Pechino Respira Meglio: Dieci Anni di Lotta al Carbonio Nero e i Suoi Segreti Climatici

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante nel cuore di Pechino, una metropoli vibrante ma che, come forse ricorderete, ha dovuto fare i conti con un serio problema di inquinamento atmosferico. Vi ricordate l'”Airpocalypse” del 2013? Ecco, da allora molte cose sono cambiate, e oggi ci concentreremo su un protagonista invisibile ma potentissimo di questa storia: il Black Carbon (BC), o carbonio nero.

Cos’è il Black Carbon e Perché Dovrebbe Interessarci?

Immaginatevi delle minuscole particelle di fuliggine, prodotte dalla combustione incompleta di cose come carbone, diesel, legna o residui agricoli (i cosiddetti combustibili fossili e biomasse). Questo è il Black Carbon. Sembra poca cosa, ma in realtà ha un doppio impatto micidiale:

• Inquinamento atmosferico: È una componente chiave del famigerato PM2.5, quel particolato fine che penetra nei nostri polmoni e fa danni alla salute.
• Cambiamento climatico: A differenza di altri aerosol che riflettono la luce solare (raffreddando il pianeta), il BC la assorbe avidamente, riscaldando l’atmosfera. È un po’ come indossare una maglietta nera in una giornata di sole!

Capire come si muove il BC, da dove viene e che effetti ha sul clima, soprattutto in una città chiave come Pechino, è fondamentale per creare strategie anti-inquinamento che funzionino davvero. E indovinate un po’? Mancavano studi approfonditi su questo fronte… fino ad ora!

La Grande Discesa: Dieci Anni di Progressi a Pechino

Abbiamo analizzato i dati dal 2013 al 2022, un decennio cruciale per l’aria di Pechino. E la buona notizia c’è: le misure messe in campo dal governo cinese hanno funzionato! Pensate che la concentrazione media di BC è crollata da 2.23 microgrammi per metro cubo (µg m⁻³) nel 2013 a 0.84 µg m⁻³ nel 2022. Una riduzione pazzesca del 62%!

Questo calo non è avvenuto per caso. Piani d’azione mirati, come l'”Air Pollution Prevention and Control Action Plan” del 2013 e il “Three-Year Action Plan for Winning the Blue Sky Defense Battle” del 2018, hanno spinto verso:

• Una ristrutturazione del settore energetico (meno carbone, più gas pulito).
• Standard più severi per le emissioni dei veicoli.
• Chiusura di industrie obsolete e altamente inquinanti.

Il risultato? Non solo meno BC, ma anche una diminuzione generale del PM2.5 (passato da 89.5 a 30 µg m⁻³ nello stesso periodo!) e di altri inquinanti come SO2, CO e NO2. Insomma, Pechino ha iniziato a respirare un’aria decisamente migliore.

Stagioni, Orari e Fonti: Il Ritmo del Black Carbon

Ma come si comporta il BC durante l’anno e il giorno? Abbiamo scoperto pattern interessanti.

Andamento Stagionale: C’è una regola abbastanza costante: più BC in inverno, meno in estate. L’inverno porta con sé il riscaldamento (spesso ancora a carbone o biomassa nelle aree circostanti) e condizioni meteorologiche che “intrappolano” gli inquinanti vicino al suolo. L’estate, invece, beneficia di più piogge (che lavano via l’inquinamento) e di una minore combustione di biomassa. La cosa notevole è che la riduzione più drastica del BC è avvenuta proprio durante la stagione fredda (autunno e inverno), grazie soprattutto al passaggio dal riscaldamento a carbone a sistemi più puliti, come il gas. Questo ha reso le differenze tra le stagioni molto meno marcate negli ultimi anni.

Ritmo Quotidiano: Il BC ha i suoi orari preferiti. Tende ad accumularsi la mattina presto e la sera/notte, quando l’atmosfera è più stabile e lo strato limite planetario (quella sorta di “tappo” atmosferico vicino al suolo) si abbassa. Inoltre, di notte circolano più mezzi pesanti (camion diesel), che sono grandi produttori di BC. Nel pomeriggio, invece, l’aria si mescola di più e le concentrazioni calano. Curiosamente, il picco mattutino legato al traffico dell’ora di punta, ben visibile fino al 2016, si è quasi appiattito negli anni successivi, segno che le politiche sul traffico (veicoli più puliti, restrizioni per i diesel più vecchi) hanno colpito nel segno.

Chi Inquina di Più? Usando un modello chiamato “Aethalometer model”, abbiamo distinto il BC proveniente da combustibili fossili (FF) da quello derivante dalla combustione di biomassa (BB). Risultato? A Pechino, la fonte dominante è nettamente quella dei combustibili fossili (circa il 76% in media nel decennio), legata soprattutto al traffico e, in passato, al carbone. La biomassa contribuisce per il restante 24%, ma con picchi importanti in inverno. La buona notizia è che entrambi i tipi di BC sono diminuiti significativamente: il BC da fossili (BCFF) a un ritmo medio di 0.13 µg m⁻³ all’anno, quello da biomassa (BCBB) di 0.06 µg m⁻³ all’anno.

L’Effetto COVID-19: Un Esperimento Involontario

Il 2020 e il 2021 sono stati anni particolari. Le restrizioni dovute alla pandemia di COVID-19 hanno drasticamente ridotto il traffico e altre attività. E cosa è successo al BC? Ha toccato i livelli più bassi dell’intero decennio! Questo ci ha offerto uno scenario quasi “da laboratorio” per vedere cosa succede con traffico limitato.

Ma attenzione: nel 2022, con l’allentamento delle misure e la ripresa delle attività economiche e dei trasporti, i livelli di BC sono risaliti, avvicinandosi a quelli del 2018. Questo ci ricorda che i progressi non sono scontati e che serve un impegno costante, soprattutto se l’economia torna a pieno regime. È interessante notare che nel 2022 è aumentato soprattutto il BC da combustibili fossili, segno della ripresa del traffico.

Il Clima Sotto la Lente: L’Effetto Radiativo Diretto (DRE)

Ok, il BC inquina l’aria, ma che combina al clima? Abbiamo usato un modello sofisticato (lo SBDART) per calcolare il suo Effetto Radiativo Diretto (DRE). In pratica, abbiamo stimato quanto riscaldamento extra provoca assorbendo la luce solare.

Per isolare l’effetto delle politiche pre-pandemia, abbiamo confrontato il 2013 con il 2019. Il risultato è impressionante: l’effetto riscaldante del BC (il suo DRE positivo) è diminuito dell’80%, passando da +31.15 Watt per metro quadrato (W m⁻²) a +6.28 W m⁻². Un successo enorme!

Tuttavia, c’è un “ma”. L’inquinamento totale (aerosol) ha anche un effetto raffreddante, dovuto alle particelle che riflettono la luce solare (scattering). Riducendo l’inquinamento complessivo, abbiamo ridotto sia l’effetto riscaldante del BC sia, in misura ancora maggiore, l’effetto raffreddante delle altre particelle. Il risultato netto? L’atmosfera sopra Pechino, pur essendo più pulita, ha perso una parte del suo “scudo” raffreddante. L’effetto radiativo totale degli aerosol è passato da -15.04 W m⁻² (raffreddante) a -10.19 W m⁻² (meno raffreddante). Questo sottolinea l’importanza di concentrarsi sulla riduzione specifica degli aerosol assorbenti come il BC.

Abbiamo anche visto che, sebbene il BC da combustibili fossili (BCFF) sia la fonte principale del riscaldamento totale, il BC da biomassa (BCBB), pur essendo meno abbondante, ha un impatto radiativo più forte per unità di massa. Strategie diverse potrebbero essere necessarie: ridurre le emissioni totali per il BCFF e forse agire sulla composizione specifica per il BCBB.

Non Solo Aria Pulita: Implicazioni più Ampie

La riduzione del BC non è solo una questione di respirare meglio o di mitigare il riscaldamento globale. Il BC ha altri effetti subdoli:

• Altezza dello strato limite: Riscaldando l’aria in quota, può abbassare il “tappo” atmosferico, peggiorando l’accumulo di inquinanti vicino al suolo (il cosiddetto “effetto cupola”).
• Ozono (O3): Il BC interagisce con la chimica dell’ozono. Assorbendo la luce solare, riduce le reazioni fotochimiche che lo producono. Riducendo il BC, questo “freno” all’ozono si allenta, e infatti a Pechino si è osservato un aumento dell’ozono troposferico, un altro inquinante problematico. Serve un approccio integrato!
• Trasporto regionale: Abbiamo notato che, negli ultimi anni, il trasporto di inquinanti dalle aree a sud-ovest di Pechino è diventato più influente. Serve una collaborazione tra regioni.

Cosa Abbiamo Imparato e Cosa Ci Aspetta?

Questo lungo viaggio nei dati del Black Carbon a Pechino ci lascia con alcuni messaggi chiave:

1. Le politiche di controllo dell’inquinamento attuate a Pechino nell’ultimo decennio sono state straordinariamente efficaci nel ridurre il BC, soprattutto agendo sulle emissioni invernali e notturne.
2. La fonte principale resta la combustione di combustibili fossili, legata in gran parte al traffico, ma la biomassa gioca un ruolo stagionale importante.
3. La pandemia ha mostrato quanto incidano le restrizioni al traffico, ma il rimbalzo del 2022 ci avverte che la guardia non va abbassata.
4. La riduzione del BC ha portato benefici climatici notevoli (calo dell’effetto riscaldante), ma l’effetto netto sul bilancio radiativo è complesso.
5. Servono strategie continue e mirate, che considerino le diverse fonti (FF vs BB), il trasporto regionale e le interazioni complesse con altri inquinanti come l’ozono.

Certo, ci sono ancora margini di miglioramento nella nostra analisi (ad esempio, usare traccianti più specifici per le fonti o dati di scattering misurati direttamente), ma i risultati sono solidi. La battaglia per un’aria più pulita e un clima più stabile a Pechino ha fatto passi da gigante, ma la sfida continua, specialmente con la ripresa economica. Tenere sotto controllo il Black Carbon resta una priorità assoluta!

Fonte: Springer