Ecco le zone dove la temperatura media è salita negli ultimi cent'anni

Nel corso della storia della Terra si sono succedute ciclicamente variazioni del clima che condussero il pianeta ad attraversare diverse ere glaciali alternate ad epoche più calde dette interglaciali. Le cause di queste variazioni sono state principalmente legate all'andamento dell'attività solare o a quella eruttiva della Terra (per emissione di CO₂). Circa 200.000 anni fa, queste significative variazioni del clima hanno permesso all'uomo il passaggio dello stretto di Bering, la colonizzazione dell'Australia o della Groenlandia. Attualmente, il pianeta sta uscendo da un periodo freddo denominato piccola era glaciale, durato dal 1550 al 1800, seguito al periodo caldo medievale, più caldo (tra il 1100 ed il 1400). Durante il periodo caldo medievale è avvenuta la colonizzazione della Groenlandia, che fu battezzata "terra verde" per l'intenzione del suo scopritore Erik il Rosso di attirarvi coloni, il che indicherebbe, secondo alcuni ricercatori, che all'epoca dovessero esserci delle zone prive di ghiacci perenni.

Il recente surriscaldamento

Nella seconda accezione (sinonimo di surriscaldamento globale), per riscaldamento globale s'intende un incremento delle temperature medie della superficie della Terra a cominciare dalla metà del XX secolo.

Il quarto rapporto del Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) del 2007 stima che la temperatura media della superficie terrestre è aumentata di 0.74 ± 0.18 °C durante il XX secolo.^[2]La maggior parte degli incrementi di temperatura sono stati osservati a partire dalla metà del XX secolo e sono stati attribuiti all'incremento di concentrazione dei gas serra. Questi ultimi sono il risultato dell'attività umana, dovuto ad esempio all'uso di combustibili fossili e alla deforestazione, che dunque generano un incremento dell'effetto serra.^[3] L'oscuramento globale, causato dall'incremento della concentrazione in atmosfera di aerosol, blocca i raggi del sole, per cui, in parte, mitiga gli effetti del riscaldamento globale. I report dell'IPCC indicano che durante il XXI secolo la temperatura media della Terra potrà aumentare ulteriormente rispetto ai valori attuali, da 1.1 a 6.4 °C in più, a seconda del modello climatico utilizzato.

L'aumento delle temperature causerà un aumento del livello del mare e cambierà anche il modello di precipitazioni a cui siamo abituati, favorendo verosimilmente anche un'espansione dei deserti subtropicali. La maggioranza dei modelli previsionali prevede che il riscaldamento sarà maggiore nella zona artica e comporterà una riduzione dei ghiacciai, del permafrost e dei mari ghiacciati, con effetti anche sulla sopravvivenza di specie animali e sull'agricoltura. Il riscaldamento climatico avrà effetti diversi da regione a regione e le sue influenze a livello locale sono molto difficili da prevedere. Come risultato dell'incremento in atmosfera del diossido di carbonio gli oceani saranno più acidi.

La comunità scientifica è sostanzialmente concorde nel ritenere che la causa del riscaldamento globale sia di origine antropica. Ciò nonostante è in essere un ampio dibattito politico che coinvolge anche l'opinione pubblica. Il protocollo di Kyoto vuole mirare alla riduzione dei gas serra prodotti dall'uomo.Alla data di novembre 2009 187 paesi avevano sottoscritto e ratificato il protocollo.

Cause del recente riscaldamento

I cambiamenti recenti del clima sono stati analizzati più in dettaglio solo a partire dagli ultimi 50 anni, cioè da quando le attività umane sono cresciute esponenzialmente ed è diventata possibile l'osservazione della troposfera. Tutti i principali fattori ai quali è attribuito il cambiamento climatico sono legati alle attività dell'uomo. In particolare questi sono:

• incremento della concentrazione di gas serra in atmosfera
• cambiamenti sulla superficie terrestre come la deforestazione
• incremento di aerosol

Un rapporto del Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) conclude che la maggior parte degli incrementi di temperatura osservati dalla metà del XX secolo è, con molta probabilità, da imputare all'incremento di gas serra prodotti dall'uomo; mentre è molto improbabile (si stima sotto il 5%) che gli aumenti climatici possano essere spiegati ricorrendo solo a cause naturali. Il riscaldamento interessa sia l'oceano che l'atmosfera ed ha avuto inizio quando i fattori naturali avrebbero dovuto invece produrre un raffreddamento.

Influenza della variazione dell'attività solare ed altri fattori cosmici

Variazioni nelle emissioni solari sono state causa, in passato, dei cambiamenti climatici.Gli effetti sul clima dei cambiamenti delle emissioni solari nelle ultime decadi sono incerti, d'altro canto alcuni studi suggeriscono che tali effetti siano minimi.

Gas serra e raggi solari incidono sulle temperature in modo diverso. Sebbene entrambi tendano a riscaldare la troposfera, l'incremento dell'attività solare dovrebbe riscaldare la stratosfera mentre i gas serra la dovrebbero raffreddare. Le osservazioni della stratosfera mostrano come la sua temperatura si è andata abbassando a partire dal 1979, da quando è possibile la misurazione della stessa tramite i satelliti. Le stesse radiosonde, usate prima dei satelliti, mostrano un raffreddamento della stratosfera a partire dal 1958 sebbene vi siano alcuni dubbi sulle prime misurazioni effettuate con questi dispositivi.

Un'ipotesi correlata, proposta da Henrik Svensmark, è che l'attività magnetica del sole devii i raggi cosmici che possono così influenzare la formazione di nubi di condensa e causare quindi degli effetti sul clima.^[Altre ricerche invece non rilevano legami tra il riscaldamento climatico e i raggi cosmici L'influenza dei raggi cosmici sulle nubi ha tuttavia un'incidenza cento volte più bassa di quella necessaria a spiegare i cambiamenti osservati nelle masse nuvolose o per contribuire significativamente al riscaldamento climatico.

Influenza dei gas serra nell'atmosfera

Per approfondire, vedi Effetto serra.

L'effetto serra è il processo attraverso il quale l'assorbimento e l'emissione di radiazioni infrarosse da parte dei gas presenti nell'atmosfera porta al riscaldamento della superficie del pianeta e delle parti più basse dell'atmosfera. Tale concetto è stato proposto per la prima volta da Joseph Fourier nel 1824 ed è stato studiato poi da Svante Arrhenius nel 1896.^[28] L'effetto serra è un fenomeno naturale e necessario per permettere alla superficie terrestre di avere delle temperature adatte alla vita, in particolare quella umana.

Esistente in natura, l'effetto serra produce sulla superficie terrestre (terra aria ed acqua) un aumento di temperatura di circa 33 °C.^[29] I principali gas serra sono: il vapore acqueo, responsabile dell'effetto serra in una percentuale variabile tra il 36–70%; l'anidride carbonica (CO₂), che incide per il 9-26%; il metano (CH₄), che incide per il 4-9%; l'ozono (O₃), che incide tra il 3-7%.

L'attività dell'uomo, già dalla rivoluzione industriale, ha incrementato l'ammontare di gas serra nell'atmosfera incidendo sull'incremento di forzante radiativo. La concentrazione di CO₂ e metano ha subito un incremento rispettivamente del 36% e del 148% dal 1750.Queste concentrazioni sono le più alte degli ultimi 650.000 anni, periodo che è misurabile in base ai dati estratti da carotaggi nel ghiaccio.Tale incremento di circa 2 ppm all'anno è legato principalmente all'uso di combustibili fossili che durante il periodo carbonifero (tra 345 e 280 milioni di anni fa) avevano "fissato" la CO₂ nel sottosuolo, trasformandola dalla forma gassosa a quella solida o liquida di petrolio, carbone o gas naturale. Negli ultimi 150-200 anni, a partire dalla rivoluzione industriale, la combustione dei giacimenti fossili ha invertito il processo avvenuto durante il periodo carbonifero liberando grandi quantità di anidride carbonica (circa 27 miliardi di tonnellate all'anno). Secondo le stime, il pianeta riuscirebbe oggi a riassorbire, mediante la fotosintesi clorofilliana e l'azione delle alghe degli oceani, meno della metà di tali emissioni, anche a causa della deforestazione^[38] Alcuni indizi di carattere geologico indicano che gli attuali valori di CO₂ sono più alti di quelli di 20 milioni di anni fa.^[Il bruciare i combustibili fossili ha prodotto circa 3/4 dell'incremento di anidride carbonica negli ultimi 20 anni. La restante parte di incremento è largamente dovuta all'uso che l'uomo ha fatto della superficie terrestre (ad es. la deforestazione).L'attività umana ha infatti ridotto la biomassa vegetale in grado di assorbire la CO₂ fin dalla rivoluzione agricola neolitica, trasformando i boschi in campi o città. Oggi la deforestazione (in particolare in Amazzonia) continua ad aumentare ed aggrava ulteriormente la situazione. A contribuire ulteriormente vi è la maggior produzione di metano dovuto a fermentazione tipico dell'allevamento anch'esso cresciuto in modo significativo e delle colture a sommersione (ad esempio il riso).

Secondo il comitato di esperti delle Nazioni Unite (Intergovernmental Panel on Climate Change) l'attuale riscaldamento non può essere spiegato se non attribuendo un ruolo significativo anche a questo aumento di concentrazione di CO₂ nell'atmosfera (teoria del Global Warming).

Nell'arco delle ultime tre decadi del XX secolo, la crescita del PIL pro capite e la crescita della popolazione sono stati i volani dell'aumento dell'emissione di gas serra. Alla luce di questi studi sono stati creati degli strumenti per prevedere gli scenari futuri. I Special Report on Emissions Scenarios redatti dall'IPCC disegnano il possibile scenario per il 2100: la concentrazione di CO₂ in atmosfera potrebbe variare tra i 541 e i 970 ppm.Questo significa un incremento del 90-250% di concentrazione di anidride carbonica rispetto al 1750. Le riserve di combustibile fossile sono sufficienti per raggiungere questi livelli e andare anche oltre nel 2100.La distruzione dell'ozono presente nella stratosfera a causa dei clorofluorocarburi è altresì menzionata in relazione al riscaldamento globale. Tuttavia il legame non è così forte poiché la riduzione della fascia di ozono ha effetti raffreddanti. L'ozono presente nella troposfera (cioè la parte più bassa dell'atmosfera terrestre) contribuisce invece al riscaldamento della superficie della Terra.

Vapore acqueo (H₂O)

Il principale gas a effetto serra è il vapore acqueo (H₂O), responsabile in un intervallo che va dal 36 al 70% dell'effetto serra.^[ Nell’atmosfera, le molecole di acqua catturano il calore irradiato dalla superficie terrestre diramandolo in tutte le direzioni, riscaldando così la superficie della terra prima di essere irradiato nuovamente nello spazio. Il vapore acqueo atmosferico è parte del ciclo idrologico, un sistema chiuso di circolazione dell'acqua dagli oceani e dai continenti verso l'atmosfera in un ciclo continuo di evaporazione, traspirazione, condensazione e precipitazione. Tuttavia l'aria calda può assorbire molta più umidità e di conseguenza le temperature in aumento intensificano ulteriormente l'aumento di vapore acqueo in atmosfera e quindi il cambiamento climatico in quello che a livello teorico è chiamato effetto serra a valanga.