I cambiamenti climatici: cause, aspetti scientifici e conseguenze sull’ambiente

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Sempre più spesso si ha notizia di fenomeni naturali catastrofici causati dal riscaldamento globale, come siccità, uragani e alluvioni, e negli ultimi anni l’opinione pubblica è sempre più sensibile ai temi della salvaguardia ambientale e dell’ecologia.

Da decenni è stato dimostrato il nesso tra il riscaldamento globale, le emissioni di gas industriali e i combustibili fossili, eppure i Governi solo negli ultimi anni hanno iniziato a prendere seri provvedimenti

Se le emissioni di gas inquinanti non diminuiranno, la temperatura media del pianeta si alzerà di 2 gradi centigradi nei prossimi decenni, e le conseguenze potrebbero essere catastrofiche.

Che cos’è il “clima”?

Prima di poter affrontare il tema dei cambiamenti climatici, bisogna definire il concetto di “clima”.
Il clima è lo stato medio del tempo atmosferico, considerato in vari livelli (locale, regionale, nazionale, globale) rilevato nell’arco di 20 o 30 anni.

Il pianeta è suddiviso in più zone (o fasce) climatiche, e a ciascuna fascia climatica corrispondono differenti temperature nel corso dell’anno e diversi tipi di flora e fauna (come ad esempio le foreste pluviali, i deserti, le steppe, ecc.).

Nelle varie zone climatiche, il clima tende a mantenersi stabile nel corso degli anni; tuttavia ogni anno si verificano cambiamenti stagionali.
Il clima è determinato da vari fattori, riconducibili sia all’azione dell’uomo, sia ad elementi e fenomeni naturali:

  • la latitudine (la distanza dall’equatore);
  • l’ albedo (la radiazione solare riflessa dalla Terra);
  • le correnti marine;
  • l’ altitudine;
  • la vicinanza a grandi bacini acquatici (che mitigano il clima);
  • la vicinanza al mare (mitiga il clima);
  • la vegetazione (produce ossigeno e assorbe anidride carbonica);
  • le attività umane;
  • l’ effetto serra (causato sia dall’uomo che dalla natura).

L’ effetto serra che è l’elemento a tutti più noto, in realtà non è causato solo dall’uomo, bensì è anche un fenomeno naturale fondamentale per la vita sulla Terra.

Che cos’è l’effetto serra?

L’ effetto serra è un fenomeno di regolazione della temperatura planetaria che avviene in tutti i pianeti provvisti di atmosfera, e consiste nell’accumulo di energia termica proveniente dal sole (i raggi solari) e nel trattenimento di parte di quest’energia, sotto forma di calore causato da gas, che le impediscono di disperdersi.

In altre parole, il Sole emette raggi solari che scaldano la Terra, e parte dell’energia viene trattenuta nell’atmosfera da alcuni gas, ossia il metano, l’anidride carbonica (CO2), l’ozono e il vapore acqueo: sono i cosiddetti “gas serra”.

Senza l’effetto serra la temperatura media sulla Terra sarebbe di circa 15 gradi sotto zero, ma questo fenomeno fa sì che la temperatura sia di circa 18 gradi, favorendo lo sviluppo della vita.

Quindi, se inteso solo come fenomeno naturale, l’effetto serra non è una cosa negativa.

Tuttavia, con l’avvento dell’industrializzazione e l’aumento delle attività umane, l’effetto serra è stato accentuato con l’immissione di altri gas rilasciati dalle industrie, comportando un aumento delle temperature.

L’ utilizzo dei combustibili fossili (carbone, benzina, ecc.) ha causato non solo un aumento esponenziale dei livelli di anidride carbonica, ma ha contribuito ad un più generale inquinamento dell’aria.

Nel corso degli anni Ottanta si è scoperto quali gas causano l’effetto serra naturale, e quali effetti negativi essi provochino, soprattutto per l’intervento dei gas CFC (clorofluorocarburi), derivanti da metano ed etano ed utilizzati in vari tipi di industrie, ma banditi già sin dal 1987 per il loro importante ruolo nell’assottigliamento dello strato di ozono.

Lo strato di ozono è uno degli elementi che protegge la Terra dalle radiazioni solari, ma i danni causati dai clorofluorocarburi ne hanno causato l’indebolimento, creando il cosiddetto “buco nell’ozono”.

Lo strato di ozono e il “buco nell’ozono”

Il “buco nell’ozono” sull’Antartide nel 2015: il colore blu indica una bassa concentrazione di ozono. (fonte: NASA).

Come detto, l’ozono è uno dei gas serra, ma a differenza degli altri non proviene dalla superficie terrestre, bensì si trova in uno strato dell’atmosfera definito “ozonosfera”.


L’ ozono assorbe e trattiene parte dell’energia dei raggi solari, soprattutto le radiazioni a bassa e alta frequenza d’onda, che sono nocive per la vita perché causano tumori, diminuiscono la capacità di fotosintesi delle piante (il che, tra le altre cose, causerebbe la diminuzione dei raccolti) e sono dannose per gli occhi.

Quindi lo strato di ozono è fondamentale per la vita sulla Terra, in quanto ci protegge dalle radiazioni solari più nocive.
Tuttavia i gas emessi dall’azione umana indeboliscono l’ozonosfera rendendone più sottile lo strato nelle medie latitudini (la “zona temperata” del pianeta, che comprende quasi tutte le zone abitabili e abitate), e addirittura riducendolo grandemente ai poli (il cosiddetto “buco nell’ozono”).

Il buco nell’ozono causa un aumento delle radiazioni nocive che raggiungono la superficie terrestre, ma anche l’aumento delle temperature, proprio perché vengono bloccati meno raggi solari.

Questo fenomeno è più accentuato in primavera, ed è causato dall’azione dei clorofluorocarburi e derivati.

Nonostante la messa al bando quasi totale di questi composti chimici a partire dal 1987, ci vorranno decenni perché lo strato di ozono torni ai livelli di partenza, e poiché i CFC hanno una durata di vita lunga, si stima che il ripristino dell’ozonosfera si concluderà intorno al 2060.

Gli effetti della deforestazione e dell’agricoltura intensiva

Non sono soltanto le emissioni di clorofluorocarburi o l’utilizzo di combustibili fossili a causare l’innalzamento delle temperature, ma anche la deforestazione ha un impatto sul cambiamento del clima.

Gli alberi assorbono l’anidride carbonica e la convertono in ossigeno, uno dei gas che compongono l’aria che respiriamo, ma la deforestazione incontrollata in corso in varie zone del pianeta (ad esempio in Amazzonia) riduce drasticamente il numero di alberi e piante, e di conseguenza tonnellate di CO2, che normalmente verrebbero assorbite e riconvertite, rimangono nell’atmosfera, riscaldando il clima.

Oltre alla deforestazione anche l’agricoltura intensiva causa il riscaldamento globale, per due motivi.

Il primo è l’utilizzo di pesticidi che contengono sostanze chimiche inquinanti che contribuiscono anch’esse all’aumento dell’effetto serra.
Il secondo motivo è direttamente legato alla deforestazione, in quanto questo tipo di agricoltura richiede grandi spazi, che vengono ottenuti abbattendo ettari di bosco.

Buona parte dell’agricoltura intensiva non ha lo scopo di sfamare direttamente l’uomo, ma gli animali da allevamento che, a loro volta, sfameranno il genere umano, e ciò ha generato tanti dibattiti etici sullo sfruttamento delle risorse per l’alimentazione umana.

I cambiamenti climatici sono sempre stati causati dall’uomo?

Da sempre il nostro pianeta subisce mutamenti del clima, generati dal mutamento dell’inclinazione dell’asse terrestre, che causa una diversa rifrazione dei raggi solari sulla Terra, con conseguente cambiamento del clima: ciò accade all’incirca ogni 40 mila anni.

Giocano un ruolo importante anche l’attività solare e le attività vulcaniche.

Una bassa attività solare comporta minori emissioni di raggi ultravioletti, con una conseguente diminuzione delle temperature.

Nelle grandi eruzioni vulcaniche le ceneri potrebbero espandersi su vaste aree, riflettendo i raggi ultravioletti e causando la diminuzione delle temperature.
Ad esempio nel 1815 l’eruzione del vulcano Tambora (in Indonesia) ricoprì di cenere le zone più alte dell’atmosfera terrestre; l’anno successivo nei mesi di giugno e luglio si registrarono temperature rigide, con la presenza di neve e ghiaccio, negli Stati Uniti e nel nord Europa, a migliaia di chilometri dall’Indonesia.

Sulla Terra si sono susseguite diverse ere glaciali durate migliaia di anni, causate dalla periodica inclinazione dell’asse terrestre, seguite da ere interglaciali, anch’esse dalla durata di migliaia di anni.

È interessante notare che l’ultima era glaciale è iniziata nel 1300 e si è conclusa intorno al 1850, in piena rivoluzione industriale, ed è definita “piccola era glaciale” proprio per la sua durata di soli cinque secoli.

Come si è scoperto il nesso CO2/riscaldamento globale?

La “curva di Keeling” mostra come dal 1958 al 2018 le emissioni di CO2 sono aumentate, sino a superare le 400 parti per milione: ciò è dovuto all’utilizzo dei combustibili fossili. (fonte: Wikimedia Commons).

Il fenomeno del riscaldamento globale è stato messo in luce per la prima volta alla fine del diciannovesimo secolo dal fisico svedese Svante Arrhenius, che per primo teorizzò una possibile relazione tra l’anidride carbonica e il riscaldamento globale.

Nei decenni successivi gli scienziati teorizzarono che gli oceani sarebbero stati in grado di assorbire il CO2 in eccesso, ma queste teorie furono confutate dagli studi condotti nel 1957 dagli scienziati Roger Revelle e Hans Suess sulla vetta del vulcano Mauna Loa (nelle isole Hawai’i): i due scienziati dimostrarono che sebbene gli oceani siano in grado di assorbire il CO2, il ritmo in cui lo fanno è molto più lento di quanto teorizzato, e che quindi si sarebbero potuti verificare aumenti della temperatura media globale.

Le misurazioni effettuate nel corso degli anni Sessanta e Settanta nel vulcano Mauna Loa confermarono ulteriormente le tesi di Revelle e Suess, mostrando che, effettivamente, nel corso di vent’anni, i livelli di anidride carbonica nell’atmosfera erano aumentati.

Anche lo scienziato Charles David Keeling svolse un’analisi a riguardo, ed elaborò un grafico che visivamente mostrava l’aumento di CO2 nell’atmosfera, grafico che viene usato tutt’ora (chiamato “curva di Keeling”).

Quali potrebbero essere gli effetti dei cambiamenti climatici?

Gli effetti dell’aumento delle temperature sono già evidenti al giorno d’oggi, e si conoscono già quali saranno gli effetti nel futuro.

Primo tra tutti lo scioglimento dei ghiacci, sia ai Poli che sulla cima delle montagne.
Lo scioglimento delle calotte polari comporterebbe non solo l’estinzione delle specie che vi abitano, come ad esempio gli orsi polari, ma anche un generale innalzamento del livello del mare in tutto il pianeta, che renderà molte zone non più abitabili: una delle conseguenze dirette sarà la migrazione di milioni di persone dalle zone allagate verso luoghi più sicuri, causando una catastrofe umanitaria.

L’ innalzamento delle temperature porterà ad un’acidificazione degli oceani e dei mari, causando danni irreparabili all’ecosistema marino, per il fatto che un abbassamento del pH delle acque renderebbe la vita impossibile a molte specie marine: basti pensare alla Grande Barriera Corallina, che verrebbe irrimediabilmente distrutta.

Un’ altra grave conseguenza è quella della desertificazione, che porterà a ondate di calore e ad un calo dei raccolti, generando ondate di carestia e conseguenti migrazioni di popolazioni verso le zone fertili.
Si avrebbe una grave perdita di biodiversità (sia animale che vegetale), cioè il rischio di estinzione di moltissime forme di vita, che avrebbe come possibili conseguenze carestie e crisi economiche (per la scomparsa di prodotti alimentari e il susseguente aumento dei costi di produzione).

Infine l’innalzamento delle temperature porterebbe alla diffusione di malattie di origine tropicale nelle zone temperate, come la malaria, a causa delle ondate di calore.

Sino ad ora, la temperatura media del pianeta è aumentata di 0,8 gradi, e le conseguenze sono già gravi.

Se non si corre ai ripari, si stima che la temperatura media del pianeta si alzerà di 2 gradi entro il 2100.

Possibili rimedi contro il riscaldamento globale

È possibile limitare i danni causati dal riscaldamento globale con apposite politiche e strategie, ma per poter riportare la temperatura allo stato originale saranno necessari decenni, o addirittura secoli.

Uno dei possibili rimedi contro il riscaldamento globale è l’abbandono dei combustibili fossili e il passaggio a fonti di energia rinnovabili e alternative.

Da molti anni sono in uso fonti alternative di energia, non solo nel nostro Paese, ma anche in tutto il mondo.

Di seguito sono riportate alcune fonti energetiche alternative.

Energia idroelettrica

Le centrali idroelettriche sfruttano l’energia prodotta dal movimento dell’acqua convertendola in elettricità.

Il vantaggio di questo tipo di energia è che le centrali idroelettriche sono durature nel tempo (alcune centrali sono operative e funzionanti da 100 anni) e che inquinano relativamente poco.

Tuttavia è necessario costruire le dighe per questo tipo di impianti, quindi oltre all’impatto ambientale e paesaggistico, si devono considerare le emissioni causate dalla costruzione della diga stessa; oltre a ciò l’acqua proveniente dalle dighe è filtrata e sfocia nei mari senza portare con sé detriti (sassi, terra, ecc.) causando l’erosione delle coste e delle spiagge.

In Italia l’energia idroelettrica soddisfa circa il 12% del fabbisogno energetico.

Energia geotermica

L’ energia geotermica sfrutta il calore naturale della Terra per produrre energia, ed è possibile ottenere grandi quantità di energia.

Tra i vantaggi ci sono i bassi costi di gestione e manutenzione e l’esiguo utilizzo d’acqua (appena 20 litri per ogni mega watt di energia prodotto).

Gli svantaggi di questa fonte di energia sono gli alti costi di costruzione degli impianti, il forte odore dovuto a causa delle emissioni; inoltre l’acqua calda potrebbe contenere metalli pesanti tossici per la salute (arsenico, mercurio, ecc.), e in caso di perdite potrebbe inquinare il terreno.

In Italia l’uso di energia geotermica soddisfa l’1,5% del fabbisogno energetico, ed è concentrata soprattutto in Toscana.

Energia solare

È la forma di energia più utilizzata in natura, basti pensare al fatto che le piante la utilizzano per poter effettuare la fotosintesi.

È una fonte energetica usata per moltissimi scopi: dal riscaldamento dell’acqua, all’alimentazione di automobili, aerei, alla produzione di energia, ed è usata anche per l’agricoltura.

Gli svantaggi sono l’elevato costo degli impianti, il basso assorbimento di energia in caso di tempo nuvoloso (che durante la notte è nullo); inoltre l’energia solare è potentissima ma poco concentrata, il che significa che per raccogliere grandi quantità di energia è necessario disporre di grandi aree in cui installare i pannelli fotovoltaici.

Però grazie al progresso tecnologico l’efficienza energetica dei pannelli fotovoltaici è aumentata, e il loro utilizzo si sta espandendo sempre più, e sempre più spesso sui tetti delle case si vedono pannelli solari, usati soprattutto per riscaldare l’acqua.

Energia eolica

L’ energia eolica è nota sin dai tempi antichi, e veniva sfruttata dall’uomo per la navigazione o per i mulini a vento, e ai giorni nostri la sfruttiamo per ottenere energia elettrica.

Tra i vantaggi ci sono i costi relativamente bassi per la produzione e l’installazione delle pale eoliche, il poco spazio richiesto per l’installazione della singola pala eolica e le bassissime emissioni di CO2 ed altri gas.

Tuttavia le pale eoliche sono dannose per gli uccelli (mentre non si riscontrano effetti negativi sugli altri animali), hanno un impatto paesaggistico negativo.

Inoltre, a causa della grande altezza delle pale eoliche, se si dovesse sviluppare un incendio, le operazioni di spegnimento sarebbero difficili.

Energia da biomasse

Le biomasse sono tutte le materie organiche (cioè composte da carbonio), tranne i combustibili fossili e le plastiche; sono lo sterco e gli scarti degli allevamenti, la legna inutilizzata, i rifiuti urbani, che vengono bruciati per ottenere energia elettrica.

I vantaggi di questa fonte energetica sono i bassi costi dovuti al fatto che non richiede tecnologie avanzate, le basse emissioni di CO2 e la facile reperibilità delle biomasse.

Tuttavia ci sono dei problemi, in quanto questa fonte energetica non è molto efficiente, lo stoccaggio delle biomasse richiede spazio, e il loro trasporto oltre ad avere un costo è anche inquinante, per via dei gas emessi dai camion addetti al trasporto.

L’ opinione pubblica e l’ambiente

Negli anni l’opinione pubblica è diventata sempre più sensibile alle tematiche ambientali, e ciò è dimostrato dall’aumento delle campagne e delle leggi in materia di inquinamento, riciclaggio e salvaguardia dell’ambiente, non solo nel nostro Paese, ma anche in tutta la Comunità Europea e nel mondo.

Gli Stati hanno partecipato e ratificato vari protocolli e convenzioni in materia di protezione ambientale, come il protocollo di Kyoto del 1997 o gli accordi di Parigi del 2015, ma nazioni che ancora utilizzano il carbone e altri combustibili fossili come fonti energetiche, e responsabili di considerevoli emissioni di anidride carbonica, come gli Stati Uniti e la Cina, hanno sempre avuto riserve nei confronti di simili trattati, dal momento che possono danneggiare la loro economia.

Associazioni come Greenpeace e il WWF si battono da decenni per la salvaguardia dell’ambiente, con campagne di sensibilizzazione e informazione mirate a creare più consapevolezza sui temi ambientali, e sempre più persone sono preoccupate per i cambiamenti climatici e la preservazione dell’ambiente.

Negli ultimi anni l’opinione pubblica si è schierata a favore delle energie rinnovabili e del riciclaggio, e grazie al progresso tecnologico e al cambiamento delle nostre abitudini, si stanno facendo poco a poco dei progressi in fatto di protezione dell’ambiente: acquistiamo lampade a LED a basso consumo, viaggiamo con automobili che consumano meno o sono meno inquinanti, ibride, o addirittura elettriche; gli elettrodomestici sono sempre più efficienti e consumano meno corrente; facciamo la raccolta differenziata.

Si è sempre più consapevoli del fatto che bisogna agire quanto più presto possibile ed evitare che il riscaldamento globale aumenti, altrimenti le conseguenze per il genere umano saranno devastanti.