Un team internazionale di scienziati ha annunciato oggi ai colloqui sul clima di Bonn che le emissioni umane di anidride carbonica, gas serra, stanno aumentando di nuovo quest'anno, dopo tre anni di permanenza sostanzialmente piatta. Proiettano che le emissioni raggiungeranno un record di 41 miliardi di tonnellate nel 2017, insieme a un previsto aumento del 2% della combustione di combustibili fossili.

Però, il livello di carbonio nell'aria non è esattamente parallelo alle emissioni; l'oceano e la terra assorbono ed emettono grandi quantità di CO2, e il saldo può variare di anno in anno a causa dei cicli climatici naturali e di altri fattori. Gli scienziati possono solo approssimare i numeri. L'anidride carbonica atmosferica è effettivamente aumentata a tassi annuali record di circa 3 parti per milione nel 2015 e nel 2016, anche se le emissioni erano costanti in quegli anni. I livelli continuano a salire quest'anno, e probabilmente raggiungerà una media record di 405,5 parti per milione.

In concomitanza con la pubblicazione dei dati sulle emissioni di quest'anno, Galen McKinley, un professore di scienze della terra e dell'ambiente alla Columbia University e al suo Lamont Doherty Earth Observatory, coautore di un articolo pubblicato oggi sulla rivista Cambiamenti climatici naturali , in cui lei e i colleghi discutono delle difficoltà di tracciare le fonti e le destinazioni dell'anidride carbonica. Sotto, lei spiega.

Dove vanno a finire le nostre emissioni di anidride carbonica?

Solo il 50 percento circa della CO2 delle emissioni umane rimane nell'atmosfera. Il resto è approssimativamente equamente suddiviso tra l'assorbimento nella biosfera terrestre e nell'oceano. La CO2 nell'atmosfera è una funzione dell'equilibrio tra emissione e assorbimento nella terra e nell'oceano. Sia le emissioni che l'assorbimento da parte della terra e dell'oceano possono variare nel tempo.

Quali parti del sistema sappiamo fare meglio, e almeno, comprendere?

L'assorbimento cumulativo dell'oceano di tutto il carbonio che abbiamo emesso durante l'era industriale è stato quantificato con un errore di circa il 10%. Le incertezze sono maggiori per la variabilità dell'assorbimento nel tempo. Così, forse un anno ha un po' più di assorbimento, il prossimo un po' meno. La ripartizione spaziale dettagliata presenta anche incertezze, soprattutto quando le scale diventano più piccole. Per esempio, sappiamo che il Nord Atlantico è una regione di assorbimento di carbonio molto intenso, ma l'assorbimento a qualsiasi latitudine e longitudine è più difficile da definire. Sulla terra, c'è molta conoscenza sui processi che guidano l'assorbimento e il rilascio di carbonio. Ma la terra varia molto da luogo a luogo, quindi ampliare la nostra comprensione dai siti sul campo è una grande sfida. Fino ad ora, il budget globale ha stimato l'assorbimento del suolo come una differenza tra ciò che viene emesso e ciò che rimane nell'atmosfera o va nell'oceano. Ma stiamo facendo progressi. I modelli sono stati sviluppati sulla base di osservazioni e budget presso siti sul campo a lungo termine e in campagne sul campo dedicate. Ora, questi modelli vengono utilizzati per la prima volta per stimare direttamente l'assorbimento del suolo. Certo, restano molte incertezze.

Che cosa è successo nel 2015-2016 per guidare un aumento così netto della CO2 atmosferica?

In un anno con un grande El Niño come il 2015-16, la biosfera terrestre, nel complesso, assorbito meno carbonio. Questo perché El Niño ha fatto asciugare e riscaldare molti posti. Ciò ha causato incendi in alcuni punti, e una minore crescita delle piante negli altri. L'oceano ha trattenuto un po' più di carbonio. Ma il saldo netto era un tasso di crescita maggiore della CO2 atmosferica. Cambiamenti simili sono stati osservati con il forte El Niño del 1997-98.

In base all'accordo sul clima di Parigi, le nazioni dovrebbero riportare le loro emissioni, e gli scienziati cercano di verificare le informazioni. Quanto è affidabile lo sforzo di verifica?

Attualmente, il bilancio globale del carbonio non è sufficientemente preciso per verificare le stime delle emissioni nazionali. Primo, perché ci sono tante nazioni, e un po' di più da uno può facilmente bilanciare un po' di meno da un altro. E, a causa delle sostanziali incertezze nell'assorbimento da terra e oceani. Verificare almeno l'impatto integrato delle riduzioni delle emissioni è un obiettivo scientifico a lungo termine. Sono in corso sforzi per monitorare le emissioni a livello regionale, fino al livello nazionale. Questi sforzi hanno fatto grandi passi avanti negli ultimi anni, ma sono ancora rudimentali. I metodi attuali utilizzano dati di campo, dati satellitari, e modelli di trasporto atmosferico, tutto combinato. Per realizzare un vero sistema di verifica sarà necessaria un'esplosione di capacità di osservazione in tempo reale, così come modelli migliorati.

Pensi che la CO2 nell'aria continuerà a salire? Se è così, quali sono le implicazioni? Se i livelli di CO2 continueranno a salire o meno dipende dalle azioni umane. Le emissioni sono attualmente a livelli storicamente elevati, e di questo passo la CO2 nell'atmosfera continuerà sicuramente ad aumentare. Le emissioni devono essere drasticamente ridotte affinché i livelli di CO2 atmosferica si stabilizzino o diminuiscano. Il riscaldamento del clima e l'acidificazione degli oceani continueranno finché la CO2 atmosferica continuerà a salire.

Potrebbero esserci sorprese che cambierebbero improvvisamente il bilancio del carbonio, e prospettive per il futuro?

Nell'oceano, crediamo che i cambiamenti nella circolazione oceanica potrebbero avere un impatto sull'assorbimento del carbonio oceanico. Ci sono prove di tali cambiamenti nel passato. C'è anche l'idea che l'oceano abbia solo una capacità totale così grande, ma questo è complesso e dipende dal tempo. Su scale temporali di 10, 000 anni, l'oceano dovrebbe essere in grado di assorbire almeno l'85% di tutte le emissioni. L'oceano si mescola completamente solo una volta ogni 1, 000 anni, e ha bisogno di più miscele per assorbire tutto il carbonio. Ma poiché il carbonio è molto solubile nell'acqua di mare, in un certo senso la capacità dell'oceano è infinita. Se ti interessano solo tempistiche molto lunghe, il carbonio sarà assorbito dagli oceani. Ma la società umana tende a preoccuparsi di scale temporali molto più brevi. Per questi, il rallentamento della circolazione oceanica potrebbe certamente avere un impatto sul carico di CO2 atmosferico. A terra fino ad oggi, l'assorbimento cumulativo di carbonio della biosfera è approssimativamente zero. Ciò che intendo per cumulativo è la somma integrata di tutte le emissioni di carbonio dovute al cambiamento dell'uso del suolo dall'era preindustriale, e l'assorbimento di carbonio che si verifica con la ricrescita delle foreste e una maggiore crescita a causa di più CO2 nell'atmosfera. Proprio adesso, questo effetto cumulativo sembra non essere un assorbimento netto. Allo stesso tempo, sappiamo che il riscaldamento climatico rilascerà almeno un po' di CO2 dal suolo e dal permafrost, e alcune foreste sono più vulnerabili alla siccità e agli incendi con il riscaldamento. E. abbiamo bisogno dell'agricoltura per nutrire le persone. Così, non mi sembra che ci sia un grande serbatoio sulla terra dove ci si può aspettare che molto carbonio venga immagazzinato naturalmente a lungo termine. Le azioni umane potrebbero migliorare parte dello stoccaggio e ridurre le perdite, ad esempio con pratiche di conservazione in agricoltura. Ma rispetto alla capacità nell'oceano, probabilmente gli accumuli saranno piccoli per centinaia o migliaia di anni. Ciò nonostante, su tempi più brevi, la terra può avere un impatto enorme. El Niño 2015-16 lo illustra chiaramente.