Incertezze scientifiche e scetticismo climatico - Seconda parte

A poche ore dal disastro in Nepal ecco un caso concreto di ciò che ho cercato di spiegare e che in questo secondo di due post cercherò di approfondire, non la singola prova del cambiamento climatico. L'incertezza non cancella il rischio, e i sistemi complessi producono eventi interconnessi che non sono frutto del caso, ma percorsi contingenti che finiscono per incontrarsi. Incertezza scientifica e rischio quantificabile/probabile vanno distinti: non serve dire che il cambiamento climatico ha causato direttamente questo evento per mostrare che il riscaldamento rende più instabili ghiacciai, permafrost e versanti d’alta quota. Questi ultimi sono aspetti noti.

Il Nepal non dimostra da solo il cambiamento climatico, così come non lo dimostra una singola ondata di calore. Ma mostra in modo tragicamente concreto come un sistema montano già fragile possa reagire a nuove condizioni climatiche: ghiacciai che arretrano, pareti rocciose debolmente cementate dal ghiaccio, laghi glaciali più instabili, pendii più esposti, fiumi capaci di trasformare un collasso locale in una catastrofe a valle.

Il disastro avvenuto tra Nepal e Tibet mostra, tragicamente, perché questa distinzione fra incertezza e rischio non sia un esercizio accademico: dalle prime ricostruzioni emerge una sequenza di collasso glaciale, frana, detriti e piena improvvisa, cioè proprio quel tipo di pericolo a cascata che i sistemi montani riscaldati e resi più instabili possono rendere più probabile. Non significa attribuire ogni singolo evento, in modo semplicistico, al cambiamento climatico; significa però riconoscere che ghiacciai in ritiro, permafrost indebolito, versanti più fragili, infrastrutture esposte e comunità cresciute lungo corsi d’acqua sempre più rischiosi trasformano una vulnerabilità naturale in una catastrofe umana. È qui che l’incertezza smette di essere un alibi: quando le conseguenze possibili sono così gravi, attendere la prova assoluta del nesso causale equivale ancora una volta a scegliere l’inazione.

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Dopo aver trattato nella prima parte la complessità della scienza che c'è dietro le ricerche sul cambiamento climatico vediamo qui come questo sia spesso raccontato come una disputa tra opinioni in apparenza equivalenti, ma il quadro scientifico è molto più solido di quanto suggerisca il rumore mediatico. Le incertezze esistono, perché il clima è un sistema complesso e interdisciplinare, ma non cancellano le evidenze: le attività umane hanno aumentato i gas serra, alterando atmosfera, oceani, ghiacci e cicli naturali. Proviamo dunque a separare il dubbio scientifico legittimo dalla negazione usata per rinviare le scelte. I modelli non sono perfetti, ma indicano con coerenza una tendenza al riscaldamento e rischi crescenti. Attendere una certezza assoluta significa trasformare l’incertezza in immobilismo. Capire la scienza del clima, i suoi limiti e la sua forza, è oggi essenziale per pretendere decisioni più tempestive e responsabili.

Le incertezze scientifiche sul clima non negano le evidenze: spiegano la complessità e smontano lo scetticismo.

Controversie sul cambiamento climatico – scientifiche!

Argomenti controversi

Le controversie scientifiche hanno a che fare soprattutto con l’elevata complessità del sistema climatico globale, e in particolare con i meccanismi che potrebbero mitigare il riscaldamento globale. Il nodo è capire se esistano feedback negativi capaci di ridurre o annullare gli effetti dell’aumento dei gas serra, o persino di diminuirne la concentrazione atmosferica. Nel sistema climatico agiscono però anche feedback positivi: una Terra più innevata, ad esempio, riflette più energia solare nello spazio e favorisce ulteriore raffreddamento, così come la fusione del ghiaccio delle banchise polari espone le acque più scure, che si scaldano ulteriormente, accelerando la fusione stessa.

I modelli attuali indicano che molti fattori, come vapore acqueo, neve e ghiaccio, tendono probabilmente ad amplificare il riscaldamento, mentre altri, come nubi e correnti oceaniche, hanno effetti misti e ancora incerti. Questa incertezza, da sola, non giustifica però lo scetticismo verso l’azione climatica: non esistono motivi solidi per presumere forti retroazioni negative più di quanto ve ne siano per temere feedback positivi più intensi del previsto. Alcune voci contrastanti seppur autorevoli sostengono invece che i modelli usati dall’IPCC assumano ampi feedback positivi legati al raddoppio del CO₂ atmosferico e che cambiamenti in correnti oceaniche, nubi e venti d’alta quota possano spiegare meglio il ritiro di ghiacciai e ghiaccio marino rispetto ai gas serra. Inoltre, argomento cavallo di battaglia sia degli scettici che dei negazionisti, l’IPCC sottovaluterebbe le teorie sulle variazioni dell’attività solare, pur riconoscendo che perfino la comunità scettica è divisa sul ruolo primario del Sole nelle recenti variazioni climatiche. Volendo approfondire quanto accennato in precedenza basti dire che è provato che negli ultimi 40 anni, mentre le temperature medie aumentavano con regolarità, l’attività solare è rimasta pressoché costante. Inoltre, se l'aumento della produzione solare fosse la causa principale dell'attuale riscaldamento, ci aspetteremmo di vedere un riscaldamento in tutta l'atmosfera, compresa l'atmosfera superiore (stratosfera). Invece, le osservazioni mostrano il riscaldamento nella bassa atmosfera (troposfera) e il raffreddamento nella parte superiore dell'atmosfera. A comprovare quindi il riscaldamento dovuto ai gas serra, in cui il calore è intrappolato più vicino alla superficie terrestre, mentre la stratosfera, che in genere irradia calore, si raffredda a causa della minore fuoriuscita di calore dal basso.

Le conclusioni sui feedback restano discutibili perché persistono incertezze sulle prestazioni dei modelli, soprattutto nel confronto con i dati passati: un limite prevedibile, dato che il clima è un sistema molto complesso e non ancora pienamente compreso. Rimane incerta anche la distribuzione geografica del cambiamento climatico. Infine, che ruolo assegnare ad enti, fondamentalmente think tank di stampo conservatore, come il George C. Marshall Institute? Questo ad esempio, si è dotato di un gruppo di scienziati piuttosto scettici sulle cause antropogeniche del riscaldamento climatico, sostenendo che i flussi naturali di CO₂ tra superficie terrestre e atmosfera siano in media circa venti volte superiori al contributo umano e che le previsioni climatiche derivino da modelli informatici incompleti, quindi da ipotesi più che da fatti scientifici; concludendo che, qualunque sia la minaccia climatica per l’umanità, essa sarebbe molto probabilmente naturale e non antropica.

Anche se le evidenze empiriche fossero compatibili con l’assenza di un riscaldamento antropico, queste mostrano comunque un andamento coerente con l’esistenza di un reale problema di riscaldamento globale. Il paradosso sta nel fatto che la tesi scientifica sul cambiamento climatico potrebbe non essere confermabile solo per via empirica. Tuttavia, il log delle temperature non è l’unica prova: esistono anche solide ragioni teoriche di preoccupazione, fondate su meccanismi fisici e chimici ben compresi che possono produrre riscaldamento globale.

Non potendo comunque negare il riscaldamento in atto, e questa estate abbiamo visto tutti come anche i più accesi scettici radicali abbiano ammesso l’incremento palese, il principale dibattito scientifico riguarda l’aumento della temperatura globale e il possibile ruolo delle attività umane. Le registrazioni sistematiche delle temperature globali iniziano nel 1860, mentre le misurazioni satellitari sono disponibili solo dal 1979. Benché i satelliti forniscano prove dirette del recente riscaldamento, alcuni scienziati sostengono che tali dati non coincidano con le rilevazioni superficiali, non dimostrino chiaramente il riscaldamento e manchino di una linea di base definita. È vero che gli ultimi due decenni sono stati i più caldi della storia umana, ma questi scienziati affermano che il clima mostra anche una forte variabilità a breve termine e, dalla fine dell’ultima glaciazione circa 10.000 anni fa, appare sorprendentemente stabile rispetto ai 100.000 anni precedenti. Di studi verificati e sottoposti a revisione paritaria però non è che ce ne siano così tanti…

Ci sono invece studi autorevoli che concludono che il cambiamento climatico potrebbe essere in larga parte irreversibile: con l’aumento delle emissioni di CO₂, i cambiamenti ambientali di lungo periodo cresceranno e i danni potrebbero persistere anche dopo un eventuale controllo delle emissioni. Ciò vale per alcuni gas serra come CH₄ e N₂O, ma soprattutto per il CO₂: interromperne le emissioni non fermerebbe subito il riscaldamento. Il cambiamento potrebbe durare oltre mille anni, perché gli oceani, dopo aver assorbito calore e CO₂, continueranno a rilasciare calore per secoli. Nel frattempo i decisori politici tacciono quando invece dovrebbero mostrare maggiore cautela e interventi tempestivi, nonostante le ormai timide voci provenienti dalle COP annuali, come l’ultima COP30.

L’aumento della temperatura globale è coerente con le previsioni scientifiche relative all’incremento di CO₂ e altri gas serra atmosferici. Alcuni scienziati sostengono però l’ipotesi opposta: l’aumento di CO₂ sarebbe conseguenza del riscaldamento, non la sua causa. Un autorevole centro di ricerca (Center for the Study of Carbon Dioxide and Global Change) ha infatti affermato, nelle sette maggiori transizioni termiche dell’ultimo mezzo milione di anni, le variazioni di CO₂ atmosferico non hanno preceduto quelle della temperatura, ma le hanno seguite di centinaia o migliaia di anni.

A prescindere dalla validità dello studio, smentito da più parti, questa è una vecchia domanda: ma fa più caldo perché c’è più CO₂ o c’è più CO₂ perché fa più caldo?  La risposta breve sarebbe che i polli non fanno le uova, perché nascono dalle stesse. La relazione tra CO₂ e temperatura è nota e studiata almeno dal 1861, da parte del fisico anglo-irlandese John Tyndall, definitivamente consacrata dal lavoro di Svante Arrhenius del 1896 e senza dimenticare il ruolo dell’americana Eunice Newton-Foote già nel 1856. Che specifici incrementi di CO₂ possano seguire gli incrementi di temperatura è dovuto all’immissione in atmosfera di CO₂ intrappolata nella criosfera e nell’idrosfera, nelle quali la solubilità del CO₂ decresce proprio a seguito degli incrementi di temperatura. 

È vero che i cicli glaciale-interglaciale storicamente noti furono innescati da variazioni dell’orbita terrestre, e che queste modificarono anche i livelli atmosferici di CO₂: i carotaggi nel ghiaccio mostrano infatti che, in diversi casi, l’aumento della temperatura precedette quello del CO₂ di alcuni secoli. Le cause dipendono in parte dal fatto che gli oceani rilasciano CO₂ quando si riscaldano e la assorbono quando si raffreddano, mentre i suoli emettono gas serra con l’aumento della temperatura. L’incremento dei gas serra amplificò poi il riscaldamento tramite un feedback positivo.

Ma, per quanto riguarda le variazioni riscontrate a partire dall’era industriale IPCC non ha dubbi: il recente rapido aumento della CO₂ è dovuto soprattutto, se non esclusivamente, ad attività umane, in particolare all’uso dei combustibili fossili, che hanno liberato in un paio di secoli, una quantità di carbonio che ha impiegato milioni di anni per accumularsi; e avverte che il riscaldamento antropico può a sua volta stimolare ulteriori emissioni naturali di gas serra, rafforzando il feedback positivo.

Abbiamo già accennato al fatto che gli scienziati sostengono che l’aumento dei gas serra riscaldi la troposfera, dove essi sono più concentrati, e la superficie terrestre, mentre la stratosfera inferiore dovrebbe raffreddarsi. Le prime stime delle temperature troposferiche, basate su satelliti e palloni meteorologici, non mostravano però lo stesso aumento rilevato in superficie; per questo alcuni studiosi sostennero che tali osservazioni non confermassero la teoria del riscaldamento globale. Ma erano in errore perché le discrepanze sono state poi ricondotte soprattutto a problemi di raccolta e analisi dei dati: i satelliti rallentavano e scendevano leggermente di quota, mentre differenze tra strumenti satellitari e palloni sonda introducevano ulteriori incongruenze. Corretti questi e altri errori, il riscaldamento della troposfera risulta in sostanziale accordo con le tendenze osservate alla superficie.

Ancora sul ruolo del sole. Alcuni studiosi sostengono un forte legame tra aumento delle temperature terrestri e cicli solari. Le variazioni dell’emissione solare sono associate alle macchie solari, regioni più fredde e scure della superficie del Sole che seguono cicli di circa 11 anni. Quando l’attività solare cresce, il Sole emette leggermente più luce e calore, influenzando il clima terrestre. Tuttavia, pur esistendo indizi di un contributo solare al riscaldamento dell’inizio del Novecento, le misurazioni satellitari mostrano che negli ultimi 30 anni l’attività solare è cambiata pochissimo, con persino segnali di lieve declino. Ciò non basta a spiegare il recente aumento delle temperature globali, che richiede di considerare insieme fattori naturali e antropici.

 

E c’è chi ha persino chiamato in causa i raggi cosmici, nel tentativo di negare il ruolo umano, particelle provenienti dallo spazio che ionizzano l’atmosfera. Esperimenti di laboratorio suggeriscono che possano favorire la formazione di particelle coinvolte nello sviluppo delle nubi, che in genere raffreddano riflettendo la radiazione solare. Poiché un Sole più attivo ha un campo magnetico più forte, devia più raggi cosmici lontano dalla Terra: ne deriverebbero meno nubi e quindi un pianeta più caldo. Tuttavia, anche se questo meccanismo fosse rilevante, l’attività solare ha mostrato variazioni troppo deboli negli ultimi decenni per spiegare il recente aumento delle temperature.

Nello scenario medio di previsione, l’IPCC prevede che la temperatura globale potrebbe aumentare di 2-3 °C in questo secolo, un cambiamento superiore a quelli sperimentati negli ultimi 10.000 anni e difficile da gestire per molte società ed ecosistemi. Alcune aree potrebbero inizialmente trarre benefici dall’aumento del CO₂, per il suo effetto fertilizzante sulle piante, ma con l’avanzare del cambiamento climatico gli impatti negativi tenderebbero a prevalere quasi ovunque. Diversamente, un’esegua minoranza di scienziati ritengono che l’IPCC sopravvaluti tali effetti e che non sia necessaria un’azione urgente: sottolineo che la maggior parte di costoro operano in campi di studio che nulla hanno a che fare con la scienza del cambiamento climatico.

Dal dibattito alla negazione, passando per lo scetticismo

Molte discipline scientifiche contribuiscono allo studio del riscaldamento globale e del cambiamento climatico, ed è proprio l’interdisciplinarietà che ha portato alla nascita di due gruppi di scienziati: quello decisamente maggioritario e che gode del famoso 97 percento minimo di consenso, che attribuisce le variazioni climatiche soprattutto alle attività umane, e l’altro che le spiega, o meglio tenta di spiegarle prevalentemente con fenomeni naturali. Di conseguenza, le pubblicazioni sul tema tendono spesso a polarizzarsi tra l’attribuzione agli impatti antropici, talvolta associati a scenari catastrofici, e la negazione del ruolo delle emissioni umane di gas serra, spesso fondata sulla critica del contesto scientifico opposto. Entrambe le posizioni, tuttavia, quando in buona fede, richiamano metodi scientifici e fatti selezionati a sostegno delle proprie tesi.

La scienza del clima è così da anni al centro di un acceso dibattito sulle cause del cambiamento climatico e sulle azioni che i governi dovrebbero adottare. Le incertezze residue e la complessità del sistema climatico rendono la discussione difficile, ma nel tempo è emerso che entrambe le parti ricorrono spesso a modalità proprie del confronto politico per trarre conclusioni su un campo scientifico complesso. Scienziati di discipline diverse dovrebbero condividere linguaggio e ipotesi di partenza; nella pratica, però, ciò avviene raramente. Non ultima, un certo grado di ideologia si sovrappone al dibattito, schierando i cosiddetti conservatori per lo più dalla parte di chi nega l’origine antropica.

L’IPCC sostiene - non da sola ma assieme a dozzine di altri enti internazionali che si occupano di scienza del clima - che vi sia consenso, nei suoi gruppi scientifici multidisciplinari, sul ruolo principale delle emissioni umane di CO₂ nel cambiamento climatico, affermando che l’influenza umana sul sistema climatico è chiara, che il riscaldamento è inequivocabile e che, dagli anni Cinquanta, molti cambiamenti osservati non hanno precedenti per decenni o millenni: atmosfera e oceani si sono riscaldati, neve e ghiaccio sono diminuiti e il livello del mare è salito. Al contrario, alcuni scienziati negano l’impatto antropico, accusano l’IPCC di allarmismo e sostengono che il mondo non sia oggi più caldo di prima, che sia iniziata una fase di raffreddamento nonostante livelli record di CO₂, e che il clima sia sempre cambiato per cause naturali, rendendo inutili azioni preventive. Posizioni queste, al limite della negazione più radicale, e che sono state via via smontate col passare del tempo.

Ma dure a morire.

C’è ancora chi ammette che il CO₂ possa contribuire al riscaldamento futuro, ma sostiene che ciò non giustifichi allarmismi né provi la responsabilità umana per il lieve riscaldamento osservato e ritiene inoltre che i modelli debbano essere errati se vengono usati per giustificare costose politiche climatiche. E chi afferma invece che il CO₂ è alimento per le piante, ricordando che la vita si è evoluta con livelli molto più alti degli attuali, concludendo che l’aumento di CO₂ favorisca biosfera e rese agricole.

Gli storici osservano che, quando la vita esplose sulla Terra oltre 500 milioni di anni fa, il CO₂ era più di dieci volte superiore a oggi e la vita prosperava, ricordandoci inoltre che, 450 milioni di anni fa, nonostante  livelli di CO₂ analogamente elevati, si ebbe un’era glaciale. Non a caso costoro sono anche coloro i quali, pur ammettendo alcune correlazioni ma poche prove di un rapporto causale diretto tra CO₂ e temperatura globale su scala millenaria, concludono che climi caldi e glaciazioni avvenuti con concentrazioni molto alte di CO₂ contraddicano l’idea che le emissioni antropiche siano la causa principale del riscaldamento globale.

Molte argomentazioni scettiche richiamano prove geologiche secondo cui in passato il CO₂ costituiva una quota molto maggiore dell’atmosfera, mentre la vita prosperava su terre e oceani: ad esempio, si sostiene che gli attuali livelli di circa 400 ppm siano bassi rispetto alla storia geologica e all’evoluzione vegetale, che le previsioni dei modelli sul riscaldamento antropico siano esagerate e che un maggior tenore in CO₂, lungi dall’essere un inquinante, possa favorire piante, animali ed esseri umani.

Altre posizioni, più o meno argomentando allo stesso modo, sostengono che l’aumento di CO₂ antropico non abbia causato il riscaldamento, ma sia parte di cicli naturali degli ultimi 500 anni, valore che sembra uscito a caso: il riscaldamento globale dell’ultimo secolo, pari a circa 0,8 °C, sarebbe modesto rispetto ad almeno dieci grandi cambiamenti climatici avvenuti negli ultimi 15.000 anni, nessuno dei quali imputabile alle emissioni umane perché precedente all’era industriale.

Sulla base di dati satellitari, c’è chi conclude che il clima sarebbe meno sensibile ai gas serra di quanto indichino i modelli IPCC e che le emissioni umane di CO₂ non basterebbero a spiegare il riscaldamento dell’ultimo secolo; e si arriva a respingere l’idea che gli eventi meteorologici estremi, come le inondazioni, provino l’impatto umano sul clima, accusando questa interpretazione di indurre politiche energetiche e ambientali dannose.

E ancora, chi nega a sua volta un ruolo antropico rilevante, attribuendo gran parte dei cambiamenti osservati a variazioni pluridecennali e plurisecolari delle correnti oceaniche profonde, considera non pericolosi i cambiamenti finora osservati, richiama i possibili benefici (ancora!) del CO₂ sulla vegetazione e giudica i modelli climatici incapaci di riprodurre pienamente la complessità atmosfera-oceano. Tombola!

Altri sostengono che le variazioni dell’insolazione, dovute a fattori orbitali e solari, abbiano avuto un ruolo più rilevante del tenore di CO₂ e CH₄ nelle transizioni da periodi glaciali a interglaciali, e che mancano prove quantitative sufficienti per attribuire ai gas serra minori gran parte delle variazioni di temperatura e volume dei ghiacci negli ultimi 650.000 anni.

Chissà come mai la prestigiosa Royal Society osserva invece,  a nome di centinaia di suoi membri, che i gas intrappolati nei ghiacci polari mostrano livelli attuali di CO₂ superiori di circa il 35% rispetto ad almeno gli ultimi 650.000 anni e attribuisce questo aumento soprattutto alla combustione di combustibili fossili, alla produzione di cemento e alla deforestazione.

Andando a fondo nella ricerca delle basi scientifiche di queste posizioni, pur espresse da scienziati, si scopre che, nel più frequente dei casi, sono state nel tempo smentite e confutate, ma anche che provengono da persone già note per le loro posizioni conservatrici, filogovernative e tese a fornire ai politici una scusa per non approvare politiche energetiche che comporterebbero, a breve termine, un aggravio di spesa, nonostante i loro vantaggi a lungo termine per le future generazioni. Oltre che, nella massima parte e come già detto, espresse da chi non s’è mai occupato di clima.

Altro argomento questo, trattato diverse volte su queste pagine.

Conclusioni

La comunità scientifica concorda in larga parte sul fatto che il cambiamento climatico non possa essere affrontato con metodi semplici, ma richieda approcci multidisciplinari complessi. Per ottenere risultati affidabili, gli scienziati devono condividere assunti di base su come le conclusioni climatiche siano prodotte e validate nei diversi campi coinvolti. La scienza del clima, infatti, usa metodi diversi da quelli delle discipline fondate su esperimenti di laboratorio controllati, impossibili da replicare per l’intero sistema climatico. Senza questa consapevolezza, il dibattito scientifico rischia di trasformarsi in confronto politico, regolato da logiche diverse da quelle della scienza.

Nonostante la loro sofisticazione, i modelli climatici globali restano approssimazioni della realtà: nemmeno i supercomputer più potenti possono descrivere ogni dettaglio del sistema climatico, e molti processi non sono ancora pienamente compresi. A una data concentrazione di gas serra la radiazione futura può essere stimata con buona precisione, ma l’impatto sul clima resta più incerto, anche perché parte del riscaldamento può essere mascherata da fattori come solfati e aerosol, che riflettono la radiazione solare e modificano le proprietà delle nubi.

Non vi è controversia sostanziale sul fatto che, dalla rivoluzione industriale, le attività umane abbiano aumentato in modo significativo la concentrazione atmosferica di gas serra, né sul fatto che tali gas trattengano più calore e riducano la dispersione di energia verso lo spazio. A parità di condizioni, quindi, un rafforzamento dell’effetto serra aumenta al di là di ogni ragionevole dubbio le temperature globali. Restano però discussioni su tempi, modalità e intensità della risposta climatica, poiché il ritardo tra emissioni, impatti e possibile inversione degli effetti può durare da decenni a secoli. Per questo le decisioni politiche di oggi avranno conseguenze di lungo periodo.

Ed ecco il punto da contrastare: l’incertezza delle previsioni climatiche viene spesso usata come motivo per rinviare l’azione in attesa di ulteriori ricerche. Tuttavia, nonostante limiti di misurazioni e teoria, le decisioni devono basarsi sulle conoscenze disponibili oggi, non attendere, forse invano, una soluzione migliore.

La maggior parte della comunità scientifica invita quindi ad agire con maggiore tempestività di fronte al cambiamento climatico antropico.

 

Riprendendo qui quanto anticipato all’inizio il disastro avvenuto tra Nepal e Tibet mostra, tragicamente, perché questa distinzione fra incertezza e rischio non deve essere un esercizio accademico: la sequenza degli eventi appartiene al campo delle probabilità che determinate condizioni possano scatenarne altre. Non deve essere l’attribuzione di un singolo evento al cambiamento climatico ma riconoscere che ghiacciai in ritiro, permafrost indebolito, versanti più fragili, infrastrutture esposte e comunità cresciute lungo corsi d’acqua sempre più rischiosi trasformano una vulnerabilità naturale in una catastrofe umana. È qui che l’incertezza smette di essere un alibi: quando le conseguenze possibili sono così gravi, attendere la prova assoluta del nesso causale equivale ancora una volta a scegliere l’inazione.

Aspetti che tutti dovrebbero sapere perché riguardano tutti noi.

La posizione «ormai è troppo tardi» è un'altra delle tipiche posizioni negazioniste a cui arriva o cerca di arrivare il negazionista tipico, o chi esprima scetticismo radicale. L'ultima posizione, la più disperata dopo averle tentate tutte. I negazionisti, che sia clima o virus, prima negano, poi negano le responsabilità quando non possono più farlo con i fatti, scaricano colpe altrove, poi minimizzano; quando non riescono più a fare tutto questo cercano di salvaguardare il profitto il più possibile, se si parla di regole iniziano a dire questo no, quest'altro nemmeno, non potete fermare tutto ecc. E alla fine, disperati «tanto ormai è tardi» buttato lì. Il negazionismo in cinque mosse.

Concludo con questa infografica (via Meteo Comiche Catastrofiche). Domande e dubbi, scientifici, legittimi. Cavalli di battaglia dei negazionisti titolati, argomenti da cherry picking, leve importanti per cercare di instaurare un dibattito laddove non c'è. Ma che invece devono invitare alla riflessione, alla ricerca, alla fiducia che va riposta nella scienza e che servono proprio ad aumentarla. E che riassumono quanto finora scritto.

Incertezze scientifiche e scetticismo climatico - Prima parte

Premessa
Torno a scrivere dopo una lunga assenza dovuta soprattutto all’essere un po’ stufo di predicare ai convertiti, a mancanza di stimoli o idee e, perché no, anche al gran caldo. Ma è proprio quest’ultimo e le reazioni osservate a commento di contenuti social di varia natura, che mi porta, ancora una volta, a riprendere l’argomento, pur perfettamente conscio che tanto, il crawler Google continua ad ignorare impunemente i contenuti delle mie pagine.

Anche se da un diverso punto di vista si parlerà quindi ancora di cambiamento climatico, così come definito dal punto 2 dell’Art. 1 della costituzione della UNFCCC (United Nations Framework Convention on Climate Change). Faccio però notare che, in linea di principio, molte delle considerazioni si applicano anche alla maggior parte delle discipline scientifiche, considerando la crescente sfiducia che è diffusa nei loro confronti, che si tratti di vaccini o di ingegneria i meccanismi della negazione sono i medesimi.

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Il cambiamento climatico non è una questione di opinioni contrapposte, ma un campo scientifico complesso in cui l’incertezza non significa ignoranza. Proprio perché il sistema climatico è difficile da descrivere in ogni dettaglio, la prudenza della scienza viene spesso trasformata in dubbio artificiale da chi preferisce rinviare le decisioni. Eppure le evidenze sono solide: l’aumento dei gas serra di origine umana sta modificando atmosfera, oceani, ghiacci ed ecosistemi. Questo articolo prova a distinguere il vero dibattito scientifico dalla negazione organizzata, mostrando perché aspettare una certezza assoluta significhi, di fatto, scegliere l’inazione. Perché il clima riguarda tutti, e capire come funziona è il primo passo per pretendere scelte più responsabili.

Sulle pagine di questo blog si è discusso innumerevoli volte che quello del cambiamento climatico sia un fenomeno complesso e ricco di sfaccettature e di come tutto ciò alimenti incertezze. Un’accusa questa, mossa spesso sia ai dati che arrivano che agli enti che, da decenni, forniscono le prove del cambiamento climatico in atto e della sua origine pressoché esclusivamente antropica. In un articolo su «Scientific American» qualche anno fa si evidenziava infatti come i climatologi tendano a sottovalutare l’emergenza climatica per evitare di sbagliare ed essere messi alla berlina dai negazionisti, tendendo a sottovalutare i potenziali pericoli climatici: è eccesso di prudenza forse, ma resta comunque uno dei pilastri del metodo scientifico, non sinonimo di ignoranza. Ma poiché l'incertezza è solitamente equiparata all'ignoranza, questo fatto alimenta lo scetticismo sugli impatti indotti dall'uomo sul clima globale e collega il cambiamento climatico solo alle cause naturali.

Lo si è visto anche durante questa torrida estate caratterizzata, soprattutto nell’emisfero settentrionale, in Europa e nel bacino del Mediterraneo in particolar modo: nonostante le fortissime anomalie termiche, le ondate di calore, l’anticiclone africano che ha soppiantato l’ormai mitologico anticiclone delle Azzorre, la voce del negazionismo è rimasta forte e rilanciata dalla cassa di risonanza dei social. Non sono nemmeno particolarmente d’accordo con coloro i quali sostengono che, stante l’impossibilità di negare i dati, adesso i negazionisti hanno virato sul tema a loro molto caro: quello che è troppo tardi per fare qualsiasi cosa sia tesa a mitigare. I climascettici continuano imperterriti a chiamare in causa il Sole, i cicli naturali e quelli orbitali, ma soprattutto, come un disco rotto, le parole di quattro gatti da Nobel, ormai famosi più per il loro negazionismo e le fesserie climatologiche, che per il soggetto che consentì loro di ottenere l’ambito premio.

 

Introduzione

Anche se quella della “serra” è una metafora ben riuscita (in realtà nelle serre il riscaldamento è dovuto a fenomeni fisici diversi) esiste la vita sulla Terra (anche) grazie all'effetto serra naturale dell'atmosfera, che mantiene la temperatura media superficiale intorno a 33 °C più alta rispetto a quanto sarebbe altrimenti: senza questo effetto la temperatura sarebbe –18 °C invece degli attuali +15 °C. L'effetto serra funziona perché i gas serra (GHG, greenhouse gas) come il vapore acqueo, il biossido di carbonio (CO₂), il metano (CH₄) e il protossido di azoto (N₂O) agiscono come una coperta attorno alla Terra, permettendo ai raggi solari di raggiungere la superficie terrestre, e trattenendo l’energia che si irradia da essa, impedendo così al calore che generano di fuoriuscire nello spazio - repetita iuvant qui. La capacità delle emissioni, sia quelle naturali che le antropogeniche, di intrappolare il calore in questo modo è considerata un dato di fatto, scientificamente consolidato oltre ogni ragionevole dubbio.

 

Gli scienziati che si sono impegnati a comprendere il clima terrestre sanno che il clima è in continuo cambiamento e che molti fattori lo influenzano (si veda il post citato in precedenza e questo). I loro studi sui climi passati hanno mostrato che i cambiamenti nell'orbita terrestre, le eruzioni vulcaniche e le variazioni solari erano cause principali di una qualche forma di cambiamento climatico. Da molti decenni ormai, a questa lista si aggiungono gli impatti indotti dall'uomo sulla composizione atmosferica dei gas serra che derivano dall’uso di combustibili fossili e dalla deforestazione: fattori importanti e fondamentali per giustificare l’impennata nel tenore di gas serra a partire dall’avvio dell’era industriale, e la grande accelerazione degli ultimi 50-60 anni. Per la maggior parte, causa unica del cambiamento climatico recente e sostenuta da argomenti che godono di un consenso scientifico pressoché totale. 

 

Il cambiamento climatico, o meglio la crisi climatica, giacché il cambiamento è ormai un fatto consolidato, è un fenomeno estremamente complesso, con molte implicazioni politiche altrettanto complesse, talmente articolate che, come ho avuto modo di scrivere diverse volte, la gestione di questa crisi, unico argomento globale degno di importanza assoluta, è stata pressoché fallimentare.

 

Fondato su un vasto insieme di scienze interdisciplinari, oggi il sistema climatico è complessivamente ben conosciuto. Eppure rimangono molte incertezze, che tante volte su queste pagine abbiamo detto essere il motore stesso del progresso scientifico. Queste stesse incertezze però, agli occhi del profano, dello scettico e del negazionista, alimentano il dubbio sugli impatti umani sul clima globale, oltre che diffidenza e negazione. Una concezione più ampia del cambiamento climatico, con questioni scientifiche e tecniche intrecciate con quelle sociali e umane, introduce tipi di incertezza molto diversi da quelli che gli scienziati solitamente incontrano nella formulazione di valutazioni quantitative delle prove. Poiché l'incertezza è solitamente equiparata all'ignoranza, i media e i non scienziati in generale tendono a dedurre che gli scienziati non sappiano nulla su un argomento solo perché non ne sanno tutto: ed è questo un famoso luogo comune, un pregiudizio, che i non addetti hanno della scienza e del suo metodo. Pur sembrando paradossale, tornando a quell’eccesso di prudenza di cui s’è detto all’inizio, una credenza diffusa tra gli scienziati è che comunicare in libertà al pubblico sia difficile, perché l'incertezza verrebbe interpretata come un'ammissione che la loro comprensione di un argomento non è completa. Non è facile trasmettere il messaggio che un socratico e determinato “non lo so” è proprio il carburante del progresso scientifico.

Purtroppo gli argomenti legati a quel dubbio sono proprio gli argomenti in malafede usati dai soliti noti per alimentare il dubbio, l’ignoranza cattiva, quella vera: «la vera ignoranza non è l’assenza di conoscenza, ma il rifiuto di acquisirla», come diceva Karl Popper, e come molto bene ci hanno raccontato Naomi Oreskes ed Erik Conway nel loro bel libro “Mercanti di dubbi”. Ne ho scritto approfonditamente qui e qui.

 

Nonostante abbia trattato in passato questo e molti argomenti ad esso correlati questo post è dunque un ulteriore tentativo di riassumere la comprensione attuale del cambiamento climatico, concentrandosi sulle fondamenta scientifiche passate e presenti degli impatti naturali e antropici su di esso, nonché su alcuni tipi specifici di incertezza scientifica, diversi dalle comuni incertezze che gli scienziati incontrano nella formulazione di valutazioni quantitative delle loro evidenze, che siano di laboratorio o dal campo. Si cercherà inoltre di dare spazio ad una panoramica dei rischi quantitativi del cambiamento climatico riportata da IPCC, e destinata ai decisori politici, confrontandola con opinioni scettiche espresse da alcuni scienziati che hanno accusato IPCC di allarmismo e conclusioni false sugli impatti umani sul cambiamento climatico.

Per quanto possibile cercherò di essere sintetico per quanto riguarda gli aspetti scientifici, avendone trattato in diversi post sul mio blog, concentrandomi di più su quelli che inducono a confondere l’incertezza con la crassa ignoranza.

Non climatologia, ma scienza del cambiamento climatico

La scienza del cambiamento climatico si è progressivamente distinta dalla climatologia tradizionale praticata per decenni dagli specialisti della materia, di estrazione per lo più fisica e matematica. Gli studiosi di questo ambito, oggi relativamente nuovo, provengono da discipline diverse (per citarne alcune discipline come geologia, geofisica, paleontologia, geografia, biologia, oceanografia, astronomia, matematica, fisica, chimica e ingegneria) e sono in grado di gestire grandi quantità di dati riferiti a periodi molto estesi. Grazie alla raccolta e all’analisi di questi dati con metodi sviluppati nel tempo, possono individuare tendenze significative, tra cui l’andamento delle temperature, le variazioni del livello del mare, la riduzione del volume dei ghiacciai, i cambiamenti nella circolazione atmosferica e oceanica e le variazioni dell’energia ricevuta e redistribuita dai processi terrestri. La conoscenza dei cambiamenti climatici del passato consente inoltre di comprendere meglio il clima futuro e di valutare come l’umanità possa mitigare alcuni dei problemi più probabili nei diversi scenari climatici possibili.

Il clima sulla Terra è solitamente considerato come una media delle fluttuazioni meteorologiche, anche se il tempo è solo la condizione atmosferica come la temperatura dell'aria, la pressione, l'umidità, le nuvole, le precipitazioni, la visibilità, il vento, misurata in un momento e luogo specifici. Le statistiche climatiche si ottengono facendo la media delle condizioni meteorologiche su un periodo lungo rispetto al limite deterministico di prevedibilità per il moto atmosferico, che è di circa due settimane. Poiché il cambiamento climatico interessa un periodo che va da decenni a secoli, deve essere distinto dalla variabilità climatica, che si riferisce a fluttuazioni climatiche a breve termine (anni o decenni), misurate da variazioni in tutte le caratteristiche associate al clima, come temperatura, schemi di vento, precipitazioni e tempeste.

Insomma, così come speranza e aspettativa anche meteo e clima sono due cose completamente diverse, e lo si è ribadito spesso. Il famoso matematico e meteorologo Edward Lorenz diceva che “Il clima è ciò che ti aspetti, il meteo è ciò che ottieni”

La scienza del cambiamento climatico è un esempio emblematico di approccio interdisciplinare: per spiegare processi così complessi è necessario integrare molte discipline scientifiche. Il clima terrestre nasce da un equilibrio delicato tra apporti energetici, processi chimici e fenomeni fisici; anche una lieve perturbazione, amplificata da diversi meccanismi di retroazione, può produrre cambiamenti non lineari nel sistema climatico globale. Tuttavia, il sistema Terra-oceano-atmosfera possiede capacità di riequilibrio che rendono poco probabili scenari estremi come un effetto serra fuori controllo o una glaciazione incontrollata.

 

Ovviamente, nessuno scienziato ha mai messo in dubbio che esistono fenomeni naturali, sorti con la formazione stessa della Terra e della sua atmosfera, che influenzano il clima in modi innumerevoli. Tant’è che sono proprio questi fenomeni naturali intrinseci che vengono richiamati di continuo per giustificare anche quanto è ormai invece attribuito all’influenza antropica.

Prendendo come riferimento per approfondire questo mio vecchio post, possiamo annoverare i cambiamenti nell’orbita terrestre rispetto al Sole, modificando la distribuzione latitudinale e stagionale della radiazione solare in arrivo nella sommità dell'atmosfera, le eruzioni vulcaniche, soprattutto se relative a Large Igneous Province (LIP, si veda questo post dell’amico Aldo Piombino) e le variazioni dell'energia emessa dal Sole: tutti hanno un effetto sul cambiamento climatico. Il clima è inoltre influenzato dai cambiamenti nella composizione dell'atmosfera, in particolare da quelli della concentrazione atmosferica di gas serra e dalla nuvolosità, così come dall'albedo terrestre e dall'interazione del sistema atmosfera-terra-oceano. Il vapore acqueo si verifica naturalmente tramite l'evaporazione dell'acqua proveniente da oceani, terre e fiumi, e può causare raffreddamento o riscaldamento a seconda della forma in cui si manifesta il vapore, come ad esempio diversi tipi di nuvole o un aumento dell'umidità.

I cambiamenti nel movimento orbitale della Terra attorno al Sole hanno un impatto a lungo termine sul clima, con cicli di migliaia di anni. Le grandi eruzioni vulcaniche producono un effetto di raffreddamento dovuto alla cenere ed altri aerosol, laddove persistano per alcuni anni riducendo la quantità di energia del Sole che raggiunge la superficie terrestre: possono abbassare la temperatura dell'aria superficiale di circa 0,2 °C per alcuni anni dopo perché, durante le eruzioni vulcaniche, particelle fini di cenere e polvere (così come gas) possono essere espulse nella stratosfera. Certo, così come quelli vulcanici anche gli aerosol industriali, (in una parola, l’inquinamento) hanno un effetto raffrescante che contribuisce in parte a compensare il riscaldamento da emissioni di CO₂, tuttavia, le misure rigorose adottate per ridurre l'inquinamento (qui la storia recente di un apparente paradosso) hanno fatto sì che gli aerosol industriali iniziassero a fornire una compensazione minore per il crescente riscaldamento causato dal noto gas serra. Tornando in tema gli effetti delle eruzioni vulcaniche sul clima passato sono difficili da valutare a causa di interpretazioni alternative in contrasto tra loro, ma chi sostiene che l’aumento di CO₂ in atmosfera degli ultimi 250 anni sia dovuto al vulcanismo della Terra è in errore: a conti fatti le emissioni vulcaniche rappresentano meno dell'1% delle emissioni antropogeniche! E in questo vulcanismo comprendiamo quello meno noto che avviene sul fondo degli oceani nelle cosiddette dorsali medio-oceaniche.

Senza entrare qui nel dettaglio dei diversi ruoli e impatti dei vari gas serra, o del vapore acqueo, la nostra atmosfera stabile per millenni ha iniziato quindi, dalla nascita dell’era industriale con l’invenzione del motore termico alimentato a carbone, ad accumulare gas serra, soprattutto CO₂, senza possibilità di riciclo né nel grande ciclo del carbonio che da miliardi di anni opera sulla Terra né in quello minore e più rapido dovuto alla presenza di organismi fotosintetici. Prima dell'industrializzazione il CO₂ componeva solo circa lo 0,03% dell'atmosfera (circa 280 ppm), ma oggi, principalmente a causa dell'influenza umana, abbiamo recentemente toccato le 430 ppm! E almeno il 30 percento di questo incremento è avvenuto negli ultimi decenni, in meno di un secolo.

 

I processi che avvengono sulla superficie terrestre regolano gli scambi di calore, umidità e quantità di moto tra suolo e atmosfera. Numerosi fenomeni naturali influenzano sia la circolazione atmosferica sia il clima superficiale. L’interazione tra atmosfera e superfici sottostanti dipende da proprietà come il trasferimento radiativo, l’umidità del suolo - che determina flussi di calore sensibile e latente e deflussi energetici - e persino la rugosità della superficie. Anche le variazioni dell’albedo, cioè della quota di radiazione riflessa rispetto a quella ricevuta, insieme alla copertura nuvolosa e all’interazione atmosfera-Terra-oceano, possono incidere in modo significativo sul clima. La Terra e la sua atmosfera hanno un’albedo complessiva di circa il 30%, valore che può cambiare per effetto delle modifiche della superficie terrestre, come deforestazione e desertificazione, e della nuvolosità. Le nubi riflettono parte della radiazione solare verso lo spazio, producendo un effetto di raffreddamento, ma assorbono anche la radiazione infrarossa emessa dalla Terra, contribuendo al riscaldamento. L’effetto dipende dal tipo di nube e dalle sue proprietà fisiche: i cirri d’alta quota tendono a rafforzare l’effetto serra, mentre le nubi stratificate basse riflettono molta energia solare in arrivo e hanno quindi un effetto raffreddante. Nel complesso, le nubi esercitano un effetto netto di raffreddamento.

Gli oceani, grazie alla loro grande capacità di immagazzinare energia, svolgono un ruolo centrale nel definire i modelli meteorologici, moderare le oscillazioni climatiche e influenzare l’andamento globale e la velocità del cambiamento climatico. Funzionano inoltre come enormi serbatoi di CO₂: il loro contenuto totale di anidride carbonica è circa 50 volte superiore a quello atmosferico, rendendoli una componente essenziale del sistema climatico. L’assorbimento del carbonio di origine antropica modifica però l’equilibrio chimico dell’oceano, perché il CO₂ disciolto forma un acido debole: all’aumentare del CO₂, il pH diminuisce e l’oceano diventa più acido. Inoltre, le acque oceaniche sono in continuo movimento e scambiano costantemente calore con l’atmosfera e questo argomento, con i suoi fenomeni, è stato utilizzato da alcuni scienziati che sostengono che la maggior parte del riscaldamento possa essere il risultato di un ciclo naturale di copertura nuvolosa dovuto ai cambiamenti nella circolazione oceanica: peccato che le supposte variazioni storiche non abbiano poi riscontro con i dati provenienti da altre discipline come la paleontologia, la dendrocronologia (anelli degli alberi), l’analisi degli isotopi dell’aria fossile contenuta nei ghiacci formatisi in passato, ed altro ancora.

Insomma, ancora una volta e su questo blog materiale per approfondire ce n’è parecchio, i dati diretti ed indiretti provenienti da numerose discipline mostrano che sì, il clima terrestre è cambiato notevolmente nel passato geologico, con periodi anche molto più caldi di oggi ma anche con diverse glaciazioni. Ma il cambiamento climatico che si osserva oggi non ha precedenti per ritmo che per ampiezza. La rincorsa al record dell’anno più caldo di sempre è partita da un pezzo.

A questo punto ci starebbe bene uno spiegone sul contesto scientifico del cambiamento climatico, la legge di Arrhenius e il lavoro di Keeling, Milankovic…ma non voglio ripetermi, basterà usare i tag di questo blog.  E quindi salto rimandando a quanto ho già scritto, come qui, ad esempio.

Modelli climatici, computer e imperfezioni

Sui modelli in generale ho scritto tempo fa…«sia data una mucca...» disse il professore tracciando un cerchio alla lavagna...    

Oggi gli scienziati studiano il cambiamento climatico con tecniche e strumenti di calcolo sempre più avanzati. Per stimare l’evoluzione del clima in risposta all’aumento dell’effetto serra utilizzano soprattutto due approcci: i modelli climatici computerizzati e il confronto con registri storici e paleoclimatici. Con le dovute cautele, anche l’intelligenza artificiale sta iniziando ad avere un ruolo in questo ambito. I modelli numerici del clima globale sono strumenti essenziali per comprendere e prevedere il cambiamento climatico: consistono in programmi informatici che risolvono equazioni fisiche ben note, descrivendo processi come la formazione dei venti, l’assorbimento dell’energia, le variazioni di temperatura, l’evaporazione dell’umidità dalla superficie e la formazione delle precipitazioni.

I modelli climatici moderni sono sempre più affidabili grazie a una migliore comprensione dei principi scientifici e a osservazioni più accurate del sistema climatico. Trattandosi di “sistemi complessi” l’ausilio dei computer è diventato insostituibile. Simulando al computer le interazioni tra le sue componenti, gli scienziati hanno ricostruito l’andamento generale del clima passato e possono elaborare proiezioni future basate su diverse ipotesi relative a fenomeni naturali e attività umane.

Dipendendo da variabili ancora incerte si ha che i modelli non possono prevedere il futuro con esattezza. Per questo gli scienziati costruiscono scenari diversi, considerando fattori come crescita demografica, politiche climatiche ed emissioni future di CO₂ e altri gas serra. Le proiezioni indicano intervalli di possibile variazione della temperatura: pur riproducendo abbastanza bene i cambiamenti globali passati e presenti, i modelli restano meno precisi su scala regionale o locale. Rimangono comunque strumenti essenziali per valutare direzione e intensità del cambiamento climatico futuro, con un’affidabilità in continuo miglioramento.

I modelli climatici attuali prevedono che la temperatura media terrestre continui ad aumentare nel prossimo secolo, pur con possibili anni di stabilità o lieve calo. La tendenza generale resta però al rialzo, con effetti comunque negativi. Il riscaldamento varierà per regione: sarà più marcato sulle terre emerse che sugli oceani in inverno, più intenso alle alte latitudini settentrionali nella stagione fredda e limitato sull’Artico in estate. Si prevede inoltre un ciclo idrologico globale più intenso, con maggiori precipitazioni e umidità del suolo alle alte latitudini in inverno. Questi cambiamenti potranno aggravare siccità o inondazioni in alcune aree e attenuarle in altre, oltre a innalzare il livello del mare di diverse decine di centimetri entro la fine del secolo, soprattutto per l’espansione termica degli oceani e lo scioglimento di ghiacciai e calotte glaciali. Nel complesso, il cambiamento climatico modificherà le condizioni medie e la frequenza degli eventi estremi, con impatti rilevanti su terre, oceani, risorse, economia e qualità della vita delle generazioni presenti e future.

«E’ difficile fare delle previsioni, soprattutto sul futuro». Questa ironica affermazione, quasi paradossale, che l’abbia o meno davvero pronunciata Niels Bohr, uno dei padri fondatori della moderna fisica atomica (pare sia apocrifa), apre comunque a degli scenari da non sottovalutare affatto, anche se forse sarebbe opportuno fare previsioni solo su quel che accadrà tra dozzine di miliardi di anni, quando il cosmo sarà buio e freddo, e soprattutto senza nessuno a controllare la qualità della previsione.

Indipendentemente dalla validità granitica dei cosiddetti “punti di non ritorno” l'incertezza degli esiti di un modello, nota anche come errore di previsione (la differenza tra il valore reale osservato e quello stimato da un modello statistico o matematico), nasce dalla propagazione delle incertezze attraverso la simulazione del modello ed è evidenziata dagli esiti simulati. L'errore di previsione del modello può essere valutato rispetto a soluzioni analitiche note, confronti con altre simulazioni e/o confronti con osservazioni. Un aiuto nel ridurre questa incertezza e trasformarla in fiducia ci viene ancora una volta dagli scienziati dell’IPCC, che hanno descritto tre approcci per indicare la fiducia in un determinato risultato e/o la probabilità che una determinata conclusione sia corretta:

1. una scala di comprensione qualitativa descrive il livello di comprensione scientifica in termini di quantità di prove disponibili e grado di accordo tra gli esperti. Possono esserci prove limitate, medie o numerose, e l'accordo può essere basso, medio o alto;
2. una scala di fiducia quantitativa stima il livello di fiducia per un risultato scientifico e varia da “molto alta” (probabilità 9 su 10) a “molto bassa” (meno di 1 probabilità su 10);
3. una scala di verosimiglianza quantitativa rappresenta "una valutazione probabilistica di un risultato ben definito che si è verificato o si verifica in futuro". La scala varia da "praticamente certo" (probabilità superiore al 99%) a "eccezionalmente improbabile" (probabilità inferiore all'1%); 

L'incertezza va distinta dal rischio perché il rischio coinvolge una probabilità nota, mentre un'incertezza sorge quando tali probabilità non sono disponibili. Questa distinzione è utile perché l'IPCC assegna esplicitamente probabilità alle sue principali previsioni climatiche, rendendo la situazione più di rischio che incertezza.

Sembrano chiacchiere accademiche, è solo una teoria direbbe il negazionista al bar, ma non direi affatto. I modelli di 30 o persino 50 anni fa erano decisamente meno sofisticati e prodotti con meno potenza di calcolo degli attuali, eppure allora fecero delle previsioni sui fenomeni che sarebbero avvenuti – probabilmente, in senso matematico, e non ce ne sono altri.

La realtà delle previsioni è ormai evidente, e le probabilità indicate sono rilevanti. Poiché molti effetti considerati altamente probabili comportano costi significativi, alcune forme di intervento appaiono giustificate. Chi nega l’origine antropica del cambiamento climatico sostiene che le stime probabilistiche dell’IPCC non siano affidabili e vadano quindi ignorate. Tuttavia, non agire in nome dell’incertezza significa o rifiutare il problema del riscaldamento globale per ciò che è, oppure assumere che “non fare nulla” sia la risposta corretta all’incertezza.

Il successo del cosiddetto hindcasting è palese. Ne ho già scritto, qui e, a seguire, lo ripeto.

I modelli climatici sono inaffidabili - Confutazione

Abbiamo visto che i modelli climatici, per loro natura, non sono perfetti: riflettono la capacità ancora limitata di simulare il clima e presentano sia inadeguatezze sia incertezze. Le prime dipendono da una comprensione incompleta del sistema climatico, dai limiti delle soluzioni numeriche usate nei modelli informatici e dal fatto che nessun modello può riprodurre esattamente il sistema reale. La struttura dei modelli - equazioni dinamiche, condizioni iniziali e al contorno, sottosistemi inclusi come chimica stratosferica o dinamica delle calotte glaciali - richiede inoltre scelte e semplificazioni. Queste introducono ulteriori incertezze, frutto del compromesso tra stabilità numerica, fedeltà alle teorie, credibilità dei risultati e risorse computazionali disponibili.

I modelli climatici sono dunque sofisticati strumenti computazionali costruiti su leggi fondamentali valide in ambito multidisciplinare (dalla fisica alla biologia, dalla chimica alla paleobotanica) ma non sono sfere di cristallo perfette: tuttavia sono incredibilmente potenti per comprendere sistemi complessi e ormai corredati da una solida esperienza:

• Successo dell'hindcasting: hanno "retroceduto" con successo i cambiamenti climatici del passato, riproducendo l'andamento storico della temperatura osservati, la fusione dei ghiacci e l'innalzamento del livello del mare. Anche i modelli delle previsioni meteorologiche funzionano così: elaborare un modello e applicarlo ad una serie di fatti accaduti nel passato per vedere se i dati previsti dal modello coincidono con le misure. Se così, da quel momento in poi quel modello sarà applicato ogni qual volta i dati derivanti dalle misurazioni assumono quella determinata condizione, prevedendo quanto accadrà.
• Accuratezza predittiva: molte delle prime previsioni dei modelli climatici, fatte decenni fa, sono state in gran parte confermate da osservazioni successive, tra cui l'andamento generale della temperatura globale. Così procede la scienza, che si nutre inoltre dei suoi stessi errori.
• Miglioramento continuo: i modelli vengono continuamente perfezionati con più dati, una maggiore potenza di calcolo e una comprensione più profonda dei sistemi terrestri. Mentre i singoli modelli possono avere lievi variazioni, il consenso su un insieme di modelli indipendenti prevede costantemente un riscaldamento significativo in presenza di continue emissioni di gas serra. Questi modelli non si limitano a prevedere la temperatura ma proiettano inoltre cambiamenti nei modelli di precipitazione, eventi meteorologici estremi, acidificazione degli oceani e altro ancora.

Pur restando incertezze significative sia nelle prove empiriche dirette del riscaldamento sia nella comprensione teorica del sistema climatico nel suo complesso, incertezze che si influenzano a vicenda, non si può escludere che il riscaldamento globale risulti più grave di quanto previsto finora. Il punto decisivo, tuttavia, non è l’esistenza dell’incertezza scientifica, ma il modo in cui l’umanità sceglierà di agire di fronte a essa.

Comprendere il ruolo e l'importanza dei modelli climatici consente infine di rifiutare e replicare le ipotesi di complotto che stanno caratterizzando una parte del negazionismo più becero. Uno dei temi a cui si appellano per spiegare come sia possibile fare previsioni con i modelli, non potendo più negare l'evidenza dei dati, si appella al complotto: «hanno programmato per...» è la nuova litania ricorrente.

Il seguito nella seconda parte...

Superhot Rock Energy

No, non è un post sui Led Zeppelin o i Deep Purple…

Alla fine del 2024 ho pubblicato un lungo e dettagliato post sulla Quaise Energy, azienda statunitense che sta portando avanti ricerca e test sul campo, per una tecnologia che sfrutti il calore pressoché inesauribile, alla scala umana, del nostro pianeta; se quanto questa azienda promette, fondato su solide basi scientifiche e tecniche,  potrà essere realizzato, si inizierà concretamente a parlare di indipendenza energetica a disposizione di qualsiasi paese al mondo. Non si tratta di geotermia tradizionale, disponibile in poche aree del pianeta, geologicamente caratteristiche e piuttosto rare, ma di sfruttamento del calore che è sotto i piedi di ognuno di noi, prima di quanto si pensi: iniziare quindi davvero ad operare contromisure adatte a contrastare gli effetti negativi del cambiamento climatico.

Recentemente, la Quaise ha donato 750.000 dollari alla Oregon State University, per potenziare la ricerca di base in atto, volta essenzialmente a ricreare in laboratorio le condizioni presenti a chilometri di profondità, tipiche delle cosiddetta roccia super-calda. La fonte energetica cosiddetta Superhot Rock Energy (SHR) è appunto una forma avanzata di energia geotermica che mira a sfruttare il calore delle rocce a temperature superiori a circa 400 °C (374 °C, come vedremo) per produrre energia rinnovabile 24 ore su 24, tutti i giorni. Perforando in profondità la crosta terrestre, in tempi estremamente ridotti grazie alla tecnologia Quaise, sarà possibile iniettare acqua che verrà scaldata a temperature tali da generare vapore ad alta energia: una fonte pulita e onnipresente, potenzialmente in grado di rivoluzionare il settore energetico. È in questa seconda parte che interviene Quaise, con la loro tecnologia basata su girotrone e onde millimetriche, come ampiamente raccontato nel già citato post del 2024. Una fonte tale che, se sfruttata, potrebbe fornire energia al mondo intero. Approfondire la conoscenza di questa risorsa geotermica, non facile da studiare sul campo, è l’obiettivo in corso.

Perché ci interessa? Perché la geotermia SHR sfrutta il calore della roccia a temperature superiori a 400 °C per generare da cinque a dieci volte più energia per pozzo rispetto agli attuali sistemi geotermici convenzionali. Se sviluppata con successo, la SHR potrebbe fornire oltre 60 TW di energia elettrica costante e priva di emissioni di carbonio, sfruttando solo l'1% delle risorse SHR mondiali, ovvero più di otto volte l'attuale produzione globale di elettricità.

Oltre al suo vasto potenziale, l'SHR offre un altro vantaggio cruciale: la flessibilità di localizzazione. Mentre la geotermia tradizionale si basa su rari sistemi di acqua calda in superficie, l'SHR può essere sviluppata anche in regioni lontane dall'attività vulcanica, consentendo a tutti i paesi di accedere potenzialmente a energia pulita affidabile e sempre disponibile.

Poiché le tendenze globali in materia di elettrificazione, crescita dei data center e decarbonizzazione industriale aumentano rapidamente nel tempo la domanda di energia elettrica, la necessità di energia pulita come quella derivante dall’SHR è fondamentale.

Per maggiore chiarezza ricordo che la potenza installata mondiale di energia elettrica (ovvero la capacità totale) è stimata intorno agli 8 TW alla fine del 2024, includendo tutte le fonti (rinnovabili, fossili e nucleare). Valore che deriva dalla somma di capacità rinnovabili (da 3,4 a 5 TW), fossili (oltre 4.5 TW) e altre fonti, con dati aggiornati al 2024-2025.

Potenza installata di energia elettrica - Dati per fonte (2024)

Recentemente le rinnovabili hanno raggiunto circa 3,4 TW nel 2024, con proiezioni a 5 TW entro fine 2025 e 11,2 TW nel 2035. La crescita è trainata da solare (+33% nel 2024) ed eolico, mentre il totale mondiale cresce di ~300-500 GW/anno. Dati precisi variano per agenzie (IEA, IRENA, Ember), ma il totale è coerente intorno agli 8 TW.

Find more statistics at Statista
La buona notizia è che la produzione elettrica da fonti rinnovabili ha superato i 4,4 TW con una crescita annuale, +15%, da record: le fonti elettriche rinnovabili sono economicamente sostenibili e facilmente implementabili. E la transizione e l’indipendenza energetiche sono raggiungibili, persino in Italia.

Per tornare in tema, se a tutto ciò si potrà associare la geotermia SHR i risultati saranno ancor più straordinari.

Proprio per raggiungere la profondità necessaria, in tempi brevi e con risorse economiche contenute rispetto alle perforazioni tradizionali, ovvero raggiungere quelle temperature, è proprio ciò che promette di poter fare la tecnologia della Quaise. 

Sul sito del Clean Air Task Force è disponibile una mappa estremamente dettagliata delle potenzialità mondiali della geotermia SHR.

La maggior potenzialità energetica dell’acqua riscaldata a quelle temperature è data dal raggiungimento di uno stato che la maggior parte delle persone non conosce: l'acqua pompata attraverso piccole fessure permeabili in tali rocce diventerebbe supercritica, (per approfondire) una fase in cui lo stato liquido e quello gassoso non esistono più separatamente. I fluidi supercritici si generano in condizioni estreme, a temperature e pressioni elevate, al di sopra del punto critico della sostanza di cui sono composti. Il punto critico, in sintesi, è una particolare situazione di pressione e temperatura oltre le quali una sostanza si presenta come un'unica fase – una sorta di mix fra liquido e gas con proprietà intermedie fra i due. Ogni sostanza chimica ha un proprio un solo punto critico: nel caso dell'acqua questo si trova appunto a 374 ºC e 218 atmosfere (circa 225 kg/cm²), ovvero 200 volte la pressione esistente sulla superficie terrestre.

L'acqua supercritica può trasportare fino a cinque volte più energia dell'acqua calda normale, il che la renderebbe una fonte di energia estremamente efficiente se potesse essere pompata in superficie fino a turbine che la convertano in energia elettrica.

Le ricerche in corso alla Oregon State University riguardano, tra le molte cose, anche quella di sviluppare un reattore a flusso continuo che consenta di far passare dei fluidi attraverso tipi di roccia in condizioni di altissima temperatura e pressione, cioè quanto si incontrerebbe scendendo in profondità nella crosta terrestre, consentendoci al contempo di osservare come i sistemi cambiano in tempo reale. Un reattore, realizzato su misura, progettato per resistere a temperature fino a 500 °C e 500 atmosfere di pressione. Questa ricerca è fondamentale perché la geotermia SHR opera in un regime in cui i modelli esistenti falliscono e solo esperimenti di flusso controllato possono generare dati affidabili sul comportamento dei fluidi, sulla scalabilità e sulle interazioni roccia-fluido, necessari per progettare pozzi e serbatoi durevoli (per i dettagli rimando sempre al solito post precedente). Quaise sostiene questa ricerca perché l'accesso tempestivo a questi dati ridurrà significativamente il rischio tecnico e finanziario legato allo sviluppo dei loro progetti di geotermia SHR.

L’origine dell’energia geotermica SHR si trova normalmente tra i 3 e i 20 chilometri (si veda la mappa citata in precedenza) sotto la superficie terrestre delle aree continentali, a seconda delle caratteristiche strutturali e tettoniche della litosfera. Raggiungerla è normalmente al di là della portata, economicamente utile, delle tecnologie di perforazione tradizionali a disposizione dell’industria petrolifera o del gas. La profondità media di un pozzo petrolifero varia solitamente tra 2 e 5 km sotto la superficie terrestre o marina, sebbene in contesti complessi si possa arrivare a oltre 6-7 km. La maggior parte delle trivellazioni commerciali sfrutta giacimenti in questo intervallo, anche se le tecnologie sono in continua evoluzione per raggiungere profondità maggiori.

Proprio per questo la Quaise sta lavorando per accedere alla risorsa SHR con una tecnologia rivoluzionaria, la prima innovazione nel campo delle trivellazioni in 100 anni. Dopo aver svolto con successo test sul campo, che hanno dimostrato soprattutto la straordinaria velocità di questo tipo di perforazione, uno degli obiettivi per il 2026 è quello di raggiungere e superare 8 km di profondità.

Ricerca di frontiera
Le ricerche di laboratorio sono molteplici: una riguarda il comportamento della roccia, pressoché disomogenea ovunque, in condizioni di altissima temperatura e pressione, soprattutto in relazione ai fluidi caldi che la attraversano. Ad esempio quarzo, silice o altri minerali potrebbero crescere nello spazio attraversato dal fluido, fino ad impedirne i flusso necessario a mantenere l'energia in superficie. In un secondo filone di ricerca, il laboratorio mira a esplorare un importante sottoprodotto della tecnica di perforazione Quaise: il rivestimento vetrificato che si forma attorno ai lati del foro, rivestimento che potrebbe impedire il collasso del foro, tra gli altri vantaggi. Infine, si approfondisce la conoscenza di come altri materiali fondamentali per la produzione di energia geotermica reagiscono in condizioni di SHR.

Al momento, l'SHR è ricerca di frontiera.

Conclusioni
In definitiva, il modo giusto per pensare alla geotermia è riferirsi alla possibilità di generare acqua allo stato supercritico sfruttando il calore che, ovunque, viene dall’interno della superficie terrestre, quei circa 400 °C citati in precedenza. Se si intende utilizzare l'acqua per estrarre calore dal sottosuolo, quella è la temperatura ideale: qualsiasi temperatura al di sopra generebbe rendimenti decrescenti, qualsiasi temperatura al di sotto ne impedirebbe i vantaggi.

Come predetto la profondità dipende da dove ci si trova sul pianeta: in alcuni punti è a profondità paragonabili a quelle dell’industria petrolifera, circa 5 km, altrove è quattro volte più profonda. Ma il punto è che, tra i 5 e i 20 chilometri di profondità è dappertutto. Va fatto notare che comunque, tecnologicamente parlando, il vero divario tra le profondità tipiche dell’industria petrolifera e la tecnologia Quaise non è la distanza raggiungibile, ma la temperatura a cui si opera. Ci sono pozzi petroliferi che lavorano anche a 8-10 km di profondità, ma non a quelle temperature: le differenze fondamentali si iniziano a delineare in base alla temperatura a cui si può perforare. Il motivo per cui petrolio e gas vengono estratti mediamente tra i 2 e i 5 km di profondità dipende proprio da questo: scendere oltre significa trovare ambienti troppo caldi. Qui inizia la frontiera geotermica ed il blocco del petrolifero. Quindi, la fine di uno è l'inizio dell'altro.

Raggiungere i 400 °C di temperatura è energeticamente vantaggioso, una potenza 10 volte superiore a quella ottenibile con acqua a temperatura di ebollizione, e non a caso è in Islanda che si iniziò a parlare dello stato supercritico dell’acqua: fondamentalmente densità più elevate e viscosità più basse che aumenta l'efficienza di conversione termodinamica tra calore e quanto necessario a produrre elettricità.

Lo stesso pozzo, con un diametro standard di 20 cm, trasferirà da uno a dieci MW di energia elettrica equivalente se utilizza acqua a 90-100 °C, e dieci volte tanto se l’acqua è a 400 °C: quattro volte la temperatura ma dieci volte la potenza.

Le sfide tecniche sono notevoli, ma lo stato di avanzamento della ricerca e delle prove sul campo promette bene.

Un altro differenziale importante è la velocità con cui si raggiunge la profondità necessaria, fa parte dell’economica complessiva derivante dal rapporto tra costi degli impianti e benefici della produzione energetica.

Quando si pensa alle perforazioni meccaniche tradizionali si nota subito che la maggioranza del tempo è impiegata non a perforare, ma a sostituire la punta e a far entrare e uscire il tubo dal foro. Quaise dimostra che la loro tecnologia non è straordinaria tanto per velocità di perforazione incredibili, quanto perché ha tempi improduttivi molto bassi, e indipendenti da temperatura e profondità. Scendere comunque con velocità che vanno da 3 a 5 metri l’ora, significa raggiungere 10 km di profondità in 100 giorni!

A titolo comparativo in Cina è stata realizzata recentemente una perforazione da 11 chilometri: per i primi 10 hanno impiegato un anno, per l’ultimo chilometro, un altro anno.

Il fattore di perforazione, basato soprattutto su tempi improduttivi pressoché ridotti a zero, è il differenziale importante per Quaise.

È proprio il caso di dirlo. Occorre andare…più a fondo!