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IL PIANETA CHE SCOTTAIL PIANETA CHE SCOTTAParte 2 – Capire il dibattitoParte 2 – Capire il dibattitosui cambiamenti climaticisui cambiamenti climatici

Addedum alla lezione 6 del corso di Addedum alla lezione 6 del corso di "Ecologia ed educazione ambientale" "Ecologia ed educazione ambientale" tenuto da Luca Fioranitenuto da Luca Fiorani

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AtmosferaAtmosfera

PPaarraammeettrroo SSttrruummeennttoo ddii mmiissuurraa UUnniittàà ddii mmiissuurraa

PPrreessssiioonnee BBaarroommeettrroo PPaa,, mmbbaarr ((11 bbaarr == 110055 PPaa))

TTeemmppeerraattuurraa TTeerrmmoommeettrroo KK,, °°CC ((TT[[°°CC]] == TT[[KK]] -- 227733..1155))

UUmmiiddiittàà IIggrroommeettrroo,, ppssiiccrroommeettrroo gg//KKgg,, %%

VVeelloocciittàà ddeell vveennttoo AAnneemmoommeettrroo mm ss--11

QQuuaannttiittàà ddeellllee pprreecciippiittaazziioonnii PPlluuvviioommeettrroo mmmm

• Strato sottile ma Strato sottile ma indispensabile alla vitaindispensabile alla vita

• Costituita dall’Costituita dall’ariaaria, miscela di gas (N, miscela di gas (N22, O, O22 e e gas traccia), particelle e aerosol (Hgas traccia), particelle e aerosol (H22O)O)

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Pressione atmosfericaPressione atmosferica

• Diminuisce con Diminuisce con l’altitudine l’altitudine in in maniera continuamaniera continua

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Temperatura atmosfericaTemperatura atmosferica

• Varia con Varia con l’altitudine l’altitudine individuando individuando quattro stratiquattro strati

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Tempo meteorologico e Tempo meteorologico e climaclima• Tempo meteorologicoTempo meteorologico

Stato dell’atmosfera in un dato luogo e in Stato dell’atmosfera in un dato luogo e in un dato momentoun dato momento

• ClimaClimaCombinazione delle condizioni Combinazione delle condizioni meteorologiche prevalenti per lunghi meteorologiche prevalenti per lunghi periodi (30 anni)periodi (30 anni)

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Esempi di climaEsempi di clima

• Precipitazioni (barre) e temperatura Precipitazioni (barre) e temperatura (rombi) in un (rombi) in un clima tropicale deserticoclima tropicale desertico (Tindouf, Algeria) e in un (Tindouf, Algeria) e in un clima tropicale clima tropicale della foresta pluvialedella foresta pluviale (Iquitos, Perù) (Iquitos, Perù)

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Esempi di climaEsempi di climaPPaarraammeettrroo VVaalloorree aa TTiinnddoouuff,,

AAllggeerriiaa ((cclliimmaa ttrrooppiiccaallee ddeesseerrttiiccoo))

VVaalloorree aa IIqquuiittooss,, PPeerrùù ((cclliimmaa ttrrooppiiccaallee ddeellllaa ffoorreessttaa pplluuvviiaallee))

LLaattiittuuddiinnee 2277..77°° NN 33..44°° SS

LLoonnggiittuuddiinnee 88..11°° WW 7733..22°° WW

MMeeddiiaa aannnnuuaallee ddeellllaa tteemmppeerraattuurraa

2222..88 °°CC 2266..11 °°CC

EEssccuurrssiioonnee tteerrmmiiccaa aannnnuuaallee

2211..22 °°CC 11..44 °°CC

PPrreecciippiittaazziioonnii aannnnuuaallii 4444 mmmm 22887788 mmmm

PPrreecciippiittaazziioonnii eessttiivvee 1122 mmmm 11558833 mmmm

PPrreecciippiittaazziioonnii iinnvveerrnnaallii 3322 mmmm 11229955 mmmm

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Dinamica del climaDinamica del clima

• La dinamica del clima è provocata La dinamica del clima è provocata dall’dall’energiaenergia solaresolare, assorbita in modo , assorbita in modo diverso da un punto all’altro della Terradiverso da un punto all’altro della Terra

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Circolazione atmosfericaCircolazione atmosferica

• La La circolazione circolazione atmosferica atmosferica generalegenerale concorre concorre all’equilibrio all’equilibrio energeticoenergetico

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Circolazione oceanicaCircolazione oceanica

• La La circolazione circolazione termoalinatermoalina concorre concorre all’equilibrio all’equilibrio energeticoenergetico

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Nuova definizione di climaNuova definizione di clima

• ClimaClimaStato di equilibrio tra il flusso di energia in Stato di equilibrio tra il flusso di energia in entrata e in uscitaentrata e in uscita

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Dati climaticiDati climatici

• Numerosi Numerosi dati climatici dati climatici sono raccolti da sono raccolti da strumenti strumenti a terra o su palloni, aerei e a terra o su palloni, aerei e satellitisatelliti

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Dati climaticiDati climatici

• Grazie ai Grazie ai dati climatici dati climatici è possibile è possibile osservare la osservare la storia del climastoria del clima

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Dati paleoclimaticiDati paleoclimatici

• Analizzando l’Analizzando l’aria aria intrappolata nei intrappolata nei ghiacci ghiacci o osservando o osservando gli gli anelli di anelli di accrescimento degli accrescimento degli alberi alberi è possibile è possibile ricostruire i dati ricostruire i dati climatici quando non climatici quando non esistevano strumentiesistevano strumenti

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Dati paleoclimaticiDati paleoclimatici

• Grazie ai Grazie ai dati dati paleoclimatici paleoclimatici è è possibile ricostruire possibile ricostruire l’l’evoluzione del evoluzione del climaclima

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Evoluzione del climaEvoluzione del clima• 500 milioni di anni fa (cambriano)500 milioni di anni fa (cambriano), il clima era , il clima era

caldo e privo di ghiaccicaldo e privo di ghiacci• 300 milioni di anni fa (permiano)300 milioni di anni fa (permiano), la parte , la parte

meridionale di Pangea era ricoperta da ghiaccimeridionale di Pangea era ricoperta da ghiacci• 150 milioni di anni fa (giurassico)150 milioni di anni fa (giurassico), il clima era , il clima era

caldo e le calotte polari assenti (foreste)caldo e le calotte polari assenti (foreste)• 25 milioni di anni fa (paleogene)25 milioni di anni fa (paleogene), la , la

temperatura è calata repentinamente temperatura è calata repentinamente (praterie)(praterie)

• Durante l’Durante l’ultimoultimo milione di anni (quaternario)milione di anni (quaternario) si si sono susseguiti quattro periodi glacialisono susseguiti quattro periodi glaciali

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Storia del climaStoria del clima• 8000 aC8000 aC, termina l’ultimo breve episodio glaciale, termina l’ultimo breve episodio glaciale• 5500 – 2600 aC5500 – 2600 aC, il clima è caldo, il clima è caldo• 2600 – 1400 aC2600 – 1400 aC, il clima è arido, il clima è arido• 1400 – 300 aC1400 – 300 aC, il clima è fresco e umido, il clima è fresco e umido• 300 aC – 800300 aC – 800, l’aridità spinge i nomadi dall’Asia , l’aridità spinge i nomadi dall’Asia

all’Europaall’Europa• 800 – 1200800 – 1200, periodo caldo, periodo caldo• 1200 – 14001200 – 1400, instabilità climatica tendente al , instabilità climatica tendente al

freddofreddo• 1400 – 18501400 – 1850, “piccola era glaciale”, “piccola era glaciale”• 1850 – oggi1850 – oggi, la temperatura aumenta, la temperatura aumenta

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Cambiamenti recenti del Cambiamenti recenti del climaclima• Riduzione Riduzione della calotta polare articadella calotta polare artica

1979

2003

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Capire il passato…Capire il passato…

• Le misure Le misure sperimentali sono sperimentali sono affette da affette da errori errori sistematici e sistematici e statisticistatistici

• Esempio: Esempio: misura misura della clorofilla-adella clorofilla-a con con lidar fluorosensore e lidar fluorosensore e radiometro radiometro satellitare satellitare

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… … per capire il presenteper capire il presente

• La discrepanza La discrepanza media è dell’ordine media è dell’ordine del del 25 – 50%25 – 50%

• I dati del I dati del radiometro radiometro satellitare possono satellitare possono essere essere calibraticalibrati con con le misure del lidar le misure del lidar fluorosensorefluorosensore

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CorrelazioniCorrelazioni

• La temperatura della La temperatura della troposfera troposfera diminuiscediminuisce

• La temperatura della La temperatura della stratosfera stratosfera aumentaaumenta

• Esiste una Esiste una correlazione tra correlazione tra eruzioni vulcaniche eruzioni vulcaniche e e temperaturatemperatura

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Una parentesi vulcanicaUna parentesi vulcanica• Misure Misure lidar lidar del pennacchiodel pennacchio dell’dell’EtnaEtna

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Una parentesi vulcanicaUna parentesi vulcanica• 14 luglio 200814 luglio 2008

LidarLidar

Summit of Mount EtnaSummit of Mount Etna

PlumePlume

10 km10 km

Laser beamLaser beam

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Una parentesi vulcanicaUna parentesi vulcanica• Il lidar è montato in un Il lidar è montato in un laboratorio mobilelaboratorio mobile

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Una parentesi vulcanicaUna parentesi vulcanica• Segnale lidarSegnale lidar

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Una parentesi vulcanicaUna parentesi vulcanica• Carico di aerosolCarico di aerosol

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Una parentesi vulcanicaUna parentesi vulcanica• Carico di aerosolCarico di aerosol

Strato limite planetario

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Una parentesi vulcanicaUna parentesi vulcanica• Carico di aerosolCarico di aerosol

Strato limite planetario

Troposfera libera

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Una parentesi vulcanicaUna parentesi vulcanica• Carico di aerosolCarico di aerosol

Strato limite planetario

Troposfera libera

Pennacchio

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CorrelazioniCorrelazioni

• Esiste una correlazione tra Esiste una correlazione tra gas serra gas serra e e temperatura troposfericatemperatura troposferica

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CorrelazioniCorrelazioni

• Esiste una correlazione tra Esiste una correlazione tra temperatura temperatura oceanica oceanica e e potere distruttivo degli uraganipotere distruttivo degli uragani

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Casualità o causalità?Casualità o causalità?

• La La correlazione tra correlazione tra fenomenifenomeni, da sola, , da sola, non dimostra non dimostra l’esistenza di un l’esistenza di un nesso causale nesso causale tra tra loroloro

• Se i nessi esistono, Se i nessi esistono, la la situazione è seriasituazione è seria

• Come capire Come capire se i se i nessi esistononessi esistono??

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Rottura dell’equilibrioRottura dell’equilibrio

• Se un sistema dinamico è allontanato di poco dal punto di equilibrio, Se un sistema dinamico è allontanato di poco dal punto di equilibrio, tenderà a tornarcitenderà a tornarci

• Se un sistema dinamico è allontanato di molto dal punto di equilibrio, Se un sistema dinamico è allontanato di molto dal punto di equilibrio, tenderà ad abbandonarlo con conseguenze imprevedibili tenderà ad abbandonarlo con conseguenze imprevedibili (soprattutto (soprattutto se è complesso e non lineare)se è complesso e non lineare)

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Affrontare la complessità…Affrontare la complessità…

• L’evoluzione del clima L’evoluzione del clima è il risultato della è il risultato della complessa relazionecomplessa relazione tratra atmosfera, atmosfera, idrosfera, geosfera, idrosfera, geosfera, biosfera e Solebiosfera e Sole

• Dalla rivoluzione Dalla rivoluzione industriale industriale si è si è aggiunta l’influenza aggiunta l’influenza delldell’uomo’uomo!!

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… … con i modelli climaticicon i modelli climatici

• Scomposizione del Scomposizione del “Sistema Terra”“Sistema Terra” in in sottosistemisottosistemi e e processiprocessi

• Ricostruzione della Ricostruzione della complessità del reale complessità del reale attraverso attraverso sistemi di sistemi di equazioni risolte equazioni risolte numericamente con numericamente con potenti computerpotenti computer

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Cause antropiche di Cause antropiche di evoluzione?evoluzione?• L’uomo sta cambiando il clima?L’uomo sta cambiando il clima?

• Ovvero:Ovvero:11 – Il clima sta – Il clima sta cambiandocambiando??22 – L’uomo – L’uomo contribuiscecontribuisce a tale a tale cambiamento?cambiamento?

• L’L’IPCCIPCC (fondato nel 1988 da UNEP e WMO, (fondato nel 1988 da UNEP e WMO, Nobel per la pace nel 2007) ha pubblicato Nobel per la pace nel 2007) ha pubblicato quattro rapporti (quattro rapporti (1990, 1995, 2001 e 1990, 1995, 2001 e 20072007) per rispondere a queste domande) per rispondere a queste domande

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Il clima sta cambiando!Il clima sta cambiando!• Dal 1861 al 2000 la Dal 1861 al 2000 la temperaturatemperatura del pianeta del pianeta

è aumentata di 0.6 ± 0.2 °Cè aumentata di 0.6 ± 0.2 °C• Negli ultimi decenni, sono aumentati Negli ultimi decenni, sono aumentati

precipitazioniprecipitazioni ed ed eventi climatici estremieventi climatici estremi• Dalla fine degli anni ’60, la Dalla fine degli anni ’60, la copertura nevosa copertura nevosa

terrestreterrestre si è ridotta di circa il 10% si è ridotta di circa il 10%• Nell’ultimo secolo il Nell’ultimo secolo il livello del marelivello del mare si è si è

innalzato di 0.15 ± 0.05 minnalzato di 0.15 ± 0.05 m• Dagli anni ’70, si hanno indizi di cambiamenti Dagli anni ’70, si hanno indizi di cambiamenti

nella nella circolazione atmosferica e oceanicacircolazione atmosferica e oceanica

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I gas serra aumentano!I gas serra aumentano!

GasGas Formula/SiglaFormula/SiglaConcentrazione:Concentrazione:

preindustrialepreindustrialeoggioggi

SorgenteSorgente

Anidride Anidride carbonicacarbonica

COCO22280 ppm280 ppm380 ppm380 ppm

Centrali, Centrali, industrie, autoindustrie, auto

MetanoMetano CHCH440.700 ppm0.700 ppm1.800 ppm1.800 ppm

Allevamenti, Allevamenti, discarichediscariche

Protossido di Protossido di azotoazoto

NN22OO0.270 ppm0.270 ppm0.320 ppm0.320 ppm

Centrali, Centrali, concimi, autoconcimi, auto

IdrofluorocarbuIdrofluorocarburiri HFCHFC ~ 0~ 0

decine di pptdecine di ppt RefrigerazioneRefrigerazione

PerifluorocarburPerifluorocarburii

PFCPFC ~ 0~ 0decine di pptdecine di ppt RefrigerazioneRefrigerazione

Esafluoruro di Esafluoruro di zolfozolfo

SFSF66~ 0~ 0

decine di pptdecine di pptProcessi Processi

industrialiindustriali

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Effetto serraEffetto serra

• La radiazione solare (visibile) attraversa la serra e La radiazione solare (visibile) attraversa la serra e riscalda il suoloriscalda il suolo

• La radiazione riemessa da suolo (infrarossa) La radiazione riemessa da suolo (infrarossa) è assorbita dalla serra che è assorbita dalla serra che si riscaldasi riscalda

• L’atmosfera funziona come una serra L’atmosfera funziona come una serra tanto più fortemente quanti più tanto più fortemente quanti più gas serra contienegas serra contiene

SerrSerraa

SuolSuoloo

Radiazione dal suolo Radiazione dal suolo (infrarossa)(infrarossa)

Radiazione solare Radiazione solare (visibile)(visibile)

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C’è un nesso causale?C’è un nesso causale?

• La maggior parte degli scienziati pensa di La maggior parte degli scienziati pensa di sì, sulla base di sì, sulla base di modelli matematicimodelli matematici che ci che ci permettono di permettono di affrontare la complessitàaffrontare la complessità

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Conclusioni scientificheConclusioni scientifiche

• Alcuni equilibri del pianeta sono Alcuni equilibri del pianeta sono molto molto delicatidelicati

• La La temperatura temperatura è in aumentoè in aumento

• L’uomo ha incrementato i L’uomo ha incrementato i gas serragas serra

• Molto probabilmente c’è un Molto probabilmente c’è un nesso nesso tra tra incremento di gas serra e aumento della incremento di gas serra e aumento della temperaturatemperatura

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Dalla scienza alla eticaDalla scienza alla etica

• Il problema si sposta Il problema si sposta dal piano scientifico a dal piano scientifico a quello etico: quello etico: considerata l’elevata considerata l’elevata probabilità che l’uomo probabilità che l’uomo stia cambiando il stia cambiando il clima, clima, è il caso che sia è il caso che sia adottato un modello adottato un modello di sviluppo diversodi sviluppo diverso da da quello attuale?quello attuale?

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Principio di precauzionePrincipio di precauzione

• ““In tutte le attività In tutte le attività dell’uomo connesse dell’uomo connesse con la natura e le con la natura e le generazioni future, generazioni future, è è necessario usare le necessario usare le dovute precauzioni dovute precauzioni affinché non siano affinché non siano procurati danniprocurati danni, , soprattutto se a lungo soprattutto se a lungo termine o irreversibili”termine o irreversibili”

United Nations Framework Convention on Climate Change, Rio de United Nations Framework Convention on Climate Change, Rio de Janeiro 1992Janeiro 1992

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Principio di responsabilitàPrincipio di responsabilità

• ““Tutti i Paesi sono Tutti i Paesi sono responsabili, tuttavia responsabili, tuttavia tale responsabilità è tale responsabilità è differentedifferente sia per sia per motivi storici, sia in motivi storici, sia in relazione alle relazione alle condizioni di sviluppo condizioni di sviluppo e alla capacità di e alla capacità di perturbare perturbare l’ambiente”l’ambiente”

United Nations Framework Convention on Climate Change, Rio de United Nations Framework Convention on Climate Change, Rio de Janeiro 1992Janeiro 1992

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Principio di equitàPrincipio di equità

• ““Tutti i paesi Tutti i paesi partecipano alle partecipano alle decisionidecisioni, cooperano , cooperano per attuarle e per attuarle e devono raggiungere devono raggiungere un consenso su loro un consenso su loro priorità e attuazione priorità e attuazione per la salvaguardia per la salvaguardia delle generazioni delle generazioni presenti e future”presenti e future”

Principio base di tutti i trattati delle Nazioni UnitePrincipio base di tutti i trattati delle Nazioni Unite

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Altri principi di etica Altri principi di etica ambientaleambientale• Di uguaglianzaDi uguaglianza –– Equo accesso alle risorse Equo accesso alle risorse

a tutte le persone, presenti e futurea tutte le persone, presenti e future

• Di responsabilitàDi responsabilità –– Le conseguenze della Le conseguenze della decisione di un soggetto ricadono su altri decisione di un soggetto ricadono su altri soggettisoggetti

• Relazionale Relazionale –– La persona è in relazione con La persona è in relazione con le altre persone e con la natura: la scarsità le altre persone e con la natura: la scarsità di risorse può causare conflittidi risorse può causare conflitti

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Altri principi di etica Altri principi di etica ambientaleambientale• Della curaDella cura – Disporsi nei confronti – Disporsi nei confronti

dell’ambiente con un atteggiamento di dell’ambiente con un atteggiamento di cura, cioè di relazione con la natura che cura, cioè di relazione con la natura che suppone attenzione, coinvolgimento e suppone attenzione, coinvolgimento e premurapremura

• Di solidarietàDi solidarietà – Promuovere la – Promuovere la cooperazione su progetti comuni per cooperazione su progetti comuni per l’ambiente (solidarietà con le persone l’ambiente (solidarietà con le persone presenti e future)presenti e future)

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Capire il dibattito sul climaCapire il dibattito sul clima

• Scienza e media hanno Scienza e media hanno linguaggi diversilinguaggi diversi

• L’uomo della strada ha bisogno degli L’uomo della strada ha bisogno degli strumenti di basestrumenti di base per capire il linguaggio per capire il linguaggio scientificoscientifico

• Come? Istruzione scolastica e Come? Istruzione scolastica e divulgazione divulgazione scientificascientifica

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• Formale e Formale e quantitativoquantitativo

• Fornisce Fornisce l’errore di l’errore di misuramisura

• Il processo di Il processo di pubblicazione si basa pubblicazione si basa sulla sulla peer reviewpeer review

• I media possono I media possono essere influenzati da essere influenzati da interessi economiciinteressi economici

Il metodo scientificoIl metodo scientifico

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• Alcuni giorni del gennaio 2010 in Italia sono stati Alcuni giorni del gennaio 2010 in Italia sono stati particolarmente freddiparticolarmente freddi

• Certi giornali hanno confuso un Certi giornali hanno confuso un episodio limitato episodio limitato nel tempo e nello spazionel tempo e nello spazio con il cambiamento con il cambiamento climaticoclimatico

Esempio di disinformazioneEsempio di disinformazione

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• Nel frattempo a Vancouver, sede delle Nel frattempo a Vancouver, sede delle olimpiadi invernali, olimpiadi invernali, si trasportava la neve con i si trasportava la neve con i camioncamion

• Il 2010 è stato Il 2010 è stato l’anno più caldo l’anno più caldo mai registratomai registrato

Esempio di disinformazioneEsempio di disinformazione

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Difendersi e orientarsiDifendersi e orientarsi

• Come riconoscere Come riconoscere un un risultato risultato scientifico scientifico da da un’opinione un’opinione personale?personale?

• Come smascherare Come smascherare un un falso espertofalso esperto??

• Il libro aiuta a Il libro aiuta a districarsi nella districarsi nella giungla mediaticagiungla mediatica……

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Basterebbe il buon senso…Basterebbe il buon senso…

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Dicono di noi…Dicono di noi…• ““Un libro che parla dello stato di salute del nostro Un libro che parla dello stato di salute del nostro

pianeta […] e che però fa riferimento anche alla pianeta […] e che però fa riferimento anche alla Genesi e alla Caritas in veritate di Benedetto XVI Genesi e alla Caritas in veritate di Benedetto XVI non lo si legge tutti i giorni. Se si aggiunge che gli non lo si legge tutti i giorni. Se si aggiunge che gli autori sono ricercatori […] e non eclettici autori sono ricercatori […] e non eclettici pensatori […] si capisce che questo "Il pianeta pensatori […] si capisce che questo "Il pianeta che scotta" […] rappresenta un unicum che scotta" […] rappresenta un unicum nell'attuale editoria […] Del libro colpisce nell'attuale editoria […] Del libro colpisce soprattutto la pacatezza e il rifiuto di ogni soprattutto la pacatezza e il rifiuto di ogni concessione allo "strillo" di copertina.”concessione allo "strillo" di copertina.”Marco Testi, Agenzia SIRMarco Testi, Agenzia SIR

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Dicono di noi…Dicono di noi…• ““Ho apprezzato il taglio che avete dato al libro, Ho apprezzato il taglio che avete dato al libro,

che ha permesso di trattare un argomento che ha permesso di trattare un argomento talmente vasto […] in uno scritto breve ma talmente vasto […] in uno scritto breve ma esaustivo […] La gran quantità di dati forniti ne fa esaustivo […] La gran quantità di dati forniti ne fa anche un utile manuale […] Trovo molto ben fatta anche un utile manuale […] Trovo molto ben fatta […] la guida al metodo scientifico, metodo che, […] la guida al metodo scientifico, metodo che, come ben sottolineato nel libro, ben difficilmente come ben sottolineato nel libro, ben difficilmente emerge dalla lettura dei quotidiani o dalle molte emerge dalla lettura dei quotidiani o dalle molte trasmissioni televisive. ”trasmissioni televisive. ”Alberto Renieri, già Direttore del Dipartimento Alberto Renieri, già Direttore del Dipartimento Fusione, Tecnologie e Presidio Nucleari - ENEAFusione, Tecnologie e Presidio Nucleari - ENEA

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È ora di È ora di terminare…terminare…

Grazie della vostra attenzione.Grazie della vostra attenzione.Per continuare il discorso: Per continuare il discorso:

luca.fiorani@enea.itluca.fiorani@enea.it