sono ancora buone possibilità di evitare un riscaldamento climatico di 1,5°C.
Ci sono alcuni avvertimenti. Anche dopo che le emissioni raggiungeranno lo zero, il riscaldamento climatico sotto la superficie dell’oceano continuerà, le calotte glaciali probabilmente continueranno a sciogliersi e il livello del mare probabilmente continuerà ad aumentare.
L’acidificazione degli oceani peggiorerà e possibili sorprese potrebbero essere in serbo tra un secolo o più. Ma il risultato che emerge dallo studio ZEC è che i nostri sforzi per decarbonizzare ora possono rallentare direttamente e immediatamente il riscaldamento climatico superficiale e mitigare le ondate di calore, le inondazioni, la siccità, gli incendi e le supertempeste alimentate da tale riscaldamento climatico.
Come possiamo dare un senso ai titoli recenti, che sembrano più pessimistici, alla luce di questa scoperta? Uno studio ha stimato che ci restano solo sei anni prima di superare probabilmente la soglia di 1,5°C. Ma solo se non riduciamo affatto le emissioni. Questa prospettiva eccessivamente pessimistica è smentita dai nostri significativi progressi nella riduzione delle emissioni di carbonio.
Che dire del recente studio condotto dal grande James Hansen , a volte chiamato il padrino del riscaldamento climatico globale , che suggerisce che un sostanziale ulteriore riscaldamento è in cantiere, abbastanza da superare i nostri obiettivi di riscaldamento di 1,5 e 2°C? Le ipotesi dello studio sono state criticate per diversi motivi, anche da me . Ma, cosa ancora più significativa, Hansen parte dal presupposto che le emissioni di carbonio non verranno portate a zero.
Allora dove ci porta questo? Gli studi più pessimistici presuppongono che non adottiamo le azioni necessarie. Ma in realtà siamo noi a decidere quanto sarà grave la crisi del riscaldamento climatico. C’è ancora tempo per preservare il nostro ” momento fragile ” , ma la finestra delle opportunità si sta restringendo. È urgente ridurre le emissioni di carbonio. Ma c’è ancora un ruolo da parte nostra nella recitazione.