Punti critici per il clima - troppo rischioso
La crescente minaccia di cambiamenti climatici
improvvisi e irreversibili deve imporre un'azione politica ed economica sulle
emissioni.
I politici, gli economisti e persino alcuni scienziati tendono
a pensare che i punti di cambiamento nel sistema terrestre - come la perdita
della foresta pluviale amazzonica o della calotta glaciale antartica
occidentale - sono di bassa probabilità. Eppure si stanno accumulando prove che
questi eventi potrebbero essere più probabili di quanto si pensasse, avere
impatti elevati e sono interconnessi tra diversi sistemi biofisici,
potenzialmente impegnando il mondo a cambiamenti irreversibili a lungo termine.
Qui riassumiamo le prove sul pericolo di superare la soglia critica,
identifichiamo le lacune di conoscenza e suggeriamo come queste dovrebbero
essere colmate. Esploriamo gli effetti di tali cambiamenti su larga scala,
quanto velocemente potrebbero svilupparsi e se abbiamo ancora qualche controllo
su di essi. A nostro avviso, la considerazione dei punti critici contribuisce a
definire che ci troviamo in una situazione di emergenza climatica e rafforza il
coro di appelli di quest'anno per un'azione urgente per il clima - dagli studenti
agli scienziati, alle città e ai paesi.
Il Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC)
ha introdotto l'idea di punti di svolta due decenni fa. A quel tempo, queste
discontinuità su larga scala nel sistema climatico erano considerate probabili
solo se il riscaldamento globale superava i 5 gradi C rispetto ai livelli
pre-industriali. Le informazioni riassunte nei due più recenti Rapporti
Speciali dell'IPCC (pubblicate nel 2018 e nel settembre di quest'anno) suggeriscono
che i punti di non ritorno potrebbero essere superati anche tra 1 e 2 gradi C
di riscaldamento. Se gli attuali impegni nazionali per ridurre le emissioni di
gas a effetto serra saranno implementati è probabile che si traducano in almeno 3 gradi
C di riscaldamento globale. Questo nonostante l'obiettivo dell'accordo di
Parigi del 2015 di limitare il riscaldamento ben al di sotto dei 2 ºC. Alcuni
economisti, supponendo che i punti critici climatici siano di probabilità molto
bassa (anche se fossero catastrofici), hanno suggerito che 3 gradi C di
riscaldamento sia ottimale da un punto di vista costi-benefici. Tuttavia, se i
punti di svolta sembrano più probabili, allora la raccomandazione di una
politica 'ottimale' di semplici modelli di economia climatica costi-benefici è
in linea con quella della recente relazione IPCC 2. In altre parole, il
riscaldamento deve essere limitato a 1,5 C. Ciò richiede una risposta di
emergenza.
Collasso dei ghiacci
Riteniamo che diversi punti critici della criosfera siano
pericolosamente vicini, ma la mitigazione delle emissioni di gas serra potrebbe
comunque rallentare l'inevitabile accumulo di impatti e aiutarci ad adattarci. Le
ricerche condotte negli ultimi dieci anni hanno dimostrato che l'argine
dell'Amundsen Sea dell'Antartide Occidentale potrebbe aver superato un punto di
svolta: la linea di messa a terra ( dove
ghiaccio, oceano e roccia si incontrano si sta ritirando irreversibilmente. Uno
studio modello mostra che quando questo settore collassa, potrebbe
destabilizzare il resto della calotta glaciale dell'Antartide occidentale come un
domino rovesciato - portando a circa 3 metri di innalzamento del livello del
mare su una scala temporale da secoli a millenni. Le prove paleontologiche
mostrano che tale diffuso collasso della calotta antartica occidentale si è
verificato ripetutamente in passato.
Gli ultimi dati mostrano che parte della calotta antartica
orientale - il bacino di Wilkes - potrebbe essere simile a instabile. Il lavoro
di modellazione suggerisce che potrebbe aggiungere altri 3-4 m al livello del
mare su scale temporali di oltre un secolo. La calotta di ghiaccio della
Groenlandia si sta sciogliendo a un ritmo accelerante. Si potrebbero aggiungere
ulteriori 7 m al livello del mare in migliaia di anni se supera una particolare
soglia. Oltre questo, mentre l'elevazione della calotta si abbassa, si scioglie
ulteriormente, esponendo la superficie ad aria sempre più calda. I modelli
suggeriscono che la calotta di ghiaccio della Groenlandia potrebbe essere
condannata a 1,5 C di riscaldamento e che potrebbe accadere già nel 2030.
Pertanto, le generazioni future potrebbero già essere
impegnate a vivere con innalzamenti del livello del mare di circa 10 m in
migliaia di anni. Ma quella scala temporale è ancora sotto il nostro controllo.
Il tasso di fusione dipende dalla grandezza del riscaldamento al di sopra del
punto di svolta. A 1,5 C, potrebbero essere necessari 10.000 anni per svolgersi;
al di sopra di 2 C potrebbero essere necessari meno di 1.000 anni. I
ricercatori hanno bisogno di più dati osservazionali per stabilire se le
calotte glaciali stanno raggiungendo un punto di svolta, e richiedono modelli
migliori vincolati dai dati passati e presenti per risolvere quanto velocemente
le calotte glaciali potrebbero collassare.
Qualunque cosa questi dati mostrino, bisogna agire per
rallentare l'innalzamento del livello del mare. Ciò favorirà l'adattamento,
compresa l'eventuale ricollocazione di grandi centri abitati.
Un ulteriore impulso chiave per limitare il riscaldamento a
1,5 C è che altri punti critici potrebbero essere innescati a bassi livelli di
riscaldamento globale. I più recenti modelli IPCC proiettavano un gruppo di
spostamenti bruschi tra 1,5 e 2 C, molti dei quali riguardavano il ghiaccio
marino. Questo ghiaccio si sta già riducendo rapidamente nell'Artico, indicando
che, a 2 C di riscaldamento, la regione ha una probabilità del 10-35% di
diventare in gran parte priva di ghiaccio in estate.
Confini della biosfera
Il cambiamento climatico e altre attività umane rischiano di
innescare punti di cambiamento della biosfera in una serie di ecosistemi).
Le onde di calore dell'oceano hanno portato allo
sbiancamento di massa dei coralli e alla perdita della metà dei coralli d'acqua
bassa sulla Grande Barriera Corallina australiana. Il 99% dei coralli tropicali
è destinato a dimunuire se la temperatura media globale aumenta di 2 ºC, a
causa delle interazioni tra riscaldamento, acidificazione degli oceani e
inquinamento. Ciò rappresenterebbe una profonda perdita di biodiversità marina
e di mezzi di sussistenza umani.
Oltre a minare il nostro sistema di supporto vitale, i punti
di ribaltamento della biosfera possono innescare un rilascio improvviso di carbonio
nell'atmosfera. Ciò può amplificare il cambiamento climatico e ridurre i
bilanci di emissione rimanenti.
La deforestazione e il cambiamento climatico stanno
destabilizzando l'Amazzonia - la più grande foresta pluviale del mondo, che
ospita una specie su dieci conosciuta. Le stime di dove potrebbe trovarsi un
punto di svolta amazzonica vanno dal 40% di deforestazione al 20% di perdita
della copertura forestale. Circa il 17% è andato perduto dal 1970. Il tasso di
deforestazione varia con i cambiamenti nella politica. Trovare il punto di non
ritorno richiede modelli che includano la deforestazione e il cambiamento
climatico come driver interagenti, e che includano i feedback di fuoco e clima
come meccanismi di ribaltamento interagenti su più scale.
Con il riscaldamento dell'Artico almeno due volte più rapida
della media globale, la foresta boreale nel subartico è sempre più vulnerabile.
Il riscaldamento ha già innescato su larga scala disturbi degli insetti e un
aumento degli incendi che hanno portato al declino delle foreste boreali
nordamericane, potenzialmente trasformando alcune regioni da un pozzo di carbonio
a una fonte di carbonio. Il permafrost in tutto l'Artico sta iniziando a
scongelare irreversibilmente e a rilasciare anidride carbonica e metano - un
gas serra che è circa 30 volte più potente della CO2 in un periodo di 100 anni.
I ricercatori devono migliorare la loro comprensione di
questi cambiamenti osservati nei principali ecosistemi, così come dei punti di
svolta futuri. Le riserve di carbonio esistenti e le potenziali emissioni di
CO2 e metano necessitano di una migliore quantificazione.
Il bilancio mondiale delle emissioni rimanenti per una
probabilità del 50% di rimanere entro 1,5 C di riscaldamento è solo di circa
500 gigatonnellate (Gt) di CO2. Le emissioni di permafrost potrebbero prendere
circa il 20% (100 Gt CO2) da questo budget, e questo senza includere il metano
dal permafrost profondo o dagli idrati sottomarini. Se le foreste sono vicine
ai punti di ribaltamento, la crisi delal foresta mazzanica potrebbe rilasciare altre
90 Gt di CO2 e le foreste boreali altre 110 Gt CO211. Con le emissioni globali
di CO2 ancora a più di 40 Gt all'anno, il bilancio rimanente potrebbe essere
cancellato.
Conseguenze globali a cascata
A nostro avviso, l'emergenza più evidente sarebbe se ci
stessimo avvicinando a una cascata globale di punti di svolta che abbia portato
a un nuovo, meno abitabile, stato climatico del pianeta caldo. Le interazioni
potrebbero avvenire attraverso la circolazione oceanica e atmosferica o
attraverso feedback che aumentino i livelli di gas serra e la temperatura
globale. Sosteniamo che gli effetti a cascata potrebbero essere comuni. La
ricerca dello scorso anno ha analizzato 30 tipi di cambiamenti di regime che
abbracciano il clima fisico e i sistemi ecologici, dal collasso della calotta
glaciale antartica occidentale al passaggio dalla foresta pluviale alla savana.
Ciò ha indicato che il superamento dei punti di ribaltamento in un sistema può
aumentare il rischio di attraversarli in altri. Tali collegamenti sono stati
trovati per il 45% delle possibili interazioni.Dal nostro punto di vista, gli
esempi cominciano ad essere osservati. Ad esempio, la perdita di ghiaccio
marino nell'Artico sta amplificando il riscaldamento regionale, e il
riscaldamento artico e lo scioglimento della Groenlandia stanno spingendo un
afflusso di acqua dolce nell'Atlantico settentrionale. Questo potrebbe aver contribuito
a un rallentamento del 15% dalla metà del XX secolo della circolazione
meridionale di ribaltamento atlantica (AMOC), una parte fondamentale del
trasporto globale di calore e sale da parte dell'oceano. La rapida fusione
della calotta ghiacciata della Groenlandia e un ulteriore rallentamento
dell'AMOC potrebbero destabilizzare il monsone dell'Africa occidentale,
innescando la siccità nella regione africana del Sahel. Un rallentamento
dell'AMOC potrebbe anche prosciugare l'Amazzonia, distruggere il monsone
dell'Asia orientale e causare l'accumulo di calore nell'Oceano Australe, che
potrebbe accelerare la perdita di ghiaccio in Antartide.
I dati fossili mostrano un ribaltamento globale, come
l'entrata in cicli glaciali 2,6 milioni di anni fa e il loro interruttore in
ampiezza e frequenza circa un milione di anni fa, che i modelli sono solo in
grado di simulare. Il ribaltamento regionale si è verificato ripetutamente
all'interno e alla fine dell'ultima era glaciale, tra 80.000 e 10.000 anni fa. Sebbene
questo non sia direttamente applicabile al presente periodo interglaciale,
evidenzia che il sistema terrestre è stato instabile in passato su più scale
temporali, sotto una forza relativamente debole causata da cambiamenti
nell'orbita terrestre. Ora stiamo forzando fortemente il sistema, con la
concentrazione di CO2 atmosferica e la temperatura globale che aumentano a
velocità che sono un ordine di grandezza superiore a quelle durante la
deglaciazione più recente. La CO2 atmosferica è già ai livelli osservati circa
quattro milioni di anni fa, in epoca pliocenica. Si sta rapidamente dirigendo
verso i livelli osservati l'ultima volta circa 50 milioni di anni fa -
nell'Eocene - quando le temperature erano fino a 14 C superiori a quelle
dell'epoca pre-industriale. È difficile per i modelli climatici simulare tali
stati della Terra del passato. Una possibile spiegazione è che i modelli hanno
perso un punto di svolta chiave: un modello di risoluzione delle nuvole
pubblicato quest'anno suggerisce che la brusca rottura della nuvola
stratocumulus sopra circa 1.200 parti per milione di CO2 avrebbe potuto portare
a circa 8 gradi C di riscaldamento globale. Alcuni primi risultati degli ultimi
modelli climatici - in preparazione per il sesto rapporto di valutazione
dell'IPCC, previsto per il 2021 - indicano una sensibilità climatica molto più
grande (definita come la risposta della temperatura al raddoppio della CO2
atmosferica) rispetto ai modelli precedenti. Molti altri risultati sono in
attesa e ulteriori indagini sono necessarie, ma per noi, questi risultati
preliminari suggeriscono che un punto di svolta globale è possibile. Per
affrontare questi problemi, abbiamo bisogno di modelli che catturino una suite
più ricca di accoppiamenti e feedback nel sistema terrestre, e abbiamo bisogno
di più dati - presenti e passati - e modi migliori per usarli. Migliorare la
capacità dei modelli di catturare i cambiamenti climatici improvvisi del
passato noti e gli Stati climatici della “pianeta caldo” dovrebbero aumentare
la fiducia nella loro capacità di prevederli. Alcuni scienziati sostengono che
la possibilità di ribaltamento globale rimane altamente speculativo. La nostra
posizione è che, dato il suo enorme impatto e la sua natura irreversibile, qualsiasi
seria valutazione del rischio deve prendere in considerazione le prove, per
quanto limitate possano ancora essere le nostre conoscenze. Errare dalla parte del pericolo non è
un'opzione responsabile.
Se possono verificarsi cascate di ribaltamento dannose e un
punto di svolta globale non può essere escluso, allora questa è una minaccia
esistenziale per la civiltà. Nessuna analisi economica dei costi e dei benefici
ci aiuterà. Dobbiamo cambiare il nostro approccio al problema climatico.
Agire ora
A nostro avviso, l'evidenza dei punti di svolta da sola
suggerisce che siamo in uno stato di emergenza planetaria: sia il rischio e
l'urgenza della situazione sono acuti .
Emergenza: fare matematica
Definiamo emergenza (E) come il prodotto del rischio e
dell'urgenza. Il rischio (R) è definito dagli assicuratori come probabilità (p)
moltiplicata per danno (D). L'urgenza (U) è definita in situazioni di emergenza
come tempo di reazione ad un allarme (τ) diviso per il tempo di intervento
lasciato per evitare un cattivo esito (T). Così:
E = R U = p D τ / T
La situazione è un'emergenza se sia il rischio che l'urgenza
sono elevati. Se il tempo di reazione è più lungo del tempo di intervento
rimasto (τ / T > 1), abbiamo perso il controllo.
Noi sosteniamo che il tempo di intervento lasciato per
prevenire il ribaltamento potrebbe già essersi ridotto verso lo zero, mentre il
tempo di reazione per ottenere emissioni nette pari a zero è al massimo da 30
anni. Quindi potremmo già aver perso il controllo. Un punto di salvataggio
potrebbe essere che il tasso a cui il danno si accumula per i cambiamenti - e
quindi il rischio che ne seguirebbe - potrebbe essere ancora sotto il nostro
controllo, in una certa misura.
La stabilità e la
resilienza del nostro pianeta sono in pericolo. L'azione internazionale - non
solo a parole - deve riflettere su questo.
L'articolo originale in Nature
