...e ora cosa possiamo fare?

Strumenti utili

Un modello semplificato per studiare le dinamiche gas serra – temperatura globale

Esistono molti modelli matematici che cercano di descrivere e valutare l'evolversi
della temperatura media terrestre in funzione delle emissioni antropiche attuali e future
di gas serra.

Questi modelli, tuttavia, sono molto complicati anche perché descrivono un sistema di interazioni molto complesso e non completamente conosciuto in tutti i suoi vari aspetti. Per questo motivo utilizzeremo un modello semplificato che è stato sviluppato su un foglio di calcolo di Excel proprio per renderlo facilmente accessibile e utilizzabile anche da utenti poco esperti. Semplificato non significa poco valido: infatti i suoi risultati sono coerenti con quelli dell'ultimo rapporto dell'IPCC per simulazioni fino a un centinaio di anni (quindi fino al 2100).

Il modello è stato sviluppato partendo da alcuni modelli più complessi (come il modello oceanico HILDA o il modello MESSAGE dell'università di Berna) da cui sono state ricavate le equazioni che lo caratterizzano. Varie semplificazioni e approssimazioni sono state necessarie: in particolare, il modello tiene conto solo di valori medi globali delle grandezze (in pratica come se la terra fosse un punto) e, inoltre, alcuni fattori che partecipano marginalmente al processo sono trascurati. Non ci addentreremo nelle equazioni del modello perché sono molte e non tutte utilizzano strumenti matematici di base, ma potremo comunque utilizzarlo per simulare le dinamiche che intercorrono tra le emissioni di gas serra e la temperatura media globale della terra e per valutare l'evoluzione futura del fenomeno di riscaldamento globale.

In ogni caso è importante sapere che il modello tiene conto dei seguenti gas serra: anidride carbonica, ossido di diazoto, metano, ozono troposferico, vapor acqueo e aerosol (con effetto "raffreddante"). Sono invece trascurati i CFC. I gas considerati sono stati accorpati in tre famiglie (CO2, altri gas serra, aerosol) per ciascuna delle quali è possibile ipotizzare un proprio scenario di emissione regolando il rispettivo "tasso di emissione".

Dall'emissione dei gas serra il modello valuta le loro concentrazioni in atmosfera e, quindi il
loro forzante radiativo. La somma dei diversi forzanti va a determinare il forzante radiativo dell'intero sistema attraverso il quale viene quantificata la variazione della temperatura globale. A seconda dello scenario emissivo che viene inserito (si può scegliere di inserire emissioni crescenti rispetto a quelle attuali, costanti o scenari di abbattimento) il modello valuta anno per anno l'evoluzione atmosferica dei gas considerati, del loro rispettivo forzante radiativo e della temperatura globale del pianeta.

È quindi possibile effettuare le più svariate simulazioni, sviluppando scenari che prevedono un controllo delle emissioni o che ne prevedano un incremento; addirittura è anche possibile sviluppare scenari misti che prevedano cioè un abbattimento per le emissioni di alcuni gas e un incremento per altri. Infine, attraverso alcune funzioni di Excel, è anche possibile risolvere il problema inverso e cioè calcolare lo scenario emissivo di un gas (per esempio la CO2) fissandone a priori la concentrazione desiderata in un determinato istante temporale.

Il modello è stato validato effettuando una simulazione, partendo dallo stesso scenario emissivo, in parallelo con il modello Java Climate Model, modello di cui è riconosciuta la validità scientifica. La validazione ha confermato la bontà del modello semplificato.

Il modello è stato sviluppato da Riccardo Sparzagni, come lavoro finale per la Laurea in Ingegneria per l'ambiente e il territorio, con la supervisione del Prof. G. Guariso. Per approfondimenti si rimanda al lavoro completo (Sparzagni, 2008).