Da oltre vent’anni il professor Dario Papale, docente di Ecologia Forestale all’Università della Tuscia e ricercatore del CMCC – Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici, è tra i principali protagonisti della ricerca internazionale dedicata allo studio degli scambi di gas serra tra ecosistemi e atmosfera
Il suo lavoro ha contribuito in maniera determinante allo sviluppo delle infrastrutture scientifiche europee dedicate all’osservazione del ciclo del carbonio, attraverso il coordinamento delle banche dati dei flussi misurati con la tecnica dell’eddy covariance, oggi considerata il riferimento mondiale per quantificare gli scambi di CO₂, metano e vapore acqueo tra foreste, colture agricole, praterie e atmosfera.
Grazie alla sua attività scientifica e al lavoro del gruppo di ricerca dell’Università della Tuscia, l’ateneo viterbese è diventato uno dei principali poli europei per lo studio dei gas serra, contribuendo allo sviluppo della rete internazionale FLUXNET e assumendo un ruolo centrale all’interno di ICOS (Integrated Carbon Observation System), la più importante infrastruttura europea dedicata al monitoraggio del carbonio.
Una ricerca che oggi rappresenta uno strumento fondamentale per comprendere l’evoluzione del cambiamento climatico, analizzare le risposte degli ecosistemi e il loro ruolo nel bilancio del carbonio, migliorare i modelli climatici e supportare le politiche ambientali basate su dati scientifici affidabili.
Professore, negli ultimi vent’anni l’Università della Tuscia è diventata uno dei principali riferimenti europei per lo studio dei gas serra grazie anche al suo lavoro. Quali sono stati i principali passaggi scientifici e tecnologici che hanno permesso a un gruppo di ricerca italiano di assumere un ruolo così centrale nel panorama internazionale?
L’Università della Tuscia è da molti anni un punto di riferimento, a livello europeo e mondiale, per il monitoraggio degli scambi di gas serra tra ecosistemi e atmosfera mediante la tecnica dell’eddy covariance. A metà degli anni Novanta, il professor Riccardo Valentini promosse la creazione della prima rete europea di siti di misura grazie a un progetto finanziato dall’Unione Europea. Quell’iniziativa ha posto le basi per una comunità scientifica che oggi rappresenta uno dei principali riferimenti internazionali nel settore.
Da allora, il nostro gruppo di ricerca ha continuato a investire nello sviluppo delle tecnologie di misura e delle metodologie di analisi, realizzando campagne sperimentali non solo in Europa, ma anche in Africa, Russia e Brasile. Parallelamente abbiamo sviluppato un database che è diventato un punto di riferimento mondiale. Non si tratta semplicemente di un archivio di dati, ma di una vera infrastruttura scientifica che armonizza, processa, verifica e distribuisce le misure raccolte da centinaia di siti di monitoraggio in tutta Europa, garantendone qualità, confrontabilità e accessibilità.
Quando è nata l’idea di realizzare un’Infrastruttura di Ricerca europea capace di assicurare continuità alle osservazioni, elevati standard di qualità e accesso aperto ai dati, il nostro gruppo ha rappresentato un punto di riferimento naturale. Dopo oltre dieci anni di progettazione e preparazione è nata ICOS (Integrated Carbon Observation System), oggi una delle principali infrastrutture di ricerca europee e l’unica interamente dedicata all’osservazione del ciclo del carbonio e dei gas serra.
Nell’ambito di ICOS, l’Università della Tuscia, insieme al CMCC e al CNR IRET, gestisce l’ICOS Ecosystem Thematic Centre, il centro che coordina a livello europeo la componente dedicata al monitoraggio degli ecosistemi, definendo gli standard scientifici, assicurando la qualità dei dati e rendendoli disponibili alla comunità scientifica internazionale.
Le misure effettuate attraverso la rete FLUXNET e la tecnica dell’eddy covariance rappresentano oggi uno degli strumenti più accurati per comprendere il ciclo del carbonio. Quali informazioni ci stanno fornendo sugli effetti reali del cambiamento climatico e quali sono le evidenze più significative emerse negli ultimi anni?
I dati raccolti vengono utilizzati principalmente per sviluppare e validare i modelli che descrivono gli scambi di gas serra tra ecosistemi e atmosfera, poiché rappresentano l’unica misura diretta e indipendente a scala di ecosistema. Tuttavia, il loro valore va ben oltre la modellistica.
Grazie a queste osservazioni è stato possibile studiare come gli ecosistemi naturali rispondano ai cambiamenti climatici, documentando gli effetti degli eventi climatici estremi, episodi di stress, riduzioni della crescita delle foreste e, in alcuni casi, lunghi periodi durante i quali foreste normalmente capaci di assorbire anidride carbonica sono diventate sorgenti nette di CO₂.
Gli ecosistemi terrestri, e in particolare le foreste, assorbono ogni anno circa un quarto della CO₂ emessa dalle attività umane. Questo servizio ecosistemico è fondamentale per rallentare il riscaldamento globale. Se, a causa dei cambiamenti climatici o di pratiche di gestione non sostenibili, la capacità di assorbimento delle foreste dovesse diminuire, una quota maggiore di CO₂ rimarrebbe nell’atmosfera, contribuendo ad accelerare ulteriormente il cambiamento climatico.
Le stesse misure trovano applicazione anche in agricoltura, dove vengono utilizzate per confrontare l’efficacia di diverse pratiche di gestione. L’obiettivo è individuare soluzioni che consentano di mantenere elevate le produzioni agricole riducendo al tempo stesso le emissioni di gas serra e aumentando la capacità dei suoli di immagazzinare carbonio.
Oggi l’Europa sta costruendo molte delle proprie strategie climatiche sulla base di dati osservativi. Quanto è importante disporre di misure continue e standardizzate dei flussi di CO₂ e degli altri gas serra per valutare l’efficacia delle politiche di decarbonizzazione e verificare se gli ecosistemi continuano davvero a funzionare come serbatoi naturali di carbonio?
È un aspetto fondamentale. La ricerca scientifica si basa sulle osservazioni e sui dati, che devono essere di alta qualità, raccolti secondo standard condivisi e resi disponibili in accesso aperto. Solo così altri ricercatori possono verificare i risultati, riprodurre le analisi e sviluppare nuovi approcci a partire dalle stesse informazioni.
Su questo fronte c’è ancora molta strada da fare. Esistono ancora gruppi di ricerca che non condividono pienamente i propri dati, limitando il potenziale della ricerca proprio in un momento storico nel quale è fondamentale comprendere con rapidità i cambiamenti in atto e disporre del maggior numero possibile di osservazioni.
La direzione, però, è quella giusta. Le Infrastrutture di Ricerca Europee hanno fatto dell’accesso aperto ai dati uno dei loro principi fondanti, promuovendo una scienza più trasparente, collaborativa ed efficace nel rispondere alle grandi sfide ambientali del nostro tempo.
L’evoluzione delle tecnologie di misura, l’intelligenza artificiale e la crescente disponibilità di dati satellitari stanno cambiando profondamente la ricerca ambientale. Quali saranno, secondo lei, le prossime grandi sfide scientifiche nello studio dei gas serra e quale contributo potrà offrire ancora l’Università della Tuscia in questo scenario internazionale?
Negli ultimi dieci anni i progressi in questi campi sono stati straordinari. Sono stati sviluppati nuovi strumenti per misurare gli scambi di gas serra, quali il metano (CH₄) e il protossido di azoto (N₂O); sono disponibili satelliti con una risoluzione spaziale e temporale sempre più elevata e l’intelligenza artificiale consente oggi di analizzare enormi quantità di dati in tempi impensabili fino a pochi anni fa.
Tutte queste innovazioni hanno permesso di superare limiti importanti nella comprensione del funzionamento del nostro pianeta e dei cambiamenti climatici in atto. Come Università e come gruppo di ricerca seguiamo da vicino questa evoluzione: utilizziamo le nuove tecnologie, contribuiamo al loro sviluppo e partecipiamo alla progettazione e alla validazione di nuovi strumenti, ad esempio per le misure di eddy covariance.
Sono però convinto che questa evoluzione, anziché ridurre l’importanza delle osservazioni dirette, ne accrescerà ulteriormente il valore. Le tecnologie più avanzate, dai satelliti all’intelligenza artificiale, hanno infatti bisogno di dati di riferimento accurati per essere calibrate, validate e interpretate correttamente.
Per questo motivo continuerà a essere essenziale disporre di misure dirette di alta qualità, accompagnate da tutte le informazioni necessarie per comprenderne il contesto. La sfida che stiamo affrontando oggi è proprio questa: far evolvere i nostri sistemi di misura, elaborazione e distribuzione dei dati affinché siano pienamente integrati con le nuove tecnologie di osservazione e analisi.
Ma, anche nell’era dell’intelligenza artificiale e dei satelliti, alla base di tutto resterà il lavoro di tecnici e ricercatori che operano sul campo, installano gli strumenti, ne verificano il funzionamento e raccolgono dati affidabili.
Senza queste osservazioni dirette, nessuna tecnologia, per quanto avanzata, potrà mai fornire risultati realmente affidabili e scientificamente robusti.
