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VARIAZIONI CLIMATICHE: CAUSE NATURALI E ANTROPICHE
Prof. Franco ProdiUniversità degli Studi di Ferrara – Dipartimento di FisicaUniversità degli Studi di Ferrara – Dipartimento di Fisica
Istituto di Scienze dell'Atmosfera e del ClimaIstituto di Scienze dell'Atmosfera e del ClimaConsiglio Nazionale Delle RicercheConsiglio Nazionale Delle Ricerche
CLIMA E “TEMPO METEOROLOGICO”CLIMA E “TEMPO METEOROLOGICO”
La definizione di tempo meteorologicotempo meteorologico è molto semplice: esso è lo stato del sistema esso è lo stato del sistema (in particolare dell'atmosfera) ad un preciso istante(in particolare dell'atmosfera) ad un preciso istante.
Il senso comunesenso comune ci porta spesso a confondere le due cose, in particolare non è completamente chiara la necessità di definire separatamente la climatologia e la meteorologia e una semplicistica distinzione comunemente accettata tra le due discipline è essenzialmente basata sulla diversa scala temporale.In realtà i diversi obiettivi implicano una ben più netta separazione di metodo e di formulazioni teoriche generali.
La definizione di climaclima è invece più complessa: il clima è infatti rappresentato dallo rappresentato dallo stato medio e dalle variazioni nel tempo del sistema stessostato medio e dalle variazioni nel tempo del sistema stesso; ma poiché i fenomeni climatici hanno variazioni che avvengono su scale di tempo diversissime, da 1 giorno a 1 milione di anni o più, non è possibile prenderle in considerazione tutte contemporaneamente, ma è necessario concentrarsi su una scala di tempo di interesse e di volta in volta considerare i fenomeni che hanno variazioni tipiche su scale di tempo più lunghe come costanti e quelli che hanno variazioni su scale più brevi come rapide fluttuazioni casuali del sistema.
100 anni100 anni
1.000 anni1.000 anni
10.000 anni10.000 anni
420.000 anni420.000 anni
1 milione di anni1 milione di anni
4.5 miliardi di anni4.5 miliardi di anni
LA RADIAZIONE SOLARELA RADIAZIONE SOLARE
R=6378 km
S0=1367 W/m2
1/3 RIFLESSA (ALBEDO α=0.3)
πR2
INCIDENTE SU
4πR2
DISTRIBUITA SU
(1-α)S0/4 = 240 W/m2
150.000.000 km
LA RADIAZIONE MEDIA CHE INCIDE SULLA NOSTRA
ATMOSFERA E’
EQUILIBRIO RADIATIVOEQUILIBRIO RADIATIVO
ANCHE LA TERRA, COME OGNI CORPO AVENTE UNA TEMPERATURA SUPERIORE ALLO ZERO ASSOLUTO (-273°C), EMETTE RADIAZIONE!!
LA RADIAZIONE EMESSA DIPENDE DALLA TEMPERATURA:
Energia Totale = Energia Totale = TT44
ANCHE LA LUNGHEZZA D’ONDA DELLA RADIAZIONE EMESSA DIPENDE DALLA TEMPERATURA:
λλMAXMAX T= A T= A
QUINDI IL SOLE E LA TERRA EMETTONO IN DUE BANDE BEN DISTINTE DELLO SPETTRO
EQUILIBRIO RADIATIVOEQUILIBRIO RADIATIVO
4
4
1
σ
ST
T = 255 KT = 255 K
OVVERO
4σTα)(14
S0 ==
ENERGIAENERGIAEMESSAEMESSA
ENERGIAENERGIAASSORBITAASSORBITA ==
-18 °C-18 °C==
L’ATMOSFERAL’ATMOSFERA
L’atmosfera è abbastanza trasparente alla radiazione visibile, ma ha una forte capacità di assorbire la
radiazione infrarossa.
IRVIS
UV
AS
SO
RB
IME
NT
O
EFFETTO SERRAEFFETTO SERRA
La conseguenza è che solo una piccola parte della radiazione emessa dalla superficie terrestre e dagli strati inferiori dell'atmosfera riesce ad abbandonare il nostro Pianeta, mentre la parte predominante viene assorbita dall’atmosfera sovrastante. Naturalmente anch’essa emette radiazione infrarossa di cui una parte consistente viene riassorbita dal suolo e dall’atmosfera sottostante.
Questo fenomeno di intrappolamento della radiazione infrarossa prende il nome di:
EFFETTO SERRA
MODELLO DI EFFETTO SERRAMODELLO DI EFFETTO SERRA
4SσT
4AσT
4AσT
4
S0
SUPERFICIE
ATMOSFERA
4
S0
Ipotesi di lavoro:- Il suolo emette come un corpo nero;- L’atmosfera è trasparente alla radiazione solare ed opaca alla radiazione terrestre
IL BILANCIO ALLA SUPERFICIE SARÀ:
4
S0RICEVE )1(4
S0 DEI QUALI ASSORBE
4ATRICEVE
4STCEDE
4 40 )1(4
SAS TT
SI AVRÀ QUINDI
MAGGIORE DI QUELLO OTTENUTO SENZA CONSIDERARE IL
CONTRIBUTO DELL’ATMOSFERA
4 0 )1(4
S
ST
440 )1(4
SSA TT BILANCIO:
)1(4
S0
BILANCIO ENERGETICOBILANCIO ENERGETICO
PERCHÉ IL CLIMA VARIA?PERCHÉ IL CLIMA VARIA?
Perché varia la quantità di radiazione
che giunge al top dell’atmosfera
Perché varia la composizione dell’atmosfera
VARIAZIONE DELLA RADIAZIONE AL TOP DELL’ATMOSFERAVARIAZIONE DELLA RADIAZIONE AL TOP DELL’ATMOSFERA
CAUSECAUSE
ATTIVITA’ SOLAREATTIVITA’ SOLARE
PROCESSI ASTROFISICIPROCESSI ASTROFISICI
MACCHIE SOLARIMACCHIE SOLARI VENTO SOLAREVENTO SOLARE
GETTI DI MASSA CORONALEGETTI DI MASSA CORONALE FLARESFLARES
PROCESSI ASTRONOMICIPROCESSI ASTRONOMICI
TEORIA DI MILANKOVITCHTEORIA DI MILANKOVITCH
VARIAZIONI DELL’ORBITA VARIAZIONI DELL’ORBITA TERRESTRETERRESTRE
VARIAZIONE DELL’ASSE VARIAZIONE DELL’ASSE TERRESTRETERRESTRE
VARIAZIONI DELLA COMPOSIZIONE ATMOSFERICAVARIAZIONI DELLA COMPOSIZIONE ATMOSFERICA
NATURALI ANTROPICHE
ERUZIONI VULCANICHE
INTERAZIONI TRA LE DIVERSECOMPONENTI DEL SISTEMA CLIMA
El Niño
Scambi di vapore acqueo e CO2 tra atmosfera e oceano
Scambi di vapore acqueo e CO2 tra biosfera e atmosfera
Interazioneatmosfera-oceano
IMMISSIONE DI GAS SERRA IN ATMOSFERA
SO2 CO2 O3
Incendi
Combustibili fossili
CIRCOLAZIONE OCEANICA E ATMOSFERICA
CO2 CH4
AllevamentiCH4
SO2 CO2Immissione di aerosols in atmosfera
IMMISSIONE DI AEROSOLS IN ATMOSFERA
Black Carbon, Organic Carbon
Incendi
Combustibili fossili
Black Carbon
SFRUTTAMENTO DEL TERRENO
Variazioni di albedo Riduzione delle foreste
CAUSE
Ciclo idrologico Vapore acqueo precipitazioni e copertura nuvolosa
Interazioneatmosfera-biosfera
IL SISTEMA CLIMAIL SISTEMA CLIMA
Il sistema clima può essere schematicamenteIl sistema clima può essere schematicamente suddiviso in 5 componenti suddiviso in 5 componenti
ATMOSFERAATMOSFERA(componente gassosa del sistema climatico, è quella più rapidamente variabile nel tempo)
IDROSFERAIDROSFERA(oceani, mari, fiumi e laghi)
CRIOSFERACRIOSFERA(comprende ghiacciai, nevai
e ghiacci oceanici)BIOSFERABIOSFERA
(flora, fauna, attività umane)
LITOSFERALITOSFERA(struttura orografica della Terra, ha una
variazione nel tempo estremamente lenta)
Bisogna poi considerare la sorgente esterna di energia costituita dal SoleBisogna poi considerare la sorgente esterna di energia costituita dal Sole
INTERAZIONI ATMOSFERA-OCEANOINTERAZIONI ATMOSFERA-OCEANO
L’oceano e l’atmosfera interagiscono attraverso i flussi di calore e vapore acqueo che determinano la dinamica dei due fluidi
PRECIPITAZIONE-EVAPORAZIONEPRECIPITAZIONE-EVAPORAZIONE
LA CIRCOLAZIONE OCEANICALA CIRCOLAZIONE OCEANICA
La circolazione oceanica generale e’ descritta schematicamente dalla cosiddetta “conveyor belt”. La corrente del Golfo, giunta ai mari marginali, cede calore all’atmosfera e sprofonda nel fondo dell’oceano.
La corrente profonda collega le masse d’acqua degli
oceani. Il tempo di rimescolamento degli oceani
ha una scala temporale di circa 1000 anni.
EL NIEL NIÑÑOO
In normal, non-El Niño conditions
• Trade winds blow towards the west.• Sea surface is about 1/2 meter higher at Indonesia than at Ecuador. • SST is about 8 degrees C lower in the east supporting marine ecosystems fisheries. • West Pacific regions are wet while east Pacific is relatively dry.
During El Niño
• Trade winds relax in the western Pacific • Depression of the thermocline in the eastern Pacific and elevation of the thermocline in the west. • Rise in SST and a drastic decline in primary productivity. • Rainfall follows the warm water eastward, flooding in Peru and drought in Indonesia and Australia. • Large changes in the global atmospheric circulation.
WEST EAST
WEST EAST
EL NIEL NIÑÑOO
Normal ConditionsDecember 1993
El Niño (warm) ConditionsDecember 1997
La Niña (cold) ConditionsDecember 1998
INTERAZIONE ATMOSFERA-BIOSFERAINTERAZIONE ATMOSFERA-BIOSFERA
La vegetazione influenza il clima in diversi modiLa vegetazione influenza il clima in diversi modi
Gli alberi assorbono anidride carbonica (CO2), trattenendo il carbonio (C) dalla molecola di CO2 e rilasciando l’ossigeno (O2) in atmosfera. La biosfera contribuisce alla rimozione della CO2 dall’atmosfera.
FOTOSINTESIFOTOSINTESI
EVAPORAZIONEEVAPORAZIONE
Sulle aree ricoperte da foreste si ha una maggiore evaporazione poiché le radici degli alberi assorbono acqua dal terreno e la trasferiscono all’atmosfera sotto forma di vapore.
EQUILIBRIO RADIATIVOEQUILIBRIO RADIATIVO
Il potere riflettente della vegetazione (albedo) è inferiore a quello della terreno.
IL CICLO DEL CARBONIOIL CICLO DEL CARBONIO
SCAMBI DI COSCAMBI DI CO22 ATMOSFERA-OCEANO ATMOSFERA-OCEANO
CONCENTRAZIONI DI COCONCENTRAZIONI DI CO22
Variazione della concentrazione di CO2
atmosferico su varie scale temporali.
(a) Misure Dirette. (b) Ghiacci Antartici.
(c) Carotaggio del ghiaccio Antartico del Taylor Dome.
(d) Carotaggio del ghiaccio Antartico del Vostok.
(e, f) Concentrazioni dedotte con mteodi geochimici.
EFFETTO RADIATIVO DELLE NUBIEFFETTO RADIATIVO DELLE NUBI
Quindi, l’effetto delle nubi sul flusso radiativo netto e’ pari a di 17 Wm2, ovvero un effetto medio globale di raffreddamento dell’atmosfera.
• Si stima che le nubi aumentino, in media, il flusso uscente di radiazione solare di circa 48 Wm2 su scala globale.
• Le nubi causano un incremento dell’albedo (cloud albedo forcing).
• Le nubi causano effetto serra (cloud greenhouse forcing).
• Si stima che le nubi diminuiscano, in media, il flusso uscente di radiazione infrarossa di circa -31 Wm2 su scala globale.
L’EFFETTO DELLE NUBI SUL CLIMAL’EFFETTO DELLE NUBI SUL CLIMA
• Influenzano il bilancio radiativo terrestre attraverso lo scattering e
l’assorbimento della radiazione.
• Giocano un ruolo fondamentale nel bilancio idrico del pianeta.
• Considerate essere tra le maggiori cause di incertezza nelle simulazioni
climatiche di modelli numerici, dovute principalmente a:
la determinazione delle proprietà radiative delle nubi in modelli climatici: morfologia e microfisica.
simulazione adeguata dei feedbacks legati al mutamento delle proprietà delle nubi in simulazioni di cambiamento climatico.
CRESCITA PER DIFFUSIONE DI VAPORECRESCITA PER DIFFUSIONE DI VAPORE
La crescita diffusiva é limitata a poche decine (max centinaia) di metri al di sopra della base della nube
CCN
IL PROBLEMA DELLO SCAVENGINGIL PROBLEMA DELLO SCAVENGING
Un esempio di effetto indiretto dell’aerosol sul clima
GLI AEROSOLSGLI AEROSOLS
• Gli aerosols sono particelle liquide e solide sospese nell’aria.
• Essi variano largamente nello spazio e nel tempo.
• Apportano un effetto radiativo sia positivo che negativo.
• Influenzano il clima in maniera:
- diretta, per diffusione e assorbimento della radiazione solare e terrestre.
- indiretta, modificando le proprietà ottiche delle nubi.
(Deuzé et al., G.R.L.,1999)
Airborne aerosol particles Airborne aerosol particles can produce important scattering and absorption effects on the incoming solar radiation causing marked marked changes in Earth’s radiation changes in Earth’s radiation budgetbudget through their direct extinction effects.
In EuropeEurope and North North AmericaAmerica, where anthropic anthropic sourcessources of aerosols are intense, the columnar particulate matter content mainly consists of sulphates and some soot substances, presenting rather high values high values of AODof AOD at VIS and NIR wavelengths
Aerosol direct effects on the radiation balance
Aerosol from different sources is transportedtransported through the Mediterranean region following the prevailing circulation
TOMS image of August 25, 2000Aerosol Index from 0.5 (blue) to 2.5 (red)
SeaWiFS image of August 25, 2000
(NASA/GSFC and ORBIMAGE)
Anthropogenic pollution: the“Asian Brown
Cloud”
Model calculation of pollution transport from South Asia. Thunderstorms in the summer monsoon carry pollution to the Mediterranean at altitudes above 8-10 km (the upper troposphere). Part of this pollution can subsequently be transported into the stratosphere.
Image: MPI for Chemistry
Long-range pollution transport over the eastern Mediterranean Sea
““China’s Growing Deserts are Suffocating China’s Growing Deserts are Suffocating Korea”Korea” (Sunday NYTimes 14 April 2002)
SeaWiFs - Sea-viewing Wide Field of view Sensor
COS’E’ L’IPCCCOS’E’ L’IPCC
IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change): Comitato Intergovernativo per i Cambiamenti Climatici
L’IPCC è stato istituito nel 1988 dalla World Meteorological Organisation (WMO) e dallo United Nations Environment Programme (UNEP) allo scopo di fornire ai politici una valutazione scientifica della letteratura tecnico-scientifica e socio-economica disponibile in materia di cambiamenti climatici, impatti, adattamento, mitigazione.
Mandato
E’ un organo intergovernativo (e non di ricerca diretta) aperto a tutti i Paesi membri della WMO e dell’UNEP. Il ruolo principale dell’IPCC è quello di valutare scientificamente l’informazione tecnico-scientifica e socio-economica rilevante per comprendere il fenomeno del cambiamento climatico, i suoi possibili impatti e in particolare i rischi per l’uomo ad essi associati, nonché le eventuali misure di risposta di adattamento e mitigazione da mettere in atto.
Struttura organizzativaL’IPCC è strutturato in tre gruppi di lavoro (Working Group - WG) e una Task Force:•il Gruppo di lavoro I (WG I) sul sistema clima e sui cambiamenti climatici; •il Gruppo di lavoro II (WG II) sulla vulnerabilità dei sistemi naturali e socio-economici, gli impatti dei cambiamenti climatici e le opzioni di adattamento; •il Gruppo di lavoro III (WG III) sulla mitigazione dei cambiamenti climatici (vale a dire la riduzione delle emissioni dei gas effetto serra (Green House Gas - GHG); •la Task force sugli Inventari Nazionali dei gas effetto serra, responsabile del programma IPCC sugli Inventari Nazionali dei gas effetto serra.
IN BASE AL 4° RAPPORTO IPCCIN BASE AL 4° RAPPORTO IPCC
Le concentrazioni di CO2, CH4 e N2O sono
aumentate marcatamente a causa delle attività umane e sono oggi di gran lunga
superiori ai valori precedenti al 1750
La crescita di CO2 è dovuta principalmente ai
combustibili fossili e all’uso del territorio, mentre quella di CH4 e N2O è dovuti
prevalentemente alle attività agricole
IN BASE AL 4° RAPPORTO IPCCIN BASE AL 4° RAPPORTO IPCC
LE ATTUALI CONCENTRAZIONI DI GAS SERRA NON SONO IN LE ATTUALI CONCENTRAZIONI DI GAS SERRA NON SONO IN EQUILIBRIO CON LE EMISSIONIEQUILIBRIO CON LE EMISSIONI
tEN in
tNNout
N: numero di molecoleE: rateo di emissione (numero di molecole al secondo)t: tempo
= 1/T: probabilità di rimozione (al secondo)
outin NNN 0t
dtEN
dN
)1()( teE
tN
tempon
um
ero
mo
leco
le
La rapidità con cui la concentrazione di un composto “risponde” a variazioni nelle
emissioni è inversamente proporzionale alla sua “vita media”
EMISSIONE E CONCENTRAZIONEEMISSIONE E CONCENTRAZIONE
L’ESEMPIO DELLA CO2
……ABBIAMO, INOLTRE, MOLTE INFORMAZIONI SULLE EMISSIONIABBIAMO, INOLTRE, MOLTE INFORMAZIONI SULLE EMISSIONI
Fonte: UNEP-GEMSFonte: UNEP-GEMS
America settentrionale33,2%
Ex URSS14,1%
Europa occidentale26,1%
Europa orientale5,5%
Giappone3,7%
AustraliaNuova Zelanda
1,1%
PAESI INDUSTRIALIZZATI83,7%
PAESI IN VIA DI SVILUPPO16,3%
Brasile: 0,6% Restante America Latina: 3,2% Africa Sett. e Medio Oriente: 2,2% Restante Africa: 1,6% India: 1,6% Cina: 5,5% Restante Asia: 1,5%
……ABBIAMO, INOLTRE, MOLTE INFORMAZIONI SULLE EMISSIONIABBIAMO, INOLTRE, MOLTE INFORMAZIONI SULLE EMISSIONI
DA USI DI FONTI ENERGETICHE di cui 424,9 452,3 484,1
Industrie energetiche 147,4 160,8 170,4
termoelettrico 124,9 140 150,1
raffinazione (consumi diretti) 18,0 17,4 19,2
altro 4,5 3,4 1,1
Industria manifatturiera e costruzioni 85,5 77,9 80,2
Trasporti 103,5 124,7 142,2
Civile (incluso terziario e Pubbl. Amm.ne) 70,2 72,1 74,1
Agricoltura 9,0 9,0 9,6
Altro (fughe, militari, aziende di distribuzione) 9,3 7,8 7,6
DA ALTRE FONTI 96,1 94,5 95,6
Processi industriali (industria mineraria, chimica,) 35,9 33,9 30,4
Agricoltura 43,4 42,6 41,0
Rifiuti 13,7 14,2 7,5
Altro (solventi, fluorurati) 3,1 3,8 16,7
TOTALE 521,0 546,8 579,8
Emissioni CO2 Italia 1990 – 2000 – 2010 in Mt CO2 equivalenti. Stime 2010 fatte nel 2001,
assumendo assenza di interventi legislativi
NOTIZIE SULL’EVOLUZIONE DEL CLIMA DEL PASSATONOTIZIE SULL’EVOLUZIONE DEL CLIMA DEL PASSATO
DATI STRUMENTALIDATI STRUMENTALI
•Ricostruzione più precisaRicostruzione più precisa delle variazioni a breve termine (dopo omogeneizzazione!)
•Limitati nel tempoLimitati nel tempo (le serie sono disponibili da quando esistono gli strumenti)
Adatti per studiare le variazioni climatiche variazioni climatiche a breve e medio terminea breve e medio termine
PROXY DATAPROXY DATA
•Permettono di risalire al clima in epoche remoteepoche remote
•Hanno un’incertezza maggioremaggiore dei dati strumentali
Adatti per studiare le variazioni climatiche a variazioni climatiche a lungo periodolungo periodo (fino a scale geologiche)
……E ALCUNE DELLE SUE CONSEGUENZEE ALCUNE DELLE SUE CONSEGUENZE
Snow cover decrease
Sea ice extent anomaly
……I GHIACCIAII GHIACCIAI
……I MARII MARI
TEMPERATURETEMPERATURE
QUINDI….QUINDI….
Alla luce dei precedenti elementi, rispetto ai quali praticamente nessuno ha riserve significative,
sembrerebbe non esservi spazio per alcun dubbio sull’importanza del riscaldamento di natura antropica
Tuttavia, purtroppo, la questione non è così semplice in quanto vi sono molti aspetti ancora poco conosciuti
NON SOLO GAS SERRANON SOLO GAS SERRA
Un primo aspetto è che, accanto ai gas-serra, vi sono numerosi altri fattori, di carattere sia naturale che antropico, in grado di influenzare il bilancio energetico del nostro Pianeta. Uno dei più importanti è costituto dagli aerosol atmosferici. Il loro effetto è molto difficile da quantificare in quanto, oltre ad interagire direttamente con la radiazione, essi hanno anche importanti conseguenze sulla formazione delle nubi.
COME SI VALUTA IL PROBLEMA?COME SI VALUTA IL PROBLEMA?
Gas-serra Altri fattoriAerosol
Modello di bilancio radiativo (energetico) del Sistema Terra
Effetti per ogni singolo fattore (W/m2) – Forcing radiativo
Forcing radativo gas-serra (W/m2)Forcing radiativo aerosol (W/m2)
Forcing radiativo altri fattori (W/m2)
DAL 4° RAPPORTO IPCCDAL 4° RAPPORTO IPCC
Tutti i valori sono espressi rispetto all’anno 1750
FEED-BACKSFEED-BACKS
Purtroppo anche se disponessimo di stime affidabili dei contributi di tutti i fattori in grado di influire sul bilancio energetico del Sistema Terra, le nostre valutazioni relative ad eventuali cambiamenti climatici sarebbero comunque affette da significative incertezze. Infatti,
1) Non conosciamo la sensibilità del Sistema (cioè non sappiamo quantificare la risposta del Sistema ad una forzante, questo a causa dei feed-backs). 2) Non sappiamo quali sono le scale temporali coinvolte (cioè non sappiamo dopo quanto tempo il Sistema va in equilibrio con un’eventuale forcing).
STIAMO CERCANDO DI MIGLIORARCI….STIAMO CERCANDO DI MIGLIORARCI….
SCENARISCENARI
Uno SCENARIO è la descrizione di un possibile futuro conseguenza di una successione di eventi stabiliti a priori.
NON È UNA PREVISIONE, ma fornisce un largo spettro di possibili situazioni.
Sono costituiti da una parte narrativa o storyline nella quale vengono definite diverse condizioni indicanti vari indici di sviluppo economico e ambientale e la loro ipotetica variazione futura.
Sulla base di queste condizioni di sviluppo, si stimano i tassi di emissione in atmosfera dei gas serra prodotti dai processi produttivi e, da questi, la loro concentrazione in atmosfera.
L’IPCC ha pubblicato nel 2000 uno Special Report on Emission Scenarios (SRES) nel quale viene proposta una rosa di ipotesi per quanto riguarda le emissioni di gas serra legate a diversi modelli di sviluppo economico, politico, demografico e tecnologico.
Questi sono nuovi scenari rispetto a quello classico proposto nel dallo stesso IPCC nel 1992 (IS92) nel quale la forzante generale era un incremento annuo della concentrazione di CO2 pari all’1%.
SCENARISCENARI
SCENARISCENARI
Scenari AA1: - rapida crescita economica, bassa crescita demografica, nuove tecnologie, convergenze di regioni, aumentato sviluppo delle potenzialità, interazioni sociali e culturali, meno differenze regionali in reddito pro capita. La tecnologia si divide in: A1FI: combustibile fossile sistema energia intensivo; A1T: combustibile non-fossile sistema energia intensivo; A1B: nessuna unica fonte di energia.A2: - economia autosufficiente, conservazione di identità locali, mondo molto eterogeneo. Lentissima convergenza regionale di modelli di fertilità, che risulta in un’espansione demografica alta. Sviluppo economico regionale, crescita economica pro capita e cambiamenti tecnologici più frammentati e più lenti.Scenari B B1: - economia basata su servizi ed informazioni, tecnologia pulita, e soluzioni globali. Un mondo convergente con il lento aumento demografica e cambi rapidi in strutture economiche, con decrementi in intensità di materiale, e tecnologie pulite e risorsa-efficienti. Soluzioni globali alla sostenibilità economica, sociale ed ambientale, più equità sociali ma senza iniziative di clima supplementari.B2: come B1 ma con soluzioni locali, aumento di popolazione, e meno tecnologia. Soluzioni locali alla sostenibilità economica, sociale, ed ambientale. Moderata crescita di popolazione, e dello sviluppo economico. Cambiamenti tecnologici meno rapidi e più diversi. Protezione ambientale ed equità sociale.
LE PRECIPITAZIONILE PRECIPITAZIONI
Le precipitazioni molto probabilmente Le precipitazioni molto probabilmente aumentanoaumentano nelle zone polari e subpolari nelle zone polari e subpolari
Probabilmente Probabilmente diminuisconodiminuiscono nelle zone tropicali nelle zone tropicali
COSA DICE IL 4° RAPPORTO IPCCCOSA DICE IL 4° RAPPORTO IPCC
Rispetto al TAR i risultati dei modelli climatici risultano più affidabili.
Le proiezioni prevedono un riscaldamento durante il XXI secolo maggiore di quello osservato nel XX secolo. La temperatura media superficiale potrebbe crescere, da oggi al 2100, in un range, dipendente dagli scenari applicati e dai modelli usati, tra 1,1 °C a 6,4 °C.
Le proiezioni per l’innalzamento del livello marino (sempre al 2100) prevedono un range di 0,19 – 0,58 m, dipendente dagli scenari applicati e dai modelli usati. Inoltre, l’aumento di concentrazione atmosferica di CO2 causerà un aumento nell’acidificazione degli oceani.
Il ghiaccio marino dovrebbe ridursi ancora di più nell’Artico e nell’Antartide nel corso di questo secolo.
Sarà molto probabile che le onde di calore e gli eventi di intensa precipitazione diventino più frequenti. Inoltre, i cicloni tropicali dovrebbero diminuire annualmente di numero, ma diventare più intensi.
La circolazione termoalina dell’Oceano Atlantico, potrebbe rallentare nel XXI secolo, ma non dovrebbe subire blocchi.
A causa delle scale temporali lunghe che caratterizzano la circolazione globale degli oceani, i cambiamenti climatici causati dai gas-serra avranno un effetto a lungo termine (molti secoli) sul sistema climatico globale.
Purtroppo, al di là di tutte le informazioni solide che abbiamo, i media danno spesso enfasi solo alle proiezioni che sono, come abbiamo già visto, affette da grandi incertezze
……E PER IL FUTURO?E PER IL FUTURO?
Intervenire sulle emissioni o aspettare di sciogliere ogni riserva?
I limiti degli scenari per il futuro fanno sì che sia molto difficile utilizzare uno schema come il
seguente che sarebbe il “sogno” di ogni decisore
……E PER IL FUTURO?E PER IL FUTURO?
… ma dobbiamo comunque decidere …
Gli aspetti per i quali disponiamo di conoscenze consolidate sono:
Conosciamo le dinamiche del bilancio energetico del Sistema Terra, siamo consapevoli dell’importanza del ruolo dei gas-serra e sappiamo quali sono le nazioni
ed i comparti che causano le maggiori emissioni;
Sappiamo che le concentrazioni atmosferiche di alcuni importanti gas-serra sono in forte aumento per effetto delle emissioni antropiche;
Sappiamo che la temperatura del Pianeta è significativamente aumentata nell’ultimo secolo, con un trend più forte negli ultimi decenni.
L’aspetto più problematico è:
Non siamo ancora in grado di modellizzare in modo del tutto efficace il Sistema climatico e pertanto non siamo in grado di rispondere in modo quantitativo a molte importanti domande sull’entità del contributo antropico al riscaldamento presente e
a quello futuro
……QUINDI?QUINDI?
Come dobbiamo comportarci?
… qui la parola passa ai decisori …
“Policy Makers”
Tenendo presente che il principio di precauzione è sempre una valida strategia in caso di incertezza
……E PER L’ITALIA?E PER L’ITALIA?
LA TEMPERATURA È CRESCIUTA: di 1.7 °C negli ultimi due secoli
di 1.4 °C negli ultimi 50 anni
E IN ITALIAE IN ITALIA
TMED TMAX TMIN
Y
Sp
W
S
A
1816
1816
2003
2003
2003 2003
ANOMALIA ESTATE 2003(RISPETTO ALLA MEDIA 1961-1990)
TMAX +4.8°TMIN +4.0°
1816L’ANNO SENZA ESTATE
Aprile 1815 esplosione del Tambora (Indonesia)
150-180 km3 di materiale in atmosfera[eruzione Krakatoa (1883) 20 km3 di materiale]
TREND POSITIVO DELLE TEMPERATURETREND POSITIVO DELLE TEMPERATURE
TEMPERATURE MINIME TEMPERATURE MASSIME
1865-2003
DTR
1950-2003
DTR
TEMPERATURE MINIME TEMPERATURE MASSIME
+1.0k/100yA LIVELLO NAZIONALE
ANALISI DELLE VARIAZIONI CLIMATICHE IN ITALIAANALISI DELLE VARIAZIONI CLIMATICHE IN ITALIA
TREND NEGATIVO DELLE PRECIPITAZIONITREND NEGATIVO DELLE PRECIPITAZIONI
-5%/100yA LIVELLO NAZIONALE
ANALISI DELLE VARIAZIONI CLIMATICHE IN ITALIAANALISI DELLE VARIAZIONI CLIMATICHE IN ITALIA
SENSIBILE DIMINUZIONE DEL NUMERO DI GIORNI PIOVOSISENSIBILE DIMINUZIONE DEL NUMERO DI GIORNI PIOVOSI
-10%/100yA LIVELLO NAZIONALE
ANALISI DELLE VARIAZIONI CLIMATICHE IN ITALIAANALISI DELLE VARIAZIONI CLIMATICHE IN ITALIA
AUMENTO DELL’INTENSITÀ (mm per giorno piovoso)AUMENTO DELL’INTENSITÀ (mm per giorno piovoso)
+5%/100yA LIVELLO NAZIONALE
ANALISI DELLE VARIAZIONI CLIMATICHE IN ITALIAANALISI DELLE VARIAZIONI CLIMATICHE IN ITALIA
AUMENTO AUMENTO DEL CONTRIBUTO RELATIVODEGLI EVENTI INTENSI EVENTI INTENSI ALLE PIOGGE TOTALI
NORD
SUD
DIMINUZIONE DIMINUZIONE DEL CONTRIBUTO RELATIVODEGLI EVENTI DEBOLI EVENTI DEBOLI ALLE PIOGGE TOTALI
NORD
SUD
APPORTO RELATIVO DELLE DIVERSE CATEGORIE DI INTENSITÀ ALLE PRECIPITAZIONI TOTALI
ANALISI DELLE VARIAZIONI CLIMATICHE IN ITALIAANALISI DELLE VARIAZIONI CLIMATICHE IN ITALIA
FREQUENZA DEGLI EVENTI DELLEDIVERSE CATEGORIE DI INTENSITÀ
DIMINUZIONE DIMINUZIONE DELLA FREQUENZA DEGLIEVENTI DEBOLIEVENTI DEBOLI
NORD
SUD
NORD
SUD
AUMENTO AUMENTO DELLA FREQUENZA DEGLIEVENTI INTENSIEVENTI INTENSI
ANALISI DELLE VARIAZIONI CLIMATICHE IN ITALIAANALISI DELLE VARIAZIONI CLIMATICHE IN ITALIA
ANALISI DELLE VARIAZIONI CLIMATICHE IN ITALIAANALISI DELLE VARIAZIONI CLIMATICHE IN ITALIA
DIMINUZIONE DELLA COPERTURA NUVOLOSADIMINUZIONE DELLA COPERTURA NUVOLOSA
AUMENTO DELLA PRESSIONE AL LIVELLO DEL MAREAUMENTO DELLA PRESSIONE AL LIVELLO DEL MARESUL BACINO DEL MEDITERRANEOSUL BACINO DEL MEDITERRANEO
……NEGLI ULTIMI 50 ANNINEGLI ULTIMI 50 ANNI
CIÒ GIUSTIFICA L’AUMENTO DEL DTR NEL MEDESIMO PERIODO
OLTRE ALL’AUMENTO DEL GRDIENTE SUD-NORD, SI È VERIFICATO UN AUMENTO NELLA DIFFERENZA TRA LA PRESSIONE DEL BACINO
OCCIDENTALE E DI QUELLO ORIENTALE DEL MEDITERRANEO, CIÒ A SUPPORTO DELL’IPOTESI DI MAGGIOR FREQUENZA E PERSISTENZA DI
ANTICICLONI SUL MEDITERRANEO CENTRO-OCCIDENTALE
LE TAPPE PIU’ IMPORTANTILE TAPPE PIU’ IMPORTANTI
1979: 1979: prima Conferenza mondiale sul climaprima Conferenza mondiale sul clima1988: 1988: constituzione dell'IPCCconstituzione dell'IPCC (Gruppo di esperti intergovernativo sull'evoluzione dell (Gruppo di esperti intergovernativo sull'evoluzione dell
clima)clima)1990: 1990: primo Rapporto di valutazione dell'IPCCprimo Rapporto di valutazione dell'IPCC1990: secondo Conferenza mondiale sul clima1990: secondo Conferenza mondiale sul clima19901990: : IPCC First Assessment ReportIPCC First Assessment Report1992: Vertice della Terra di Rio de Janeiro1992: Vertice della Terra di Rio de Janeiro Convenzione sul climaConvenzione sul clima1995: secondo Rapporto di valutazine dell'IPCC1995: secondo Rapporto di valutazine dell'IPCC
dal 1995: conferenza annuale delle Parti della Convenzione sul clima (COP):dal 1995: conferenza annuale delle Parti della Convenzione sul clima (COP):
1995: COP1: Berlino1995: COP1: Berlino19961996: : IPCC Second Assessment ReportIPCC Second Assessment Report1996: COP2: Ginevra1996: COP2: Ginevra1997: COP3: Kyoto 1997: COP3: Kyoto Protocollo di KyotoProtocollo di Kyoto1998: COP4: Buenos Aires1998: COP4: Buenos Aires1999: COP5: Bonn1999: COP5: Bonn2000: COP6: L'Aia2000: COP6: L'Aia20012001: : IPCC Third Assessment ReportIPCC Third Assessment Report2001: COP6 bis: Bonn2001: COP6 bis: Bonn2001: COP7: Marrakesch2001: COP7: Marrakesch2002: COP8: Nuova Dehli2002: COP8: Nuova Dehli2003:2003: COP9: MilanoCOP9: Milano2004: COP10: Buenos Aires2004: COP10: Buenos Aires16 Febbraio 2005: 16 Febbraio 2005: Entrata in vigore del Protocollo di KyotoEntrata in vigore del Protocollo di Kyoto2005: COP 11: Montreal2005: COP 11: Montreal2006: COP 12: Nairobi (6-17 Novembre)2006: COP 12: Nairobi (6-17 Novembre)2007: 2007: IPCC Forth Assessment ReportIPCC Forth Assessment Report