Inquinamento urbano provocato da siccità ed effetti serra e mansarda

Il fenomeno dipende sostanzialmente da tre fattori: le emissioni, le reazioni chimiche tra i vari inquinanti emessi e lo stato fisico della bassa atmosfera

Un autunno-inverno per ora molto caldo e molto inquinato quello che in Italia si sta vivendo! Che relazione c’è tra riscaldamento globale e inquinamento locale, soprattutto cittadino? Sono chiaramente fenomeni diversi, tuttavia hanno aspetti complementari, tanto da farli pensare come due facce della stessa medaglia. Perché?

E’ chiaro che la causa principale di entrambi i fenomeni va ascritta all’utilizzo diffuso di combustibili fossili: da un lato essi producono anidride carbonica e aumentano l’effetto serra naturale, dall’altro immettono in atmosfera polveri di varia natura e altri inquinanti primari (l’anidride carbonica, alle concentrazioni attuali, non viene considerata un problema per l’inquinamento atmosferico propriamente detto, cioè per la qualità dell’aria nei bassi strati dove noi viviamo). Detto ciò, si tratta ovviamente di problemi diversi, anche se le loro soluzioni, come vedremo poi, possono essere raggiunte congiuntamente.

In questo giornale si è spesso trattato di clima, oggi vorrei discutere brevemente dell’inquinamento urbano. Ebbene, bisogna sapere che il tasso di inquinamento in una città dipende sostanzialmente da tre fattori: le emissioni, le reazioni chimiche tra i vari inquinanti emessi e lo stato fisico della bassa atmosfera. Le reazioni chimiche forse più importanti sono quelle che avvengono tra i cosiddetti inquinanti primari – emessi direttamente dalle nostre attività – e la luce solare. Queste reazioni sono estremamente “attive” nei mesi caldi, quando il soleggiamento è particolarmente alto, come pure la temperatura dell’aria. In questo modo, ad esempio, nei bassi strati si crea l’ozono, un inquinante estremamente pericoloso per l’apparato respiratorio e fonte di grossi problemi per gli asmatici, gli anziani e i bambini. Nei mesi freddi queste reazioni sono meno importanti.

Se quindi per il momento trascuriamo l’azione delle reazioni chimiche, cerchiamo di valutare l’importanza degli altri due fattori su quanto è accaduto negli ultimi due mesi nelle città italiane. Per quanto riguarda le emissioni, probabilmente queste sono state molto simili a quanto emesso nello stesso periodo degli ultimi anni, almeno per quanto riguarda le emissioni da traffico autoveicolare. Di più, data la particolare mitezza delle temperature, si può pensare che i riscaldamenti si siano accesi più tardi e mantenuti a regimi di funzionamento più bassi degli anni scorsi.

Perché allora quest’anno abbiamo avuto tutti questi problemi con l’inquinamento urbano? Dovremo analizzare quanto è accaduto al terzo fattore che influisce sul tasso d’inquinamento… A questo proposito, innanzi tutto si deve sapere che i bassi strati dell’atmosfera sono disaccoppiati – separati – dagli strati più alti. Esiste uno strato di confine, il cosiddetto Boundary Layer (BL), oltre il quale gli inquinanti non arrivano. L’altezza di questo strato, detto anche strato rimescolato, varia con le caratteristiche fisiche dell’atmosfera. In alcuni casi questo strato è più spesso, come quando fenomeni convettivi possono portare particelle di aria dal suolo molto in alto in atmosfera, in altri è più sottile. I fisici dell’atmosfera da decenni si danno molto da fare per calcolare l’altezza del “soffitto” di questo strato ed eventualmente per prevederlo. Se il soffitto è alto c’è più spazio perché gli inquinanti si diluiscano, se esso è più basso lo spazio è di meno. Un paragone che può essere calzante è quello del fumatore. Se mettete un fumatore incallito in una mansarda con il soffitto alto appena due metri e lo fate fumare per due ore, alla fine la mansarda sarà avvolta in un denso fumo. Se adesso prendete il nostro fumatore e lo spostate nella stanza di un palazzo rinascimentale con gli stessi metri quadri di superficie ma con un soffitto alto sei metri, vedrete che dopo due ore il fumo apparirà meno denso. Se andate a misurare la concentrazione delle particelle di fumo, vedrete che è circa tre volte inferiore a quella trovata nella mansarda, perché il volume a disposizione per la dispersione è tre volte maggiore. Ebbene, anche se ancora occorre studiare la situazione di questi mesi nel dettaglio, probabilmente essi sono stati affetti da questo “effetto mansarda” in un periodo che, peraltro, non ha visto nemmeno piogge che potevano dilavare via gli inquinanti, né tanto meno venti forti che potevano disperderli per turbolenza meccanica o spostarli altrove. La situazione di stasi dei venti, di alta pressione che schiaccia in basso le masse d’aria, di inversioni termiche al suolo durante le notti (che reprimono i moti verso l’alto) hanno creato uno stato fisico della bassa atmosfera contro cui i nostri interventi emergenziali (targhe alterne e blocchi del traffico) hanno potuto ben poco. In questi casi da più parti si sono chiesti, giustamente, interventi strutturali, e non emergenziali, nelle città.

Una notizia positiva è che questi due grossi problemi ambientali, il riscaldamento globale e l’inquinamento urbano, prevedono soluzioni che viaggiano in parte parallelamente: vi sono strategie doppiamente vincenti che possono condurre a mitigare il riscaldamento globale e, nello stesso tempo, a ridurre l’inquinamento atmosferico nei bassi strati. Ad esempio, con la riduzione delle emissioni si possono ridurre sia la CO₂ che le polveri, o si può ridurre un composto climalterante come il metano, che ha anche un grosso ruolo nella formazione dell’ozono troposferico. E si possono dare altri esempi di questo tipo. La ricerca si spinge sempre più verso lo studio delle interrelazioni tra cambiamento climatico e inquinamento urbano. Il riscaldamento globale, ad esempio, rischia di far peggiorare i problemi relativi all’ozono, che potrebbe formarsi più facilmente in un clima più caldo e soleggiato. Qualcuno pensa che forse i problemi relativi all’inquinamento invernale potrebbero venire mitigati dalla comparsa di eventi convettivi anche in questo periodo, ma in realtà alcuni studi mostrano come questo possa avvenire in primavera ed autunno, ma non in inverno, almeno alle temperature che si prevedono per il prossimo futuro. Insomma, in inverno sembra che il cambiamento globale si estrinsechi in cambiamenti di circolazione e pressione che sovrastano quelli di temperatura nel determinare lo stato dei bassi strati. In questa situazione, stretti tra effetto serra ed effetto mansarda, sarà bene che iniziamo a pensare concretamente ad interventi strategici e non emergenziali. Abbiamo visto più volte come il clima abbia un’inerzia che non consente di pensare oggi per domani. Allo stesso modo, i cambiamenti strutturali in una città, relativamente al traffico, agli impianti termici, ecc., vanno pensati per tempo, in modo da non trovarci sempre più frequentemente in condizioni di crisi come quelle degli ultimi mesi.