Il giorno in cui gli elettori brasiliani hanno scelto Jair Bolsonaro come nuovo presidente non è stato un buon giorno per gli sforzi per mitigare il cambiamento climatico. Durante la campagna elettorale, il dichiarato populista e aspirante uomo forte ha promesso di porre fine all'"attivismo ambientale" dei suoi predecessori. I precedenti governi brasiliani non erano esattamente zelanti sostenitori delle misure per combattere il cambiamento climatico. Ma ciò che Bolsonaro ha promesso di attuare sin dal suo insediamento nel gennaio 2019 equivale a un attacco su vasta scala ai tentativi della comunità internazionale di limitare gli effetti dei gas serra sulle temperature future.

La foresta pluviale tropicale copre più di 3 milioni di chilometri quadrati dell'interno del Brasile, una vasta area che comprende paesaggi in gran parte incontaminati e, nel contesto del cambiamento climatico, un enorme pozzo di carbonio. Gli alberi assorbono anidride carbonica (CO ₂ ), convertirlo in biomassa e conservarlo per lunghi periodi. Circa il 10% della foresta primordiale del Brasile (un'area grande quanto la Germania) è stata distrutta negli ultimi 30 anni circa. I principali colpevoli sono stati la deforestazione, nella migliore delle ipotesi, sgombero semilegale e taglia e brucia per l'agricoltura. La foresta è stata sostituita da allevamenti di bestiame e campi di soia. Gli immediati predecessori di Bolsonaro avevano adottato misure per ridurre il tasso di perdita di foreste negli ultimi anni, ma quegli sforzi ora sembrano condannati. Come scrive il settimanale tedesco Die Zeit, "La cintura verde del nostro pianeta ha un futuro?"

Julia Pongratz è stata nominata alla cattedra di geografia fisica e sistemi di uso del territorio alla LMU lo scorso anno, e la sua ricerca è profondamente interessata a questo problema. Monitora il ritmo e la portata di tali "cambiamenti nell'uso del suolo" (il termine neutro preferito dai ricercatori sul clima) nelle foreste pluviali brasiliane e in altre parti del mondo e cerca di quantificare gli effetti della conversione della foresta in terra coltivata o pascolo, o boschi misti in monocolture. Vuole quantificare l'impatto di tali cambiamenti, e le interazioni che possono innescare sull'effetto serra. Ma vorrebbe anche sapere quali forme di uso del suolo e di gestione delle foreste potrebbero aiutare a ridurre il tasso di tendenza al riscaldamento globale.

La tendenza è chiara:up!

Pongratz mostra un grafico che non è difficile da capire. Mostra una singola linea rossa, e sebbene si possano distinguere lievi variazioni stagionali o annuali, il suo significato è chiaro e innegabile. Infatti, sembrerebbe implicare che possiamo dire addio a qualsiasi speranza di moderare il ritmo del riscaldamento globale. La trama raffigura l'inesorabile aumento del livello di CO ₂ nell'atmosfera. La tendenza è inconfondibile:verso l'alto. Solo nel corso degli ultimi 50 anni, la concentrazione di questo gas serra è aumentata di circa il 20%. "Nonostante gli accordi internazionali volti a proteggere il clima, non c'è stata una riduzione percettibile del tasso di aumento della CO ₂ nell'atmosfera, " dice Pongratz. "Ma senza questi sforzi, la pendenza della curva molto probabilmente sarebbe ancora più ripida."

Secondo le analisi dei documenti storici effettuate dal Global Carbon Project, di cui Pongratz è membro, le attività umane hanno portato al rilascio di circa 660 gigatonnellate di carbonio dal 1750, che è circa 2,4 teratonne di CO ₂ . Ma l'aumento davvero significativo di CO ₂ livelli iniziati con l'industrializzazione, e da allora ha accelerato a un ritmo rapido. Solo il 40% circa di queste emissioni è rimasto nell'atmosfera e ha contribuito all'effetto serra, ma questo valore è ora più vicino al 45%. Del resto, una metà era occupata dagli oceani e l'altra metà dal suolo e dalla vegetazione.

Queste cifre indicano già l'importanza della vegetazione - e il ruolo preminente delle attività umane - per il clima del mondo. Prima di passare a LMU, Julia Pongratz ha lavorato su questo argomento per diversi anni in quello che probabilmente è il principale centro tedesco per la ricerca sul clima, l'Istituto Max Planck (MPI) per la meteorologia ad Amburgo, dove ha guidato un Emmy Noether Junior Research Group su "Forest Management and the Earth System, " finanziato dalla Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG).

Circa tre quarti della superficie terrestre (senza ghiaccio) sulla Terra è direttamente esposta all'influenza umana. Nel corso della storia, le persone hanno spazzato via la vegetazione originaria su circa un quarto di quest'area. Circa i due terzi del resto è ora sotto vari modi di coltivazione. Inoltre, circa un quarto della produzione primaria netta annua della Terra (cioè, la quantità di biomassa vegetale generata annualmente) viene consumata per soddisfare i bisogni dell'uomo. Questo livello di sfruttamento del mondo naturale ha un impatto sul clima. Circa un terzo di tutta la CO ₂ liberate dalle attività umane fino ad oggi possono essere attribuite alla distruzione della vegetazione naturale.

L'effetto moderatore della traspirazione

Quanto sono allora significativi gli effetti della distruzione su larga scala della vegetazione naturale? Nel contesto del cambiamento climatico, l'attenzione è da tempo concentrata quasi esclusivamente sulla combustione di combustibili fossili per fornire energia a fini di riscaldamento, processi industriali e trasporti. Infatti, i combustibili fossili sono attualmente la principale fonte di emissioni di carbonio. I cambiamenti nell'uso del suolo rappresentano circa il 10% della quantità di CO ₂ emessi annualmente nell'atmosfera, " dice Pongratz. Potrebbe non sembrare molto, ma qui entra in gioco un altro fattore:la produzione agricola è anche associata al rilascio di gas serra diversi dalla CO ₂ —ossido di azoto (N2O) da fertilizzanti, metano (CH4) da allevamento bovino e coltivazione del riso. Quando questi gas sono inclusi, l'uso del suolo rappresenta quasi un terzo delle emissioni totali di gas serra. In molti paesi a basso reddito e poco industrializzati, l'uso del suolo contribuisce in misura maggiore all'effetto serra rispetto alla combustione di combustibili fossili. e il Brasile, con una superficie di 8,5 milioni di km ² , è in cima alla lista delle emissioni attribuibili all'uso del suolo.

Così, il disboscamento perturba inevitabilmente il ciclo del carbonio. Inoltre, non solo i processi biochimici hanno un impatto sull'effetto serra, giocano un ruolo anche diversi meccanismi puramente fisici. Per esempio, l'albedo del pianeta (la frazione di luce solare che viene riflessa nello spazio) aumenta quando il fitto fogliame delle foreste viene sostituito dai campi di grano. Questo ha un effetto rinfrescante, ma è più che compensato dal riscaldamento che accompagna la perdita di traspirazione per la riduzione della superficie fogliare. In un bosco temperato, il rapporto tra area fogliare e area superficiale è 7 a 1, e in una foresta tropicale può raggiungere 12:1. Perciò, l'evaporazione dell'acqua dalle foglie degli alberi ha un effetto di raffreddamento molto maggiore della traspirazione da un campo coltivato a cereali.

Tale locale, cambiamenti su piccola scala nei bilanci di acqua e calore possono anche avere un impatto su scale molto più grandi, perché la circolazione atmosferica può trasportarli in regioni più remote. Il gruppo di Pongratz ha recentemente sviluppato un modo per distinguere tra effetti locali e remoti. "Fino ad ora, gli effetti remoti sono stati spesso ignorati perché i dati osservativi forniscono solo informazioni sulle variazioni locali. ¬– E non è tutto. Il sistema climatico non reagisce in modo lineare, come sottolinea Pongratz. "In termini di variazione delle temperature locali, fa differenza se il primo 10% o l'ultimo 10% degli alberi in una foresta sono stati abbattuti".

In che modo quindi l'impatto dei cambiamenti nell'uso del suolo può essere incorporato nei modelli climatici? "Quando ho terminato i miei studi universitari nel 2005, era appena diventato possibile simulare il ciclo del carbonio e i relativi processi rilevanti per il clima in modelli globali su larga scala. "Questi furono i primi veri modelli di "Sistema Terra", che ormai sono all'ordine del giorno. Ma nei primi tempi, erano rivoluzionari, " Spiega Pongratz. L'MPI di Amburgo ha sviluppato un proprio modello, in cui le interazioni tra l'atmosfera, gli oceani e la vegetazione potrebbero essere simulati realisticamente. "Questo tipo di modello globale accoppiato è particolarmente complesso e dispendioso dal punto di vista computazionale, "aggiunge.

I registri parrocchiali forniscono i dati per i modelli climatici

CO ₂ rimane nell'atmosfera per molto tempo e, a differenza del metano, non è chimicamente degradato lì. Tanta CO ₂ emesso negli ultimi migliaia di anni è ancora lì, e va aggiunto alle emissioni attuali. Fino al 2005, nessuno aveva seriamente tentato di ricostruire la dimensione storica del processo. Nel suo dottorato di ricerca tesi, Julia Pongratz ha quantificato la crescita dell'uso del suolo su scala globale, come proxy per CO ₂ pubblicazione, nel periodo che va dall'800 al 1850. Il lavoro si è basato su fonti secondarie di documentazione, utilizzando documenti come i registri parrocchiali per stimare i livelli di popolazione prima dell'era dei dati accurati del censimento. Dato che il commercio globale era trascurabile, questi dati consentono di stimare la superficie totale dei terreni ad uso agricolo, e la quantità di boschi persi a causa della deforestazione. Pongratz è arrivato a un carico di emissioni di circa 100 gigatonnellate per il millennio prima dell'inizio dell'industrializzazione su larga scala.

Nel 2014, ha contribuito a un progetto che ha portato i climatologi a ripensare i loro modelli. Lo studio ha dimostrato che la deforestazione e la gestione del territorio hanno effetti sul clima in misura molto simile. "Mantenere una foresta, ma gestendolo, alterando la sua composizione di specie, possono alterare le temperature locali tanto quanto la deforestazione all'ingrosso. È qualcosa che era stato ignorato dagli scienziati del clima fino a quel momento, " dice Pongratz. L'anno scorso, un ulteriore rapporto in cui è stata coinvolta è apparso sulla principale rivista Natura . Tale studio ha misurato l'effetto degli stessi fattori sulla capacità di stoccaggio del carbonio. Gli autori hanno concluso che, in assenza di influenza antropica, la vegetazione in piedi potrebbe sequestrare circa 900 gigatonnellate di carbonio. La cifra attuale è dell'ordine di 450. La differenza può essere attribuita più o meno allo stesso modo ai cambiamenti nella copertura del suolo e nella gestione del suolo. "In un terzo documento, abbiamo confermato queste stime dell'ordine di grandezza negli studi di modellazione. Dobbiamo quindi estendere i nostri modelli globali per includere l'impatto della gestione del territorio." Ma questo è un compito difficile, non solo perché è difficile districare gli effetti locali da quelli remoti, ma anche perché sono necessari più dati su scale più piccole per riflettere adeguatamente la natura frammentaria dell'uso del suolo sul terreno.

Un team di scienziati del clima riunito sotto gli auspici delle Nazioni Unite è ora impegnato nel Global Carbon Project, un ambizioso tentativo di costruire un quadro dettagliato e accurato della distribuzione delle emissioni globali. Pongratz sta coordinando i suoi sforzi per stimare il livello di emissioni attribuibili all'uso del suolo. In uno studio, i ricercatori hanno in programma di calcolare la dimensione degli stock di biomassa in Europa sulla base dei dati di telerilevamento. L'obiettivo è utilizzare questi dati osservativi per costruire modelli ad alta risoluzione.

Pongratz è anche associato all'International Panel on Climate Change (IPCC) – come coautore dei rapporti dell'IPCC e come coordinatore di due progetti sul funzionamento del ciclo del carbonio e sui cambiamenti nell'uso del suolo. Il titolo di gioco che ha scelto per la sua conferenza inaugurale alla LMU riflette la portata del suo impegno personale:"Ackern für den Klimaschutz" (approssimativamente traducibile come "Arduo lavoro sul campo per la mitigazione dei cambiamenti climatici"). Ma il suo discorso in realtà ha affrontato la questione se forme specifiche di utilizzo del suolo potrebbero aiutare a limitare l'impatto negativo del cambiamento climatico in modo sufficiente da portare il processo sotto controllo.

Una variante con i piedi per terra

Nel frattempo, le cosiddette tecnologie a emissioni negative, che mirano a prelevare carbonio dall'atmosfera immagazzinandolo in vari serbatoi, sono venuti alla ribalta. Una variante veramente "basata sul terreno" di questo approccio è semplicemente piantare alberi su vasta scala. Un modello sviluppato da Pongratz e dal suo collega di Amburgo Sebastian Sonntag suggerisce che, se ciò fosse fatto esclusivamente in aree che non sono più necessarie per la produzione agricola, l'aumento della CO . atmosferica ₂ i livelli previsti per l'anno 2100 potrebbero essere ridotti in misura molto maggiore di quanto si pensasse in precedenza. Uno "scenario plausibile" indica che ridurrebbe la temperatura globale media di circa 0,3 gradi C.

Come ora lo vede Pongratz, il problema è tanto chiaro quanto urgente. Gli attuali sforzi globali per mitigare il cambiamento climatico sono inadeguati al compito. Solo alcuni degli obiettivi fissati nel Protocollo di Kyoto possono essere raggiunti. L'accordo di Parigi del 2015 è ancora meno efficace, perché consente ai paesi di fissare i propri obiettivi di emissione. A meno che la popolazione mondiale, industriali e politici cambiano radicalmente il loro approccio alla gestione e all'utilizzo delle risorse naturali, queste misure non riusciranno, con un ampio margine, a raggiungere il loro obiettivo definito di limitare l'aumento della temperatura globale media (rispetto ai livelli preindustriali) a 1,5 gradi C. "Sulla base delle tendenze attuali, l'aumento sarà più vicino a 3 gradi C, "dice Pongraz.

"Non abbiamo molto tempo per modificare radicalmente il sistema, " avverte. I vari scenari che i ricercatori di tutto il mondo hanno testato nei loro modelli informatici concordano tutti su un punto:CO globale netta ₂ le emissioni devono essere ridotte a zero entro la metà del secolo, ed essere ulteriormente ridotto, a valori negativi, successivamente. Per raggiungere questo obiettivo, "le emissioni devono raggiungere il loro picco ben prima del 2030".

"Quando sono entrato nel campo della ricerca sul clima, "Ricorda Julia Pongratz, "La semplice comprensione del funzionamento del sistema era l'obiettivo principale. Ora, con 1,5° target in questione, il mio lavoro è diventato molto più urgente." Le politiche favorite da Jair Bolsonaro sono solo uno dei tanti ostacoli che si frappongono a una risposta efficace ai cambiamenti climatici.