Riscaldamento globale - Wikipedia

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Disambiguazione
– "Global warming"
rimanda qui.
Se stai cercando altri significati, vedi
Global warming (disambigua)
Visualizzazione grafica che confronta la temperatura media rilevata sulla Terra dal 2010 al 2019 con quella rilevata dal 1951 al 1978 (
NASA
2020)
Confronto tra la temperatura osservata ogni anno dalla NASA e la temperatura media rilevata tra il 1850 e il 1900 ("valori pre-industriali").
Questo grafico evidenzia le cause umane del riscaldamento globale; i fattori naturali lo influenzano positivamente o negativamente, causando l'irregolarità dell'andamento della temperatura di anno in anno.
Video
NASA
NOAA
del riscaldamento climatico (1995-1999) (attendere il caricamento)
Il
riscaldamento globale
global warming
talvolta detto
riscaldamento climatico
surriscaldamento climatico
) indica in
climatologia
il
mutamento del clima
terrestre sviluppatosi a partire dalla fine del
XIX secolo
e l'inizio del
XX secolo
e tuttora in corso, caratterizzato in generale dall'aumento della
temperatura
media globale e da fenomeni
atmosferici
ad esso associati (es. incremento di fenomeni estremi legati al
ciclo dell'acqua
quali
alluvioni
siccità
desertificazione
scioglimento dei ghiacci
, innalzamento del livello degli
oceani
, e modifiche ai
pattern
di circolazione atmosferici
con
ondate di freddo
, fenomeni
ciclonici
più intensi ecc.).
Le cause predominanti sono da ricercare nell'attività umana, in ragione delle emissioni nell'
atmosfera terrestre
di crescenti quantità di
gas serra
(con conseguente incremento dell'
effetto serra
) e ad altri fattori imputabili sempre alle attività umane;
il
protocollo di Kyoto
, sottoscritto nel 1997 e che al novembre 2009 conta l'adesione di 187 Stati,
vuole mirare alla riduzione di tali gas serra prodotti dall'uomo.
L'
Accordo di Parigi
, sottoscritto a dicembre 2015, impegna gli Stati partecipanti a mantenere l'aumento della temperatura globale "ben al di sotto di 2 °C" rispetto ai livelli pre-industriali.
Storia
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Jean Baptiste Joseph Fourier
Svante Arrhenius
Cronologia
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Le principali tappe della comprensione scientifica del fenomeno del riscaldamento globale e del ruolo della CO
sono le seguenti:
1824
Joseph Fourier
calcola che dal calore dei raggi solari la Terra dovrebbe risultare molto più fredda e fa tre ipotesi di cui una prende in considerazione l'effetto serra dell'atmosfera.
1856
Eunice Newton Foote
osserva sperimentalmente l'effetto di
riscaldamento della luce solare
su diversi gas e teorizza che la modifica della proporzione di
anidride carbonica
(CO
) nell'
atmosfera
ne avrebbe modificato la
temperatura
1859
John Tyndall
(indipendentemente da
Eunice Newton Foote
) scopre che alcuni gas bloccano la radiazione infrarossa, suggerendo che cambiamenti nella concentrazione dei gas, CO
in particolare, potrebbe causare cambiamenti climatici.
1896
Svante Arrhenius
pubblica il primo calcolo del riscaldamento globale da un aumento della CO
, e comprende il ruolo del vapore acqueo nell'amplificazione del fenomeno.
1901
Nils Ekholm
usa per la prima volta la parola "effetto serra".
Knut Ångström
, sulla base di esperimenti possibili all'epoca, in contrasto con Arrhenius, ritiene che l'effetto di assorbimento della radiazione infrarossa da parte della CO
saturi rapidamente.
1938
Milutin Milanković
propone la sua teoria astronomica dei cambiamenti orbitali per spiegare la causa delle ere glaciali.
1938
Guy Callendar
argomenta sul riscaldamento globale da effetto serra in corso per l'aumento di CO
, in accordo con quanto predetto da Arrhenius.
1956
Gilbert Plass
calcola il riscaldamento mediante un modello a strati dell'atmosfera.
1957
Hans Suess
identifica la traccia isotopica dei combustibili fossili in atmosfera.
1960
Charles David Keeling
misura accuratamente la CO
in atmosfera e ne rileva la crescita annuale.
1963 Calcoli sul feedback da vapore acqueo mostrano che la sensibilità climatica al raddoppio della CO
poteva essere maggiore di quanto ritenuto fino ad allora.
1967 Manabe e Wetherald sviluppano il primo modello al computer per simulare il clima terrestre.
1971 Rasool e Schneider modellizzano l'effetto di raffreddamento degli aerosol.
1979 Prima conferenza mondiale sul clima, organizzata da
OMM
UNEP
FAO
UNESCO
OMS
1988
James Hansen
presenta i risultati dei modelli climatici del
NASA Goddard Institute
che predicono l'aumento del riscaldamento globale, testimoniando al Senato USA.
1990 Primo rapporto del
Gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico
(IPCC).
1997
Protocollo di Kyoto
Descrizione
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Anomalia media della
temperatura atmosferica
a terra e della
temperatura della superficie dei mari
, così come ricostruita dalla
NASA
, nelle
serie storiche
dal 1880 al 2020
Anomalia media della temperatura atmosferica a terra e della superficie dei mari, così come registrata tra il 1978 e il 2009 dai
satelliti
10
Conseguenze
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Nel corso della
storia della Terra
si sono registrate diverse variazioni del clima che hanno condotto il pianeta ad attraversare diverse
ere glaciali
, alternate a periodi più caldi detti ere interglaciali. Queste variazioni sono riconducibili principalmente a mutamenti periodici dell'
assetto orbitale
del nostro pianeta (
cicli di Milanković
), con perturbazioni dovute all'andamento periodico dell'
attività solare
e alle
eruzioni vulcaniche
(per emissione di
CO
e di polveri). Anche negli ultimi 2000 anni si è assistito a variazioni naturali come il
periodo caldo romano
, l'
optimum climatico medioevale
e la
piccola era glaciale
Recente riscaldamento
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Per riscaldamento globale s'intende invece un fenomeno di incremento delle
temperature
medie della
superficie della Terra
non riconducibile a cause naturali e riscontrato a partire dall'inizio del
XX secolo
. Secondo il
quarto rapporto
del
Gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico
(IPCC) del
2007
la temperatura media della superficie terrestre è aumentata di 0,7 ± 0,2
°C
durante il XX secolo.
11
I dati delle
serie storiche
termiche in possesso degli scienziati indicano che il riscaldamento non è uniforme in tutto il globo: è maggiore sulla terraferma che sugli
oceani
. Inoltre, per via della maggiore distribuzione di terre emerse e relativa antropizzazione, è più accentuato nell'
emisfero boreale
che in quello australe e superiore a
latitudini
settentrionali piuttosto che a quelle medie e basse. Le zone dell'
Artide
della
Siberia
e del
Canada
sono in forte riscaldamento, all'opposto la zona dell'
Antartide
è in raffreddamento.
L'aumento delle temperature sta causando importanti perdite di ghiaccio e l'aumento del livello del
mare
. Sono visibili anche conseguenze sulle strutture e intensità delle
precipitazioni
, con conseguenti modifiche nella posizione e nelle dimensioni dei
deserti
subtropicali
. L'
oscuramento globale
, causato dall'incremento della concentrazione in
atmosfera
di
aerosol
, rilevato tra gli anni 1960 e 1980, bloccando i raggi del sole, avrebbe mitigato almeno in parte gli effetti del riscaldamento globale.
IPCC
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Logo IPCC
Per analizzare in modo accurato le variazioni del
clima
, le
Nazioni Unite
hanno costituito nel 1988 una
Commissione Intergovernativa sul Cambiamento Climatico
(IPCC, Intergovernment Panel on Climate Change) che raccoglie rappresentanti provenienti dalle nazioni aderenti alle Nazioni Unite. L'IPCC si occupa di valutare le informazioni disponibili negli ambiti tecnico, scientifico, e socio-economico, legati al tema dei cambiamenti climatici, al loro possibile impatto e alle opzioni di adattamento e di mitigazione. I rapporti dell'IPCC sono usciti in varie edizioni a partire dal 1991 e fanno da ponte tra la comunità scientifica e i decisori politici (attraverso il cosiddetto
Summary for Policymakers
). Secondo quanto riportato dalla commissione, la temperatura superficiale globale del pianeta sarebbe aumentata di 0,74 ± 0,18
°C
durante gli ultimi 100 anni, fino al
2005
12
13
14
I cambiamenti climatici non comportano solo il riscaldamento globale, ma anche una grande intensificazione del ciclo idrogeologico. Mentre a livello globale ciò comporta un aumento dell'evaporazione e della precipitazione, a livello regionale, gli impatti dipendono dalla regione.
15
Studio scientifico
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Lo stesso argomento in dettaglio:
Modello del clima
Schematizzazione di un
Modello del clima
Lo studio
scientifico
del riscaldamento globale attuale da parte della
comunità scientifica
climatologi
IPCC
) si fa attraverso due distinte procedure, appoggiandosi a metodologie proprie della
statistica
e della
teoria della complessità
: da una parte si analizzano i dati scientifici misurabili significativi per la cosiddetta
detection
ovvero i parametri di riferimento delle sopraddette cause (
temperatura dell'aria
, temperatura degli oceani (SST),
attività solare
concentrazioni
di
gas serra
) per verificare la tendenza nel lungo periodo che attesti l'avvenuto riscaldamento o meno (analisi delle
serie storiche
), dall'altra si utilizzano dei
modelli climatici
di
simulazione
che tengano conto più o meno di tutti i fattori coinvolti nella regolazione del sistema climatico ovvero costruiti a partire dalla conoscenza dello
stato dell'arte
del funzionamento del clima tenendo conto delle
leggi fisiche
(es.
irraggiamento
) e dei vari processi di
retroazione
Tali modelli, una volta costruiti, vengono validati sulla scorta dei dati climatici passati ovvero applicando il modello a tempi passati e verificando la bontà o meno del clima simulato con quello effettivo passato. Tali simulazioni consentono di evidenziare sia le cause del cambiamento climatico (
attribution
) sia di operare prognosi future; le attribuzioni delle cause vengono effettuate tipicamente inserendo o togliendo forzanti energetici e verificando l'output del modello sulla scorta dei dati passati ovvero pesando i contributi di ciascun fattore
antropico
e naturale (in tal modo molte simulazioni hanno evidenziato che il forcing della CO
risulterebbe indispensabile a ricreare i dati climatici del recente passato facendo da innesco a molti altri feedback positivi, risultando dunque causa prima del fenomeno); le proiezioni future vengono spesso chiamate "scenari" in quanto tengono conto di vari possibili livelli di concentrazione di anidride carbonica in funzione dello
sviluppo economico
dei vari Paesi della Terra.
Cause
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Anche l'
allevamento intensivo
contribuisce al rilascio di grandi quantità di gas serra
I cambiamenti recenti del clima sono stati analizzati più in dettaglio solo a partire dagli ultimi cinquanta anni, cioè da quando le attività umane sono cresciute esponenzialmente ed è diventata possibile l'osservazione dell'alta
troposfera
. Tutti i principali fattori ai quali è attribuito il cambiamento climatico sono legati alle attività dell'uomo. In particolare questi sono:
16
incremento della concentrazione di
gas serra
nell'
atmosfera
cambiamenti sulla superficie terrestre come la
deforestazione
incremento di
aerosol
allevamento intensivo
Un rapporto del
Gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico
conferma la certezza che l'aumento di CO
, metano (CH
) e protossido di azoto (N
O) nell'atmosfera durante l'era industriale sia il risultato delle attività umane; conferma anche che le attività umane sono il principale motore di molti cambiamenti osservati nell'atmosfera, nell'oceano, nella criosfera e nella biosfera.
17
Il riscaldamento interessa sia l'
oceano
sia l'
atmosfera
. La comunità scientifica è concorde all’unanimità nell’indicare come responsabili della crisi climatica le attività umane, in particolare questo fenomeno sarebbe da imputare all’aumento dei
gas serra
immessi nell'atmosfera. La concentrazione di gas serra nell’atmosfera ha raggiunto livelli record: la CO
è aumentata del 147%, il CH
del 259% e il N
O del 123% rispetto ai livelli preindustriali. La CO
in atmosfera viene attualmente stimata, in media, in 413 parti per milione; si tratta di una concentrazione che non si registrava da almeno 650mila anni, ma probabilmente da molto prima.
18
La CO
di cui si parla proviene principalmente dall'uso di combustibili fossili (
petrolio
carbone
gas
); il CH
, invece, proviene dall'
agricoltura intensiva
e dalle discariche a cielo aperto. Anche la
deforestazione
è una delle maggiori cause dell’effetto serra antropico: nel momento in cui gli alberi vengono abbattuti o incendiati il potenziale degli
ecosistemi
di immagazzinare CO
si indebolisce e, conseguentemente, le nostre emissioni aumentano indirettamente. La combustione di combustibili fossili e la deforestazione corrispondono attualmente a un rilascio annuo di CO
in atmosfera di circa 40 miliardi di tonnellate. La metà di queste emissioni viene assorbita dalla vegetazione, dal suolo e dagli oceani (i quali reagiscono aumentando la loro acidità), ma l’altra metà si accumula alle emissioni degli anni precedenti modificando di fatto la composizione chimica dell’atmosfera. Dal 1850 la CO
in atmosfera è aumentata del 40%. Era 270 ppm alla fine del
XIX Secolo.
Oggi ha raggiunto l’allarmante valore sopracitato, 413 ppm, la concentrazione più alta dell’ultimo milione di anni. Nello stesso arco temporale, la temperatura media superficiale della terra è aumentata fino a raggiungere, nel 2016, il valore più alto mai registrato dal 1850, ovvero 1,2
°C in più rispetto al periodo preindustriale. La scienza ha ormai dimostrato inequivocabilmente come il progressivo aumento della CO
e del CH
nell’atmosfera sia la causa principale del riscaldamento globale (IPCC, 2013). Secondo l’
Organizzazione Meteorologica Mondiale
(WMO, 2018) i 20 anni più caldi si sono verificati tutti negli ultimi 22 anni e i primi 4 solo negli ultimi 4 anni. La WMO riferisce inoltre che nel decennio 2006-2015 la temperatura media globale era già aumentata di 0,86
°C rispetto a quella del periodo preindustriale. Per il decennio (2009-2018) la temperatura media è stata più alta di circa 0,93
°C, e per i secondi cinque anni di tale decennio (2014-2018) la media si è attestata a 1,04
°C al di sopra di quella del periodo preindustriale.
19
L'Asia contribuisce oggigiorno per più del 65% alla produzione di CO
del mondo.
20
Gas serra e incremento dell'effetto serra
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Lo stesso argomento in dettaglio:
Gas serra
ed
Effetto serra
Variazioni nel tempo dei gas serra antropogenici nell'atmosfera dal 1850 al 2000
L'effetto serra è l'insieme dei meccanismi che rende la temperatura superficiale di un pianeta superiore a quella che si avrebbe per puro equilibrio radiativo, calcolato secondo la legge di Stefan-Boltzmann. Tale concetto è stato proposto per la prima volta da
Joseph Fourier
nel
1827
ed è stato studiato poi da
Svante Arrhenius
nel
1896
21
L'
effetto serra
è un fenomeno naturale, che produce sulla superficie terrestre un aumento di temperatura di circa 33
°C (dato calcolato considerando la temperatura media terrestre nel 1850).
22
I principali gas serra sono: il
vapore acqueo
, responsabile dell'effetto serra in una percentuale variabile tra il 36–70%; l'
anidride carbonica
(CO
), che incide per il 9-26%; il
metano
(CH
), che incide per il 4-9%; l'
ozono
(O
), che incide tra il 3-7%.
23
24
25
L'attività dell'uomo, già dalla
rivoluzione industriale
, ha incrementato l'ammontare di gas serra nell'atmosfera modificando l'equilibrio radiativo e la partizione energetica superficiale (atmosfera radiativa-convettiva). La concentrazione di CO
e metano ha subito un incremento rispettivamente del 36% e del 148% dal
1750
26
Queste concentrazioni sono tra le più alte degli ultimi
650 000
anni, periodo che è misurabile in base ai dati estratti da carotaggi nel ghiaccio.
27
28
29
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 CO
nel sottosuolo, trasformandola dalla forma gassosa a quella solida o liquida di
petrolio
carbone
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
30
).
L'assorbimento per
risonanza molecolare
della
radiazione infrarossa
da parte dell'
anidride carbonica
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
31
Alcuni indizi di carattere
geologico
indicano che gli attuali valori di CO
sono più alti di quelli di 20 milioni di anni fa.
32
Il bruciare i combustibili fossili ha prodotto circa 3/4 dell'incremento di anidride carbonica negli ultimi venti anni. La restante parte di incremento è largamente dovuta all'uso che l'uomo ha fatto della superficie terrestre (ad es. la deforestazione).
33
L'attività umana ha infatti ridotto la
biomassa
vegetale in grado di assorbire la CO
fin dalla
rivoluzione agricola neolitica
, trasformando i boschi in campi o città. Oggi la
deforestazione
(in particolare in
Amazzonia
) continua ad aumentare e 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
).
Un comitato di esperti delle Nazioni Unite (
Gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico
) ha rilevato come l'attuale riscaldamento non può essere spiegato se non attribuendo un ruolo significativo anche a questo aumento di concentrazione di CO
nell'atmosfera (c.d. riscaldamento globale antropico).
34
Nell'arco degli ultimi tre decenni 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.
35
36
37
Alla luce di questi studi sono stati creati degli strumenti per prevedere gli scenari futuri. Gli
Special Report on Emissions Scenarios
redatti dall'IPCC disegnano il possibile scenario per il
2100
: la concentrazione di CO
in atmosfera potrebbe variare tra i 541 e i 970 ppm.
38
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.
39
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.
40
L'ozono presente nella
troposfera
(cioè la parte più bassa dell'atmosfera terrestre) contribuisce invece al riscaldamento della superficie della Terra.
41
Anidride carbonica (CO
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Lo stesso argomento in dettaglio:
Ciclo del carbonio
L'
anidride carbonica
è responsabile per il 9% / 26%
42
43
dell'effetto serra e interagisce con l'atmosfera per cause naturali e antropiche: i serbatoi naturali della CO
sono gli
oceani
(che contengono il 78% della CO
), i sedimenti fossili (22%), la
biosfera
terrestre (6%), l'
atmosfera
(1%). Esempio tipico di dati relativi mostrati sull'andamento della CO
sono quelli dell'osservatorio del
Mauna Loa
alle
Hawaii
. Proprio alle Hawaii nel 1958
Charles David Keeling
ha avviato il programma di monitoraggio dell'anidride carbonica accumulata in atmosfera creando la
Curva di Keeling
a cui deve il nome.
Concentrazione di anidride carbonica nella
troposfera
nel 2011 in buona
correlazione
con la distribuzione del riscaldamento globale a meno degli effetti di redistribuzione della
circolazione atmosferica
NASA
NOAA
Gran parte dell'anidride carbonica degli ecosistemi viene immessa in atmosfera. Un certo numero di organismi hanno la capacità di assimilare la CO
atmosferica. Il carbonio, grazie alla
fotosintesi
delle piante, che combina l'anidride carbonica e l'acqua in presenza di
energia solare
, entra nei composti organici e quindi nella catena alimentare, ritornando infine in atmosfera attraverso la
respirazione
. Si possono individuare delle variazioni annuali della concentrazione di CO
atmosferica: durante l'inverno si registra un aumento di concentrazione dovuto al fatto che nelle piante a foglia caduca prevale la respirazione; durante l'estate invece la concentrazione di CO
atmosferica diminuisce per l'aumento complessivo della fotosintesi ovvero la fase attiva di accumulo di carbonio.
Gli oceani hanno un ruolo fondamentale nel bilancio del carbonio: costituiscono una vera e propria riserva di carbonio sotto forma di
ione bicarbonato
e contengono quantità enormi di CO
, fino al 79% di quella naturale. Gli oceani possono rilasciare o assorbire CO
in quanto questa è
solubile
in acqua. L'incremento di temperatura dell'acqua diminuisce la solubilità del biossido di carbonio, pertanto l'aumento della temperatura degli oceani sposta CO
dal mare all'atmosfera. Gli oceani, assorbendo la CO
atmosferica, tendono a mantenere più stabile la sua concentrazione nell'atmosfera; se invece la concentrazione nell'atmosfera tende ad abbassarsi, gli oceani possono liberare anidride carbonica fungendo così da riequilibratori o
feedback
. Questo bilancio naturale tra emissioni da parte della biosfera e assorbimento da parte degli oceani, in assenza di attività antropica e in prima approssimazione, è sempre in pareggio. Esso coinvolge valori di emissioni e assorbimenti maggiori rispetto alle emissioni antropiche. Tuttavia, per quanto piccole rispetto al totale, le emissioni antropiche sono sufficienti a squilibrare l'intero sistema.
Dinamica annuale della CO
sulla Terra in un anno sotto gli effetti della
circolazione atmosferica
NASA
2007)
L'anidride carbonica si va così accumulando nell'atmosfera in quanto i processi di assorbimento da parte dello strato rimescolato dell'oceano non riescono a compensare l'aumento del flusso di carbonio entrante in atmosfera. Le emissioni legate all'attività umana sono dovute
in primis
all'uso di
energia fossile
come
petrolio
carbone
gas naturale
; la restante parte è dovuta a fenomeni di
deforestazione
e cambiamenti d'uso delle superfici agricole. Il contributo della deforestazione è peraltro molto incerto e oggi al centro di molti dibattiti: le stime indicano valori compresi tra un minimo di 0,6 e un massimo di 2 miliardi di tonnellate di carbonio all'anno (rispettivamente 2,2 e 7,3 miliardi di tonnellate di CO
). Per quanto concerne la persistenza media in anni della CO
in atmosfera, l'IPCC considera un intervallo compreso tra i 50 e i 200 anni, in dipendenza sostanzialmente dal mezzo di assorbimento. L'anidride carbonica nell'atmosfera è aumentata di circa il 25% dal 1960 a oggi: la stazione di rilevazione di
Mauna Loa
Hawaii
) ha registrato in tale periodo una variazione da 320 ppm (1960) a 400 ppm (2014).
Analizzando i dati globali sulle emissioni di CO2, risulta evidente che alcuni Paesi hanno un impatto maggiore rispetto ad altri.
44
Attualmente, i Paesi che emettono la maggiore quantità di CO2 sono la Cina, gli Stati Uniti e l'India, in quest'ordine. Se si considera invece la quantità complessiva di CO2 emessa in atmosfera nel corso della storia, il quadro cambia. Gli Stati Uniti sono in testa alla lista, seguiti dalla Cina e dalla Russia. Infine, se si esamina l'impatto delle emissioni di CO2 in rapporto alla popolazione, ossia si valuta la quantità di CO2 prodotta per abitante, le nazioni che risaltano sono il Qatar, il Bahrein e il Kuwait.
Vapore acqueo (H
O)
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Lo stesso argomento in dettaglio:
Ciclo dell'acqua
Ciclo dell'acqua
Il principale gas a effetto serra è il
vapore acqueo
(H
O), responsabile di un intervallo che va dal 36 al 70% dell'
effetto serra
base o naturale.
42
43
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".
Metano (CH
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Il
metano
(CH
) è considerato responsabile dell'effetto serra per circa il 18%,
45
essendo infatti la sua capacità nel trattenere il calore 21 volte maggiore rispetto a quella dell'anidride carbonica.
46
La sua concentrazione atmosferica media sta aumentando con un tasso medio annuo valutato tra l'1,1% e l'1,4%. Il metano è il prodotto della degradazione di materiale organico in ambiente anaerobico. Le principali fonti di metano sono i terreni paludosi (25-170 Tg annui; 1 Tg o teragrammo = 10
12
grammi, ossia 1 milione di tonnellate), le risaie (40-179 Tg), la fermentazione del concime organico (40-110 Tg), la combustione della biomassa (30-110 Tg), la produzione e la distribuzione di gas naturale (20-50 Tg), l'estrazione del carbone (10-40 Tg), le termiti (5-45 Tg) e non ultimo lo scioglimento del
permafrost
con emissioni non ancora quantificate.
47
48
È da rilevare il forte aumento delle emissioni di metano anche da parte delle discariche; inoltre si è avuto un aumento delle emissioni provenienti dal settore energetico e una diminuzione di quelle del settore agricolo.
Distribuzione globale del
metano
secondo la
latitudine
in funzione degli anni
Retroazioni
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Lo stesso argomento in dettaglio:
Retroazione
Quando una tendenza al riscaldamento provoca effetti che inducono ulteriore riscaldamento si parla di retroazione positiva, mentre quando gli effetti producono raffreddamento si parla di retroazione negativa. La principale retroazione positiva nel sistema climatico comprende il vapore acqueo, mentre la principale retroazione negativa è costituita dall'effetto della temperatura sulle emissioni di
radiazione infrarossa
: all'aumentare della temperatura di un corpo, la radiazione emessa aumenta in proporzione alla potenza quarta della sua
temperatura assoluta
legge di Stefan-Boltzmann
). Questo effetto fornisce una potente retroazione negativa che stabilizza il sistema climatico nel tempo.
Ghiacciai
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Lo stesso argomento in dettaglio:
Amplificazione polare
Un altro importante processo a retroazione è costituito dall'
albedo
del ghiaccio:
49
quando la temperatura globale aumenta, i ghiacci polari si sciolgono a un tasso superiore. Sia la superficie emersa sia le acque riflettono meno la luce solare rispetto al ghiaccio, quindi la assorbono maggiormente. Per questo motivo aumenta il riscaldamento globale, che incrementa lo scioglimento dei ghiacci facendo continuare il processo.
Permafrost e metano
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Lo stesso argomento in dettaglio:
Rilascio del metano artico
Permafrost § Permafrost_e_virus
Camere di
PMMA
utilizzate per misurare le emissioni di metano e
CO
nelle
torbiere
di
Storflaket
nei pressi di
Abisko
Svezia
settentrionale
Il riscaldamento è anche un fattore scatenante per il rilascio di
metano
da varie sorgenti presenti sia sulla terre emerse sia sui fondali oceanici. Il disgelo del
permafrost
, come nelle
torbiere
ghiacciate in
Siberia
, crea una retroazione positiva a causa del rilascio di anidride carbonica (CO
) e metano (CH
).
50
51
Oceani e correnti marine
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Con il riscaldamento degli oceani si prevede inoltre un
feedback
positivo sulla concentrazione di CO
in atmosfera a causa della diminuzione della capacità di assorbimento diretto per
solubilità
e anche da parte degli ecosistemi oceanici. Infatti il livello
mesopelagico
(situato a una profondità compresa tra
200
000
) subisce una riduzione delle quantità di nutrienti che limitano la crescita delle
diatomee
in favore dello sviluppo del
fitoplancton
. Quest'ultimo è una
pompa biologica
del carbonio meno potente rispetto alle diatomee.
52
Infine un altro
feedback
climatico molto discusso è quello delle correnti oceaniche: lo scioglimento dei ghiacci polari dovuto al riscaldamento globale porterebbe a un'alterazione della
circolazione termoalina
e a una conseguente alterazione del cosiddetto
Nastro Trasportatore Oceanico
, in particolare del ramo superficiale nord-atlantico ovvero la
Corrente del Golfo
, con effetto di raffreddamento sull'emisfero settentrionale, in particolare sul continente europeo, contrastando, annullando o addirittura invertendo la tendenza al riscaldamento degli ultimi decenni.
Vapore acqueo e nubi
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Uno degli effetti a retroazione positiva invece è in relazione con l'evaporazione dell'acqua: se l'
atmosfera
è riscaldata, la pressione di saturazione del vapore aumenta e con essa aumenta la quantità di vapore acqueo nell'atmosfera; poiché esso è un gas serra, il suo aumento rende l'atmosfera ancora più calda, e di conseguenza si ha una maggiore produzione di vapore acqueo; questo processo continua fino a quando un altro fattore interviene per interrompere la retroazione. Il risultato è un effetto serra molto più grande di quello dovuto alla sola CO
, anche se l'umidità relativa dell'aria rimane quasi costante.
53
Gli effetti di retroazione dovuti alle nuvole sono invece attualmente un campo di ricerca: viste dal basso, le nuvole emettono radiazione infrarossa verso la superficie, esercitando un effetto di riscaldamento; viste dall'alto, le nuvole riflettono la luce solare ed emettono radiazione verso lo spazio, con effetto opposto. La combinazione di questi effetti risulta in un raffreddamento o in un riscaldamento netto a seconda del tipo e dell'altezza delle nuvole: ricerche degli anni 2000 indicano che le nubi alte e stratiformi (es.
cirri
) riscaldano, mentre le nubi basse e cumoliformi (
cumuli
nembostrati
) raffreddano. Queste caratteristiche sono difficili da includere nei modelli climatici, in parte a causa della piccola estensione delle stesse nei modelli simulativi.
53
Le nubi influiscono sul bilancio radiativo terrestre: in particolare le nubi basse raffreddano, quelle alte riscaldano
Un effetto più sottile è costituito dai cambiamenti nel
gradiente adiabatico
mentre l'atmosfera si scalda. La temperatura atmosferica diminuisce con l'aumentare dell'altezza nella
troposfera
. Poiché l'emissione di radiazione infrarossa è legata alla quarta potenza del valore della temperatura (
Legge di Stefan-Boltzmann
), la radiazione emessa dall'atmosfera superiore è minore rispetto a quella emessa dall'atmosfera inferiore. La maggior parte della radiazione emessa dall'atmosfera superiore viene irradiata verso lo spazio mentre quella dell'atmosfera inferiore viene riassorbita dalla superficie o dall'atmosfera. Quindi l'intensità dell'effetto serra dipende da quanto la temperatura decresce con l'altezza: se essa è superiore, l'effetto serra sarà più intenso, mentre se è inferiore l'effetto sarà più debole.
54
Deforestazione e incendi boschivi
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Lo stesso argomento in dettaglio:
Deforestazione
Deforestazione
in
Messico
Anche la riduzione a livello globale della superficie forestale ha un impatto sul riscaldamento globale in quanto diminuisce la capacità della
biosfera
di assorbire la CO
incrementandone dunque la concentrazione in atmosfera e con essa l'effetto serra.
55
Attività solare e altri fattori cosmici
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Lo stesso argomento in dettaglio:
Attività solare
Fluttuazioni solari
Raggi cosmici
Variazioni nelle emissioni
solari
sono state concausa, in passato, dei cambiamenti climatici.
56
Gli effetti sul clima dei cambiamenti delle emissioni solari negli ultimi decenni sono piccoli,
57
così come suggerito, d'altro canto, da diversi studi.
58
59
60
61
62
Fluttuazioni solari
Gas serra e raggi solari incidono sulle temperature in modo diverso. Sebbene entrambi tendano a riscaldare la superficie terrestre e l'immediata porzione di troposfera che poggia su di essa, l'incremento dell'attività solare dovrebbe riscaldare la
stratosfera
mentre i gas serra la dovrebbero raffreddare.
58
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.
63
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.
64
Altre ricerche invece non rilevano legami tra il riscaldamento climatico e i raggi cosmici.
65
66
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.
67
Effetti
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Ambientali
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La
desertificazione
dei suoli è uno dei problemi innescati dal riscaldamento globale
La
NASA
, con un breve video di 26 secondi, mostra l'evoluzione del riscaldamento globale negli ultimi 131 anni, evidenziando un'impennata delle temperature soprattutto negli ultimi due decenni.
68
Desertificazione
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Un aumento della temperatura media globale porterebbe ad avere aree delle medie latitudini più soggette a fenomeni di
desertificazione
, in virtù anche di assenza prolungata di
precipitazioni
atmosferiche per effetto di fenomeni siccitosi e ondate di caldo.
69
Innalzamento del limite delle nevi perenni e scioglimento dei ghiacci
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Lo stesso argomento in dettaglio:
Ritiro dei ghiacciai dal 1850
Andamento dei ghiacci nell'
emisfero settentrionale
Andamento dei ghiacci nell'
emisfero meridionale
La recessione o il ritiro dei ghiacciai dal 1850 è il fenomeno idrogeologico per cui la superficie e lo spessore dei ghiacciai terrestri sono generalmente diminuiti rispetto ai valori che avevano nel 1850. Si tratta di un processo che ha influenza sulla disponibilità di acqua fresca per l'
irrigazione
e per uso domestico, sulle
escursioni
in montagna, su animali e piante che dipendono dalla fusione del ghiacciaio e, a lungo termine, anche sul livello degli oceani. Studiato dai
glaciologi
, la coincidenza del ritiro del ghiacciaio con l'aumento di gas serra atmosferici è spesso citata a sostegno probatorio del riscaldamento globale. Le catene montuose di media latitudine come l'
Himalaya
, le
Alpi
, le
Montagne Rocciose
, la
Catena delle Cascate
e le
Ande
meridionali, non escluse le vette tropicali isolate come il
Kilimangiaro
in
Africa
, stanno mostrando i segni della più grande perdita glaciale.
Il riscaldamento sperimentato negli ultimi anni sta inoltre sciogliendo i ghiacci artici, tanto che l'
ESA
il 14 settembre 2008 ha annunciato la riapertura del celeberrimo
passaggio a nord-ovest
a settentrione del continente nord americano, per il discioglimento dei ghiacci.
70
71
Si è aperto inoltre anche il passaggio a nord-est (a settentrione della Russia) nel
Mar Glaciale Artico
. Il primo precedente documentato risale al 1903 quando
Roald Amundsen
riuscì nell'impresa di traversare il passaggio a nord-ovest. Per il passaggio a nord-est si può risalire al 1878 e alla spedizione del barone
Adolf Erik Nordenskjöld
(epoche in cui i
rompighiaccio
moderni non erano ancora disponibili).
Nel settembre 2007 i ghiacci antartici hanno invece raggiunto la loro massima estensione (16,3 milioni di km², leggermente superiore alla media) da quando si effettuano registrazioni (1978) sulla
calotta glaciale dell'Antartico
; viceversa, l'anno seguente, l'estensione è stata fra le minori mai registrate.
72
La spedizione DAMOCLES (
Developping Arctic Modelling and Observing Capabilities for Long-term Environmental Studies
) in ogni caso prevedeva la fusione totale della calotta artica prima del 2020.
73
La marina americana ritiene che, sebbene vi siano delle significative incertezze, il consenso scientifico corrente sia tale per cui l'Artico sarà quasi completamente privo di ghiaccio in estate a partire da un anno tra il 2030 e il 2040. Ritiene pertanto che potrebbe essere necessario incrementare le sue capacità operative in tale regione.
74
Innalzamento, riscaldamento e acidificazione degli oceani
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Lo stesso argomento in dettaglio:
Aumento del livello del mare
ed
Effetti del cambiamento climatico sugli oceani
Densità di popolazione
ed elevazione sul livello del mare in
Veneto
(2010), regione d'
Italia
particolarmente vulnerabile all'innalzamento del
livello del mare
Perdita di territorio costiero tra il 1932 e il 2011 nei
delta del Mississippi
L'incremento di CO
dovuto alle fonti fossili potrebbe essere amplificato dal conseguente riscaldamento degli oceani. Le acque marine contengono disciolta una grande quantità di CO
e il riscaldamento dei mari potrebbe causarne l'emissione in atmosfera. Inoltre il riscaldamento dovuto all'aumento della temperatura potrebbe produrre una maggior
evaporazione
dei mari liberando in atmosfera ulteriori quantità di
vapore acqueo
, il principale
gas serra
, accrescendo ulteriormente la temperatura globale.
Le proiezioni del modello climatico adottato dall'IPCC indicano che la temperatura media superficiale del pianeta si dovrebbe innalzare di circa 1,1
°C - 6,4
°C durante il XXI secolo.
11
Questo intervallo di valori risulta dall'impiego di vari scenari sulle emissioni future di gas serra, assieme a diversi valori di
sensibilità climatica
. Benché molti studi riguardino l'andamento nel XXI secolo, il riscaldamento e l'innalzamento del livello dei mari potrebbero continuare per più di un migliaio di anni, anche se i livelli di gas serra verranno stabilizzati. Il ritardo nel raggiungimento di un equilibrio sarebbe dovuto alla grande
capacità termica
degli oceani.
11
Secondo alcuni studi
75
la stasi delle temperature globali negli ultimi dieci anni (2000-2009) sarebbe imputabile proprio all'accumulo di calore da parte degli oceani per le loro elevate capacità termiche con conseguente riscaldamento anche degli strati sotto superficiali come alcune evidenze sperimentali sembrano confermare.
Migrazione lessepsiana
Lo stesso argomento in dettaglio:
Tropicalizzazione del Mediterraneo
Meridionalizzazione del Mediterraneo
Migrazione lessepsiana
Nel
mar Mediterraneo
si assiste da alcuni anni a un ingresso di specie tropicali (
tropicalizzazione del Mediterraneo
), in molti casi
lessepsiani
ovvero penetrati dal
mar Rosso
attraverso il
Canale di Suez
; nei bacini più settentrionali come quelli italiani si assiste invece a un aumento delle specie termofile meridionali prima presenti solo sulle coste nordafricane (
meridionalizzazione del Mediterraneo
): questi cambiamenti faunistici sono messi in relazione al riscaldamento climatico. Soprattutto nella parte orientale del Mediterraneo questi processi stanno avendo effetti consistenti sulle specie
autoctone
e si hanno esempi di gravi danni ecologici (come quello, molto noto, dell'invasione di
Caulerpa taxifolia
Caulerpa racemosa
) anche lungo le coste italiane.
Lo stesso argomento in dettaglio:
Acidificazione degli oceani
Cambiamento del
pH
della superficie marina causato da CO
di origine antropogenica tra il 1700 e il 1990.
Oltre al rischio di inondazione di molte zone costiere del mondo, un altro effetto del riscaldamento globale è l'acidificazione degli oceani ovvero la riduzione del
pH
degli oceani per effetto dell'aumento della CO
nell'atmosfera e di conseguenza l'aumento della quantità disciolta in acqua.
76
Infatti la CO
disciolta in acqua forma
acido carbonico
, che ne aumenta l'acidità. Si stima che il valore del pH all'inizio dell'era industriale fosse pari a 8,25 e che sia diminuito a 8,14 nel
2004
77
con proiezioni che prevedono un'ulteriore diminuzione del valore di una quantità variabile tra 0,14 e 0,5 per il
2100
11
78
Poiché molti organismi ed ecosistemi sono in grado di adattarsi solo a uno stretto intervallo di valori del pH, è stato ipotizzato un possibile evento di estinzione, che distruggerebbe la
catena alimentare
79
Cambiamenti nella circolazione atmosferica ed oceanica
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Un effetto diretto intermedio sarebbe la modifica della
circolazione atmosferica
e dei suoi
pattern
teleconnessioni atmosferiche
) e un'accelerazione del
ciclo dell'acqua
a livello globale e una modifica
in loco
dei regimi di piovosità. Alcuni effetti sull'ambiente sono, almeno in parte, già attribuibili al riscaldamento del pianeta. Nel suo rapporto del
2001
l'IPCC suggerisce che il generale ritiro dei ghiacci continentali, l'arretramento della calotta polare artica, l'aumento del livello dei mari, in particolare in quelli con minori tassi di evaporazione, a causa dell'espansione termica e dello scioglimento dei ghiacci continentali oltre che dei
ghiacciai
montani, le modifiche nella distribuzione delle piogge e l'aumento nell'intensità e frequenza di eventi meteorologici estremi sono attribuibili in parte al riscaldamento globale.
80
Con il riscaldameno in atto le
ondate di caldo
diventerebbero via via più frequenti e intense a causa delle ondulazioni delle
onde di Rossby
in atmosfera
Il riscaldamento a livello meteorologico si sta manifestando e si manifesterà proprio attraverso un aumento della "meridianizzazione" della
circolazione atmosferica
, ovvero con una spiccata predisposizione verso scambi meridiani con conseguente aumento della frequenza e dell'intensità di eventi estremi quali
alluvioni
siccità
ondate di caldo
o di
gelo
ed
eventi di pioggia su neve
. L'IPCC sottolinea poi alcuni effetti, come l'aumento delle morti, degli esodi in massa e le perdite economiche, che potrebbero essere esacerbati dall'aumento della densità di popolazione in alcune regioni del globo,
81
nonostante che il numero di vittime potrebbe essere mitigato per le conseguenze dei climi freddi.
Gli effetti del riscaldamento climatico potrebbero essere più significativi se non vi fosse stata una relativa riduzione dell'irraggiamento solare dovuta all'
inquinamento atmosferico
cioè al
particolato atmosferico
e ai
solfati
nel fenomeno noto come
oscuramento globale
. Paradossalmente, una riduzione dell'inquinamento (in particolare degli
SOx
e del
particolato
) potrebbe portare quindi a un aumento delle temperature globali superiore a quanto inizialmente ipotizzato.
82
Aumento di fenomeni atmosferici estremi
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In generale, oltre allo scioglimento dei ghiacci nei ghiacciai e nelle calotte polari con conseguente innalzamento del livello dei mari e riduzione delle terre emerse, un aumento della temperatura significa un aumento dell'
energia
presente nell'atmosfera e quindi eventi meteorologici estremi (quali
cicloni
alluvioni
siccità
ondate di caldo
e di
gelo
, ecc.) di maggior numero con una maggior violenza; l'alterazione chimica dell'atmosfera causa un'alterazione chimica di tutti gli ecosistemi. Risulta tuttavia tuttora molto difficile prevedere come realmente influirà sul sistema pianeta l'attuale riscaldamento globale. Il clima globale è un sistema non lineare multifattoriale, per cui la
climatologia
può stabilire delle tendenze, ma non eventi di dettaglio a breve periodo tipici invece delle analisi
meteorologiche
Secondo gli studiosi, a livello
meteorologico
, ovvero a scale temporali stagionali e inferiori, un'atmosfera più
energetica
provocherebbe un'accelerazione del
ciclo dell'acqua
e maggiori scambi d'aria lungo i meridiani (forti ondulazioni dell'
onda di Rossby
) con un aumento dei fenomeni estremi associati (
alluvioni
, nubifragi,
uragani
siccità
ondate di caldo
ondate di freddo
, ecc.), con forti ripercussioni sulle
colture agricole
e in generale sulle aree antropizzate e no.
L'IPCC prevede un aumento della intensità dei
cicloni tropicali
, che indicherebbe l'aumento dei fenomeni estremi legati al riscaldamento globale
Il quarto rapporto dell'IPCC del 2007 riporta alcuni dati sull'incremento nell'intensità dei
cicloni tropicali
nell'
oceano Atlantico
settentrionale a partire dal
1970
, correlato all'aumento delle temperature superficiali del mare, ma le previsioni a lungo termine sono complicate dalla qualità dei dati antecedenti l'inizio delle osservazioni satellitari. Il rapporto stesso afferma inoltre che non esiste un andamento chiaro nel numero annuale dei cicloni tropicali nel mondo.
11
Altri effetti paventati dall'IPCC comprendono l'innalzamento del livello dei mari di 180 —
590
mm
nel
2090
2100
rispetto ai valori del periodo
1980
1999
11
ripercussioni sull'agricoltura, rallentamenti nella
corrente nord-atlantica
causati dalla diminuzione della
salinità
dell'
oceano Atlantico
(dovuta allo scioglimento dei ghiacci), riduzioni dello
strato di ozono
, aumento nell'intensità di eventi meteorologici estremi,
83
acidificazione degli oceani
e la diffusione di malattie come la
malaria
e la
dengue
84
85
Uno studio prevede che di un campione di
1 103
specie di piante e animali, dal 18% al 35% si estingueranno per il 2050, in base ai futuri mutamenti climatici.
86
Tuttavia, pochi studi hanno documentato una relazione diretta tra l'estinzione di specie e i mutamenti climatici
87
e uno studio suggerisce che il tasso di estinzione è ancora incerto.
88
Attribution science
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L'
attribution science
(attribuzione scientifica) è una branca scientifica recente (2010) che si propone di analizzare le cause di un dato fenomeno.
89
90
Nel rapporto dell'IPCC
Climate change 2021: the physical science basis
si tiene conto di queste ricerche che confermano come l'aumento, sul lungo periodo temporale, di fenomeni atmosferici estremi sia correlato all'aumento delle temperature prodotto da attività antropiche.
91
Economici
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Alcuni economisti hanno cercato di stimare i costi economici aggregati netti dei danni causati dai mutamenti climatici. Tali stime sono lontane dal presentare conclusioni definitive: su circa un centinaio di stime, i valori variano da 10
per tonnellata di carbonio (3 dollari per tonnellata di anidride carbonica) fino a 350 dollari (95 dollari per tonnellata di anidride carbonica), con una media di 43 dollari per tonnellata di carbonio (12 dollari per tonnellata di anidride carbonica).
Il
mondo occidentale
è stato sino alla fine del XX secolo il maggior responsabile delle emissioni di CO
La
siccità del Sahel
, negli
anni settanta
e ottanta creò una
carestia
che causò la morte di un milione di persone e ne colpì oltre 50 milioni
Lo
Stern Review
, un rapporto molto pubblicizzato sull'impatto economico potenziale, ha ipotizzato una riduzione del
PIL
globale di un punto percentuale a causa degli eventi meteorologici estremi e nello scenario peggiore la riduzione del 20% dei consumi globali pro capite.
92
La metodologia e le conclusioni di questa pubblicazione sono state criticate da molti economisti.
93
, mentre altri hanno accolto favorevolmente il tentativo di quantificare il rischio economico.
94
95
Gli studi preliminari suggeriscono che i costi e i benefici della mitigazione del fenomeno di riscaldamento globale sono a grandi linee attorno alla stessa cifra.
96
In base al
Programma delle Nazioni Unite per l'ambiente
United Nations Environment Programme
, UNEP), i settori economici che dovranno affrontare con maggiore probabilità gli effetti avversi del cambiamento climatico includono le
banche
, l'
agricoltura
e i trasporti.
97
Le nazioni in via di sviluppo che sono dipendenti dall'agricoltura saranno particolarmente colpite.
98
Sociali
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I climatologi mettono in guardia dalla possibile influenza del riscaldamento climatico sulla stabilità dei popoli, con possibile incremento delle emigrazioni di massa dal Paesi del
Sud del Mondo
verso i paesi del
mondo occidentale
in virtù del peggioramento della loro
qualità della vita
99
Sanitari
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Secondo l'IPCC il riscaldamento globale potrebbe portare con sé l'aumento di
malattie tropicali
alle
medie latitudini
L'aumento di temperatura alle medie e alte latitudini potrebbe favorire la diffusione di
malattie di origine tropicali
come
malaria
e altre malattie portate da insetti (es.
zanzare
zecche
, ecc.) in particolare in concomitanza con le
ondate di calore
100
Secondo un articolo pubblicato sulla rivista medica
Lancet
nel 2021, il riscaldamento globale ha un impatto negativo sulla salute umana a causa dell'aumento degli eventi meteorologici estremi e indirettamente per l'effetto negativo che ha sulla produzione di cibo; sono ritenuti particolarmente vulnerabili coloro che svolgono per lavoro attività all'aperto.
101
Dibattito scientifico
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Controversia sul riscaldamento globale
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Lo stesso argomento in dettaglio:
Controversia sul riscaldamento globale
Andamento della temperatura negli ultimi 2000 anni secondo diverse ricostruzioni: l'andamento degli ultimi 1000 anni è noto come
hockey stick
per via della somiglianza con la forma di una mazza da hockey (
controversia della mazza da hockey
Per controversia sul riscaldamento globale si intende una disputa riguardante le
cause
, la natura e le conseguenze dell'attuale riscaldamento globale.
Queste controversie appaiono tuttavia molto più vigorose a livello
mediatico
che non all'interno della
comunità scientifica
stessa,
102
concorde
sull'ipotesi che questo sia di fatto causato dall'attività antropica grazie agli studi condotti
in primis
dall'
IPCC
103
Posizione dell'IPCC
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Secondo l'IPCC, le
isole tropicali
sono a rischio di sommersione per l'innalzamento del livello di mari e oceani
L'IPCC ha concluso nei suoi "studi di attribuzione" delle cause (
primo
secondo
terzo
quarto
quinto
sesto rapporto
) (peso di ciascun contributo, antropico e naturale) che «la maggior parte dell'incremento osservato delle temperature medie globali a partire dalla metà del XX secolo è molto probabilmente da attribuire all'incremento osservato delle concentrazioni di
gas serra
antropogenici»
11
104
attraverso un aumento dell'
effetto serra
; viceversa i fenomeni naturali come le
fluttuazioni solari
e l'
attività vulcanica
hanno contribuito marginalmente al riscaldamento nell'arco di tempo che intercorre tra il periodo pre-industriale e il
1950
e hanno causato un lieve effetto di raffreddamento nel periodo dal 1950 all'ultimo decennio del
XX secolo
105
106
L'incremento medio globale sarebbe dunque attribuibile all'aumento della
concentrazione
atmosferica dei
gas serra
, in particolare dell'
anidride carbonica
, quindi una conseguenza dell'attività umana, in particolare della generazione di energia per mezzo di
combustibili fossili
e della
deforestazione
, che genera a sua volta un incremento dei gas serra,
107
essendo la
comunità scientifica
concorde
nel ritenere che la causa del riscaldamento globale sia appunto di origine
antropica
108
109
110
Queste conclusioni sono state supportate da almeno 30 associazioni e accademie scientifiche,
111
tra cui tutte le accademie nazionali della scienza dei paesi del G8.
112
113
114
Le conclusioni raggiunte dall'IPCC sono basate anche da un'analisi di oltre 928 pubblicazioni scientifiche dal
1993
al
2007
, in cui si osserva che il 75% degli articoli accetta, esplicitamente o implicitamente, la tesi scientifica del contributo antropico al riscaldamento, mentre il restante 25% degli articoli copre unicamente metodologie o
paleoclimatologia
per cui non esprime opinioni in merito. In particolare, nel
quarto Rapporto IPCC
del 2007
115
, viene evidenziato come, molto probabilmente (95%), le cause del
cambiamento climatico
osservato nell’ultimo secolo siano imputabili alle attività umane ed in particolare all’emissione di gas serra (specialmente CO2 e CH4) nell’atmosfera, oltre che all’incontrollata deforestazione degli ultimi anni.
116
Scenari futuri
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Siccità
I rapporti dell'IPCC suggeriscono che durante il
XXI secolo
la temperatura media della Terra potrebbe aumentare ulteriormente rispetto ai valori attuali, da 1,1 a 6,4
°C in più, a seconda del modello climatico utilizzato
11
e dello scenario di emissione di gas serra ipotizzato. 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 possibili modifiche alla rete biologica e all'
agricoltura
. Il riscaldamento climatico avrà effetti diversi da regione a regione e le sue influenze a livello locale sono comunque molto difficili da prevedere.
117
Come risultato dell'incremento in atmosfera del diossido di carbonio gli
oceani
potrebbero diventare
più acidi
118
119
I modelli negli anni 2000 e a seguire, oltre ad un progressivo aumento della temperatura media globale, prevedono anche un incremento del
ciclo dell'acqua
con aumento di fenomeni estremi ovvero
siccità
alluvioni
I prossimi anni risultano cruciali; le analisi scientifiche più recenti (
IPCC
, 2018) hanno dimostrato che solo agendo subito, riducendo drasticamente le emissioni di CO2 entro il prossimo decennio, saremo in grado di contenere l’aumento della temperatura media globale ben al di sotto dei 2
°C rispetto alla temperatura media preindustriale.
13
Ma per raggiungere questo obiettivo è necessaria una revisione delle politiche energetiche a livello internazionale. In altre parole, la transizione energetica deve avvenire molto più rapidamente di quanto attualmente previsto. Secondo il recente rapporto IRENA (2019) riguardante la trasformazione del sistema energetico globale, per raggiungere gli obiettivi climatici previsti dalla COP21, la diffusione delle
energie rinnovabili
dovrebbe aumentare di almeno sei volte rispetto agli attuali piani dei maggiori
paesi industrializzati
. Se si decidesse di seguire gli attuali piani energetici, infatti, le emissioni annue di CO2 legate alla produzione di energia diminuirebbero solo leggermente entro il 2050; ciò contribuirebbe a far aumentare la temperatura media superficiale del nostro pianeta di almeno 2,6
°C entro il 2050 rispetto al periodo preindustriale, con devastanti ripercussioni sociali, politiche ed economiche.
120
Considerazioni finali
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In generale com'è noto dalla
teoria dei sistemi dinamici
tutti i
sistemi fisici
, compreso dunque il sistema climatico, se sottoposti a un
forcing
energetico o perturbativo costante nel tempo tendono all'
equilibrio
dopo un'iniziale fase di "
transizione di stato
"; per effetto dell'attuale riscaldamento globale anche il sistema climatico, a parità di concentrazione di gas serra in atmosfera, troverà dunque un nuovo equilibrio (in questo caso
equilibrio termico
precipitativo
) come accaduto con altri mutamenti climatici nel passato.
Alluvione
Questo nuovo equilibrio sembra però del tutto incompatibile con la società attuale e gli stili di vita della popolazione occidentale, con il modello di sviluppo dell'
economia di mercato
basato prevalentemente sul consumo di
combustibili fossili
e la trasformazione sempre più intensiva di
risorse naturali
per alimentare il
PIL
delle economie nazionali.
In assenza di contromisure adeguate, tra gli effetti appare dunque inevitabile un aumento costante di CO
in atmosfera con un
forcing
energetico crescente e dunque con un effetto serra via via crescente e scenari futuri peggiori in termini di
qualità della vita
disastri naturali
migrazioni di massa
, assestamento o diminuzione dell'
incremento demografico
, mettendo a rischio la sopravvivenza di molte specie viventi della
biosfera
, compreso l'
uomo
, fino anche al caso limite di
estinzioni di massa
121
Dibattito politico
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Il graduale incremento dei dati scientifici disponibili sul riscaldamento globale ha alimentato a partire dagli
anni settanta
un crescente dibattito politico che ha poi incominciato a considerare tra le sue priorità anche il contenimento delle emissioni dei gas serra e l'utilizzo di fonti energetiche alternative e
rinnovabili
Nel
2007
alcune organizzazioni internazionali hanno riconosciuto l'importanza della sensibilizzazione sul riscaldamento globale in atto nel nostro pianeta. Per la prima volta l'
orologio dell'apocalisse
è stato modificato con una motivazione non inerente esclusivamente il pericolo nucleare, ma anche sul
mutamento climatico
. Il premio
Nobel per la pace
è stato assegnato al
Comitato intergovernativo sul cambiamento climatico
e ad
Al Gore
, quest'ultimo ha organizzato il
Live Earth
e girato
Una scomoda verità
, film che ha ricevuto il premio
Oscar al miglior documentario
, anche se recentemente ha ricevuto molte critiche circa la sua attendibilità scientifica e la reale fondatezza di previsioni eccessivamente catastrofistiche,
122
tanto da generare un
climategate
, anche se poi si è concluso con un nulla di fatto.
123
I paesi del
BRICS
difendono lo
sviluppo
delle loro rispettive economie nazionali
Emissioni mondiali di gas serra per persona nell'anno 2000
A livello globale non tutti i governi sono concordi nel contrastare il riscaldamento globale in quanto con la riduzione delle emissioni di CO
è in gioco la
crescita economica
dei paesi emergenti (in particolare
BRICS
). In particolare il premier russo
Vladimir Putin
ha dichiarato che temperature più elevate in
Russia
, dove il riscaldamento globale è più accelerato, sarebbe utile per contrastare il clima rigido e favorire lo sviluppo della zona artica.
124
Anche a livello europeo il riscaldamento climatico è diventata una priorità. Per la fine del 2008 erano attese una serie di misure legislative volte a ridurre i gas a effetto serra del 20%.
125
Nel dicembre 2009 si è svolto il
Vertice di Copenaghen
, dove per la prima volta nella storia si è tentato di raggiungere, fra enormi difficoltà,
126
un punto di vista comune fra la maggior parte degli stati mondiali.
127
Tuttavia secondo molti osservatori questo accordo, che di fatto riguarda
Stati Uniti
Cina
India
Sudafrica
Brasile
, dandosi degli obiettivi di massima (fra cui tentare di limitare a 2
°C l'aumento della temperatura globale media), ma non vincolanti, è solamente un primo passo cui dovranno seguirne altri affinché abbia una ragionevole efficacia.
Nel 2015 tutti i paesi delle Nazioni Unite hanno negoziato l'
Accordo di Parigi
, che mira a contenere l'aumento della temperatura media globale al di sotto della soglia di
°C
oltre i livelli pre-industriali e di limitare tale incremento a
1,5
°C
, poiché questo ridurrebbe sostanzialmente i rischi e gli effetti dei
cambiamenti climatici
. Il contenuto dell'accordo è stato negoziato dai rappresentanti di 196 stati alla
XXI Conferenza delle Parti dell'UNFCCC
128
129
L'accordo ha sostituito il protocollo di Kyoto. A differenza di Kyoto, durante l'accordo di Parigi non è stato fissato nessun patto vincolante sulle emissioni. Invece è stata resa vincolante la procedura di stabilire regolarmente obiettivi sempre più ambiziosi e di rivalutare questi obiettivi ogni cinque anni. L'accordo ha ribadito che i paesi in via di sviluppo devono essere sostenuti finanziariamente. Nel novembre 2018 195 membri dell'UNFCCC hanno firmato l'accordo e 184 hanno deciso di farne parte.
130
L’Accordo prevede principalmente il raggiungimento di un equilibrio tra emissioni e assorbimenti di gas serra a partire dal 2050, mantenendo l'aumento della temperatura globale ben al di sotto dei 2
°C. L’Accordo prevede inoltre che:
si analizzino i risultati ottenuti ogni cinque anni;
le azioni per il clima a favore dei Paesi in via di sviluppo siano finanziate con 100 miliardi di dollari l'anno, fino al 2020, con l'impegno a continuare questo finanziamento anche dopo il 2020.
L'Accordo di Parigi suggerisce inoltre che si possa limitare il riscaldamento globale con delle politiche energetiche incisive, come l'aumento dei prezzi dei combustibili fossili in favore di investimenti in tecnologie a bassissima emissione di carbonio. Tuttavia, nonostante i buoni propositi della
COP21
, il sistema energetico mondiale continua a essere il maggiore emettitore di gas serra, in quanto ancora dipendente dai
combustibili fossili
. L'
Accordo di Parigi
è stato firmato nel 2015 e da allora le emissioni di CO2 legate alla produzione di energia sono aumentate del 4%. In particolare il 2018 ha visto crescere il consumo energetico mondiale del 2,3%, quasi il doppio rispetto al tasso medio di crescita registrato negli ultimi dieci anni. Tra le motivazioni di tale crescita troviamo le condizioni meteorologiche estreme che in alcune parti del mondo hanno causato un aumento della domanda di riscaldamento e di raffreddamento. Questa richiesta di energia è stata soddisfatta principalmente dai combustibili fossili, i quali hanno contribuito per il 77% all'intero ammontare di energia prodotta. Come risultato del maggiore consumo energetico, le emissioni globali di CO2 legate alla produzione di energia hanno raggiunto la cifra record di 33,1 miliardi di tonnellate, con un aumento rispetto al 2017 dell'1,7%.
131
Misure correttive
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Lo stesso argomento in dettaglio:
Cattura e sequestro del carbonio
Sviluppo sostenibile
Energie rinnovabili
Economia verde
Economia circolare
Neutralità carbonica
Logo dello
sviluppo sostenibile
Il consenso scientifico attorno al riscaldamento globale e le previsioni di aumento delle temperature hanno convinto vari paesi, aziende e individui ad adottare delle misure per cercare di limitare questo fenomeno. Le contromisure correttive più immediate si articolano intorno alla riduzione della concentrazione di CO
nell'atmosfera come effetto mitigatore attuabile attraverso varie possibili azioni:
riduzione delle emissioni di CO
da parte dei paesi industrializzati e contenimento di quelli emergenti (
BRICS
), attraverso l'abbattimento dell'uso dei
combustibili fossili
e l'utilizzo di
fonti di energia
alternativa
rinnovabile
o aumento dell'
efficienza energetica
, in ragione anche di uno
sviluppo sostenibile
e in vista dell'esaurimento dei combustibili fossili. Questa soluzione è considerata problematica dal punto di vista economico dal momento che sono in gioco le
economie
nazionali e gli interessi dei singoli stati ovvero il loro livello di
sviluppo economico
in termini di
occupazione
ricchezza
qualità della vita
, situazione peraltro aggravatasi con la
grande recessione
del XXI secolo.
sequestro di CO
in atmosfera attuabile, ad esempio, con una maggiore quantità di
alberi
piantati (
rimboschimento
) oppure con l'uso di appositi filtri industriali e relativo stoccaggio.
L'ultima soluzione risulta problematica dal punto di vista tecnico mentre, nel primo caso, dipende strettamente dalla volontà e dagli impegni presi dai singoli paesi.
Molti gruppi ambientalisti incoraggiano inoltre linee di condotta per i consumatori,
132
133
ed è stato suggerito l'impiego di quote sulla produzione mondiale di combustibili fossili, indicandoli come una fonte diretta di emissioni di CO
134
135
È stata altresì suggerita una tassa sulle emissioni di carbonio
136
che eviterebbe l'imposizione di un sistema di quote sulle emissioni (quote che potrebbero essere allocate su base individuale o nazionale, e potrebbero essere commerciate tra i vari beneficiari). Una tassa sulle emissioni è in vigore in
Danimarca
dal 1990
137
e ha portato alla riduzione delle emissioni del 15% dal 1990 al 2008.
Cattura e sequestro del carbonio
Sono attualmente in progetto delle misure per ridurre le emissioni causate dalla deforestazione,
138
specialmente nei paesi in via di sviluppo. In un tentativo di adattarsi al riscaldamento globale, è stato anche proposto di sviluppare delle metodologie di controllo meteorologico.
139
Sono allo studio anche progetti di geoingegneria più ambiziosi ma che potrebbero avere degli effetti imprevisti, quali per esempio il rilascio su scala massiccia di solfati nell'atmosfera che dovrebbero ridurre l'irraggiamento solare oscurando leggermente il cielo.
140
Sempre per mitigare il riscaldamento globale, è stato proposto di introdurre nuove leggi che obblighino a costruire case più efficienti dal punto di vista energetico.
141
142
Protocollo di Kyoto
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Lo stesso argomento in dettaglio:
Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici
Protocollo di Kyoto
Conferenza ONU sui cambiamenti climatici 2009
Potenziali scenari futuri delle emissioni globali di gas serra. Se tutti i paesi raggiungessero gli attuali impegni fissati dall'accordo sul clima di Parigi, il riscaldamento medio entro il 2100 andrebbe ben oltre l'obiettivo dell'accordo di Parigi di mantenere il riscaldamento "ben al di sotto dei 2°C".
Il principale accordo internazionale per il controllo del riscaldamento globale è il
Protocollo di Kyoto
, un emendamento allo
United Nations Framework Convention on Climate Change
negoziato nel
1997
. Il Protocollo copre 180 nazioni globalmente e più del 55% delle emissioni di gas serra globali. Fu messo in atto il 16 febbraio 2005.
143
Solo gli
Stati Uniti
e il
Kazakistan
non hanno ratificato il trattato.
Il
Presidente degli Stati Uniti
George W. Bush
ha contestato il Protocollo di Kyoto giudicandolo ingiusto e inefficace per la soluzione del problema del riscaldamento globale, affermando che "esclude l'80% del mondo, tra i principali stati per popolazione come Cina e India e potrebbe costituire una seria minaccia per l'economia degli Stati Uniti".
144
Il governo statunitense ha invece proposto il miglioramento delle tecnologie per l'energia,
145
mentre alcuni stati e città statunitensi hanno incominciato a supportare localmente il Protocollo di Kyoto, attraverso la
Regional Greenhouse Gas Initiative
146
Lo
U.S. Climate Change Science Program
è invece un programma di cooperazione tra più di 20 agenzie federali per indagare sui cambiamenti climatici.
Protocolli europei
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L'
Unione europea
ha proposto nel 2008, come parte della soluzione al riscaldamento globale, oltre al supporto al Protocollo di Kyōto, il cosiddetto "
Pacchetto Clima 20-20-20
", che prevede l'aumento del 20% nell'
efficienza energetica
, la riduzione del 20% delle emissioni di gas serra e l'aumento del 20% della quota di
energie rinnovabili
entro il
2020
147
la maggior parte dei Paesi ha raggiunto gli obiettivi previsti
148
In seguito, nell'ambito delle proposte normative della commissione europea note come
Green Deal europeo
, è stato presentato un pacchetto di riforme legislative, noto come
Fit for 55
Note
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°C. This is much colder than the conditions that actually exist at the Earth's surface (the global mean surface temperature is about 14
°C). Instead, the necessary −19
°C is found at an altitude about 5 km above the surface. (per emettere 240 W m–2, una superficie dovrebbe avere una temperatura di circa −19
°C. Ciò è molto più freddo delle condizioni che effettivamente esistono sulla superficie della terra (la temperatura media globale della superficie è di circa 14
°C). Invece la necessaria temperatura di −19
°C si trova a un'altezza di circa 5 km sulla superficie.)»
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(Recenti stime indicano un relativamente modesto effetto combinato di cause naturali sull'evoluzione della temperatura della seconda metà del XX secolo, con un modesto raffreddamento netto per gli effetti combinati di attività solare e vulcanica.)»
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If there is indeed a solar effect on climate, it is manifested by changes in general circulation rather than in a direct temperature signal. This fits in with the conclusion of the IPCC and previous NRC reports that solar variability is NOT the cause of global warming over the last 50 years.
(Se esiste invero un effetto solare sul clima, esso si manifesta con i cambiamenti nella circolazione generale piuttosto che in un segnale diretto sulla temperatura. Ciò concorda con la conclusione dei rapporti dello IPCC e precedenti dello NRC che la variabilità solare NON è la causa del riscaldamento globale negli ultimi 50 anni.)»
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Indonesia
Irlanda
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Malaysia
Nuova Zelanda
Svezia
Regno Unito
. Il rapporto del 2007 è stato sostenuto anche da
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J9U
EN
HE
987007539222505171
NDL
EN
JA
00923848
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Portale Energia
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Fenomeni climatici
Storia del clima
Riscaldamento globale
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