Il riscaldamento globale rappresenta una minaccia significativa per gli ecosistemi, le società e le economie di tutto il mondo. Negli ultimi decenni è stato stabilito l’obiettivo della politica climatica internazionale di limitare il riscaldamento globale a 2°C rispetto ai livelli preindustriali. Questo per evitare impatti gravi e irreversibili sull'ambiente.
Gli accordi internazionali come l’Accordo di Parigi e i quadri politici, compresi i meccanismi di fissazione del prezzo del carbonio, svolgono un ruolo fondamentale nel raggiungimento di questo obiettivo. Le decisioni sul clima sono spesso guidate da informazioni e dati ottenuti da strutture di simulazione e modellizzazione in quanto consentono ai politici di valutare i potenziali impatti di varie opzioni politiche, comprendere le dinamiche del sistema climatico e valutare l'efficacia di diverse strategie di mitigazione e adattamento.
Ora, un team di ricercatori guidato dal professore assistente He Xiaogang della NUS Civil and Environmental Engineering, ha applicato questo approccio alla futura pianificazione dell'uso del territorio e alle decisioni politiche volte a mitigare il cambiamento climatico.
Nello specifico, hanno valutato le implicazioni biogeofisiche e biogeochimiche di due scenari di mitigazione basati sul territorio utilizzando un quadro di modellizzazione integrato. Il loro lavoro è stato recentemente pubblicato negli Proceedings of the National Academy of Sciences .
I processi biogeofisici influenzano l’ambiente fisico, compresi i cambiamenti di energia, umidità e movimenti d’aria all’interno dell’atmosfera. Questi processi interagiscono con processi biogeochimici guidati dalla terra come il sequestro del carbonio, dove ecosistemi naturali come foreste e oceani catturano e immagazzinano l'anidride carbonica atmosferica.
Allo stesso tempo, i processi biogeochimici possono influenzare i cambiamenti di energia e umidità all’interno dell’atmosfera. Insieme, questi processi svolgono un ruolo fondamentale nella regolazione del clima terrestre. Comprendere questi processi è quindi essenziale quando si sviluppano strategie efficaci per mitigare i cambiamenti climatici o consentire agli ecosistemi o alla società di adattarsi ai cambiamenti climatici.
Nello studio del Prof. Asst He, un quadro di modellizzazione del sistema integrato uomo-Terra è stato applicato a due scenari di mitigazione:bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio (BECCS) e riforestazione e rimboschimento (ri/rimboschimento) - per indagare il loro impatto sui serbatoi di carbonio terrestri e clima.
BECCS esplora la bioenergia (energia derivata dalla biomassa) in combinazione con le tecnologie di cattura e stoccaggio del carbonio. Prove crescenti indicano che ci sono potenziali conseguenze indesiderate derivanti dall’espansione della bioenergia su larga scala, comprese le emissioni di carbonio indotte dalla coltivazione di bioenergia e l’esacerbato stress idrico. Tali conseguenze potrebbero superare i benefici previsti dal BECCS in termini di rimozione del carbonio.
Allo stesso modo, la risposta biogeofisica al rimboschimento in alcune regioni può influenzare i microclimi locali, modificare i cicli dell’acqua e influenzare l’assorbimento e la riflessione della radiazione solare. Ciò potrebbe compensare i benefici climatici derivanti dal sequestro del carbonio da parte delle foreste. Tali misure di mitigazione possono tuttavia essere ottimizzate se applicate strategicamente, per massimizzare i loro benefici ambientali.
Sono stati esplorati due scenari co-sviluppati. Nello specifico, SSP226Lu-BIOCROP, che si concentra sull’espansione della bioenergia, e SSP126Lu-REFOREST che valuta la ri/rimboschimento. Questi scenari sono percorsi di mitigazione alternativi su base terrestre basati sui percorsi socioeconomici condivisi (SSP), che sono scenari di cambiamento climatico dei cambiamenti socioeconomici globali previsti fino al 2100, come definito nel sesto rapporto di valutazione dell'IPCC.
Nella loro valutazione, il Prof. Asst He ha scoperto che l'effettivo pozzo di carbonio (Cnet ) associato a SSP126Lu-REFOREST dipende fortemente dalla capacità delle condizioni ambientali di sostenere la crescita delle foreste nelle regioni di rimboschimento previste.
Regioni come gli Stati Uniti centrali e l’Europa mostrano guadagni di carbonio piccoli o nulli nelle regioni rimboschite poiché si prevede che non supportino la crescita degli alberi, mentre regioni come il Sud-Est asiatico, l’Africa centrale e il Sud America hanno guadagni di carbonio molto maggiori poiché mostrano una crescita forestale di successo.
Inoltre il Cnet per SSP226Lu-BIOCROP dipende fortemente da ipotesi relative al progresso e ai progressi tecnologici del BECCS. Ad esempio, SSP226Lu-BIOCROP presenta una variazione maggiore per Cnet a causa delle incertezze sulla futura resa della biomassa, sulla tecnologia di conversione dell'energia e sull'efficacia della cattura e stoccaggio del carbonio (CCS).
Si prevede che i rapidi progressi tecnologici nella resa della biomassa, nella conversione dei biocarburanti e nella tecnologia CCS potrebbero consentire al terreno in SSP226Lu-BIOCROP di essere un bacino di carbonio efficace considerevolmente più grande rispetto a SSP126Lu-REFOREST e viceversa.
Lo studio ha anche scoperto le conseguenze climatiche dei due scenari di mitigazione, dipendenti dallo spazio e dalla stagione. Si propone che SSP226Lu-BIOCROP determini un clima più fresco a livello globale rispetto a SSP126Lu-REFOREST, ma questo non è uniforme tra le regioni e le stagioni. L'effetto di raffreddamento relativo è più pronunciato alle alte latitudini che nelle regioni tropicali e temperate e durante l'estate (giugno-agosto).
Questo perché il beneficio in termini di raffreddamento derivante dall’effetto albedo – la capacità di una superficie di riflettere la luce solare nello spazio – è più forte del contributo di riscaldamento determinato dalla riduzione dell’evapotraspirazione. Al contrario, la deforestazione guidata dalla bioenergia nelle regioni tropicali provoca un relativo effetto di riscaldamento se si confronta SSP226Lu-BIOCROP con SSP126Lu-REFOREST.
Nel complesso, lo studio dell'Asst Prof He migliora la nostra comprensione dell'impatto di due strategie di mitigazione basate sul territorio e sottolinea l'importanza di considerare i progressi tecnologici e le condizioni ambientali regionali quando si progettano efficaci strategie di mitigazione basate sul territorio.
Sottolinea inoltre l'importanza di ottimizzare i luoghi per il rimboschimento e l'espansione della bioenergia nella futura pianificazione dell'uso del territorio, in modo da massimizzare la probabilità che qualsiasi risultato di mitigazione previsto venga raggiunto.
In particolare, lo studio rivela anche un'efficacia variabile del rimboschimento nelle regioni temperate, il che implica la possibilità di integrare sinergicamente il rimboschimento e l'espansione della bioenergia per massimizzare i risultati di mitigazione del clima.
Questi risultati forniscono spunti per la pianificazione strategica dell'uso del territorio e le decisioni politiche, per affrontare meglio il cambiamento climatico e ottimizzare gli sforzi di mitigazione su scala regionale e globale.
Ulteriori informazioni: Yanyan Cheng et al, Un percorso di mitigazione incentrato sulla bioenergia rispetto a un percorso incentrato sulla riforestazione produce diversi tipi di stoccaggio del carbonio e risposte climatiche, Atti dell'Accademia nazionale delle scienze (2024). DOI:10.1073/pnas.2306775121
Fornito dall'Università Nazionale di Singapore
