"Notizie di Agrometeorologia" - L’anomalia dell’azoto: analisi di un raffreddamento globale non previsto

Quando si parla di cambiamento climatico, i riflettori sono quasi sempre puntati sull'anidride carbonica (CO2) e sul metano (CH4). Tuttavia, esiste un ulteriore attore coinvolto nel fenomeno del cambiamento climatico ovvero l'azoto reattivo (Nr). L'azoto costituisce circa il 78% della nostra atmosfera sotto forma di gas inerte (N2), ma in questa forma non è utilizzabile dalla maggior parte degli organismi. Nel corso degli ultimi 100 anni, l’attività umana, principalmente attraverso l'uso di fertilizzanti in agricoltura e la combustione di combustibili fossili, ha raddoppiato la quantità di azoto reattivo sottoforma di ammoniaca (NH3), ossidi di azoto (NOx) e protossido di azoto(N2O) nell’atmosfera. Se da un lato questo tipo di emissioni è responsabile di fenomeni quali l’inquinamento atmosferico, le piogge acide e l’eutrofizzazione delle acque, dall’altro il suo effetto netto sul clima rimane oggetto di discussione. Infatti, contrariamente a quanto si potrebbe pensare, l'aumento dell'azoto di origine antropica ha esercitato finora un effetto di raffreddamento netto sul clima. Nel 2019, l'effetto di raffreddamento ha superato quello di riscaldamento, con un valore stimato di -0,34 Watt per metro quadrato rispetto all'era preindustriale (Gong et al., 2024). In altre parole, si può dire che l'azoto ha agito come una sorta di freno temporaneo al riscaldamento globale causato dai gas serra.
I meccanismi secondo i quali avviene questo fenomeno di raffreddamento sono:
1. Aerosol atmosferici. I gas a base di azoto (come NH3 e i NOx) contribuiscono alla formazione di minuscole particelle sospese nell'aria chiamate aerosol. Questi riflettono la luce solare nello spazio, impedendo che raggiunga la superficie terrestre.
2. Sequestro del carbonio. L'azoto è un nutriente essenziale per le piante. Quando si deposita sui terreni o viene usato come fertilizzante, stimola la crescita della vegetazione, che a sua volta assorbe una quota maggiore di CO2 dall'atmosfera, immagazzinandola nelle foreste e nel suolo.
3. Riduzione degli impatti del CH4. I NOx emessi dai trasporti e dalle industrie partecipano a specifiche reazioni chimiche che aumentano la concentrazione di radicali ossidrili (OH) in atmosfera. Questi ultimi agiscono accelerando l’ossidazione del CH4, riducendone l’effetto di gas serra.
Tuttavia, l’effetto dell'azoto evidenzia importanti ricadute negative in quanto è responsabile della produzione di N2O che contribuisce in modo significativo al riscaldamento globale essendo un gas serra di circa 300 volte più potente rispetto alla CO2 che rimane in atmosfera per oltre un secolo.  Questa situazione evidenzia un dilemma cruciale. Per proteggere la salute umana e gli ecosistemi, molti paesi stanno riducendo le emissioni di Nr (ad esempio limitando l'uso di fertilizzanti di sintesi, aumentando l’efficienza d’uso dell’azoto nei sistemi agricoli, favorendo strategie di riutilizzo delle risorse e migliorando le performance dei motori). Se da un lato questo è essenziale per ridurre l’inquinamento e migliorare la qualità degli ecosistemi, dall'altro eliminerà gradualmente l'effetto raffreddante dell'azoto, accelerando potenzialmente il riscaldamento globale nel prossimo futuro. Secondo studi modellistici, negli scenari futuri in cui ridurremo drasticamente l'inquinamento da azoto per obiettivi di salute pubblica, il riscaldamento dovuto al N2O continuerà probabilmente a crescere, mentre l'effetto raffreddante svanirà. Ovviamente non si può fare affidamento sull'inquinamento da azoto per risolvere il problema del riscaldamento globale. La riduzione dell'Nr è necessaria per la salute del pianeta, ma deve essere accompagnata da sforzi ancora più aggressivi per ridurre le emissioni di gas serra. Solo un approccio olistico che affronti simultaneamente la crisi dell'azoto e quella del carbonio permetterà di rispettare gli obiettivi delle politiche globali sulla lotta al cambiamento climatico e garantire un futuro sostenibile.

Approfondimento: Gong, C., Tian, H., Liao, H. et al. Global net climate effects of anthropogenic reactive nitrogen. Nature 632, 557–563 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07714-4

A cura dell'Associazione Italiana Agrometeorologia.