Gli inquinanti che maggiormente contribuiscono ai cambiamenti climatici sono i cosiddetti gas serra, di origine sia antropica che naturale, che trattengono in maniera consistente la radiazione infrarossa emessa dalla superficie terrestre: anidride carbonica (CO₂), protossido di azoto (N₂O) e metano (CH₄) sono i principali gas serra presenti nell’atmosfera terrestre.

Gli inventari delle emissioni utilizzati per le valutazioni di qualità dell’aria, tengono in considerazione anche i gas serra, consentendo di effettuare il calcolo dell’anidride carbonica equivalente (CO₂eq), cioè dell’equivalente quantità di CO₂ necessaria per generare il medesimo potenziale di riscaldamento globale . La determinazione della CO₂eq viene infatti effettuata sulla base dei GWP (Global Warming Potentials - Potenziali di Riscaldamento Globale), messi a punto dall'Intergovernmental Panel on Climate (IPCC).

A livello globale, esistono alcune misure che sono prese a riferimento per la stima della concentrazione di anidride carbonica in atmosfera, tra cui quella della NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) nell’isola di Manua Loa nell’arcipelago della Hawai. Sulla base delle misure è possibile valutare le tendenze della concentrazione. Già dal rapporto dell’IPCC del 2013, si rileva come la concentrazione dei principali gas serra sia aumentata a livelli mai raggiunti negli ultimi 800.000 anni. La concentrazione di anidride carbonica è aumentata del 40% dal periodo pre-industriale, a causa delle emissioni dovute all’utilizzo di combustibili fossili, alla produzione di cemento e al contributo netto dato dalle modifiche dell’uso del suolo, quella del metano del 150% e quella del protossido di azoto del 20%.

A livello di emissioni, si stima che dal 1750 al 2015, le emissioni antropogeniche di CO₂ dall’utilizzo di combustibili fossili e produzione di cemento abbia rilasciato circa 410 GtC (miliardi di tonnellate di carbonio) in atmosfera, mentre la deforestazione e le modifiche all’uso del suolo circa 190 GtC (Global Carbon Budget, 2016).

Di queste emissioni antropogeniche cumulative, 260 GtC si sono accumulate in atmosfera, 175 GtC sono state assorbite dagli oceani, che hanno subito una importante acidificazione, e 165 GtC dagli ecosistemi naturali terrestri.
Nel 2015, dato consolidato più recente, le emissioni generate dall’utilizzo dei combustibili fossili sono state pari a 9,9 GtC e, sommando quelle derivanti dall’uso del suolo e dagli incendi boschivi (dato in aumento nel 2015) sono state pari a 11,21 GtC.

Guardando le rilevazioni più recenti, si evidenzia come la concentrazione di anidride carbonica in atmosfera stia aumentando ad un tasso sempre più rapido (nel 2015 l’incremento è stato di 3,05 ppm, il più elevato degli ultimi 57 anni di rilevazioni, seguito dal 2016 con 2.98).

In rosso i dati mensili, in nero i medesimi dati con una correzione applicata per eliminare i trend stagionali.

Se l’anno 2016 viene ricordato come il primo anno dall’inizio delle misurazioni in cui il valore della concentrazione di CO₂ in atmosfera ha superato i 400 ppm (in tutti i mesi si è registrata una concentrazione superiore), nel 2017 tale valore continua ad aumentare. Nel mese di maggio 2017 è stato registrato il record di 409,65 ppm.

In Italia, per valutare l’andamento dei gas climalteranti negli ultimi 30 anni si è fatto ricorso alla serie storica dei gas serra ricavabile dall’Inventario Nazionale delle Emissioni, realizzato con cadenza quinquennale da Ispra e regolarmente aggiornato in modo da garantire la comparabilità dei dati.
Le sommatorie annuali delle emissioni di metano (CH₄), di anidride carbonica (CO₂) e di protossido di azoto (N₂O), ripartite per comparto emissivo, sono state espresse in termini di CO₂ equivalente sulla base dei rispettivi GWP e quindi sommate come emissioni di gas serra.

L’elaborazione dei dati fornisce alcune indicazioni significative: un trend crescente di emissioni legate alla produzione di energia, conseguente alla realizzazione in Piemonte di alcune centrali termoelettriche a ciclo combinato; una consistente riduzione delle emissioni legate ai comparti produttivi, motivata non solo dall’effetto di applicazione delle BAT (Best Available Technology), ma anche probabilmente dalla crisi economica che, a partire dal 2008, ha investito il settore industriale; una responsabilità costante nel tempo da parte del comparto trasporti e del comparto riscaldamento, per il quale si assiste addirittura ad un’evoluzione in crescita.

Risulta inoltre interessante l’aumento negli anni degli assorbimenti di gas serra (in questo caso la CO₂), collegati all’incremento delle pratiche di riforestazione.
L’applicazione dei trend evolutivi ricavabili dal modello GAINS-Italia (Greenhouse Gas – Air Pollution Interactions and Synergies) - la versione nazionale del modello sviluppato a livello europeo dalla IIASA per elaborare scenari emissivi di gas serra (GHGs) e considerare così le interazioni tra inquinamento atmosferico e cambiamenti climatici - permette una proiezione dei gas serra nel futuro (anni 2020 e 2030): la prevista riduzione dei gas serra risulta legata in particolare al contenimento delle emissioni derivanti dalle combustioni, sia quelle industriali che quelle non industriali (riscaldamento).

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