Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI...

30
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti climatici _________________ Trieste settembre 2019 Anno accademico 2018/2019 1

Transcript of Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI...

Page 1: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

UNIVERSITAgraveDEGLI STUDI DI TRIESTE

Rapporti OM N 187

Alessandro MinigherStefano CirilliRenzo Mosetti

I cambiamenti climatici

_________________Trieste settembre 2019

Anno accademico 20182019

1

2

Contenuti

1 Cambiamenti climatici osservati e relativi effetti 5

11 Cambiamenti climatici osservati 5 12 Uno sguardo al passato per contestualizzare il presente 7 121 Temperatura media della Terra nel lontano passato 9 122 Livello medio del mare nel lontano passato 9

13 Effetti climatici osservati su sistemi naturali 9

2 Cause dei cambiamenti climatici 11

21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre 11 22 Emissioni di gas serra longevi 12 23 Cambiamenti climatici fattori scatenanti 12 231 Forzanti antropiche 13 232 Forzanti naturali interne ed esterne 17 233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato 17

3 Impatti dei cambiamenti climatici 19

31 Scenari di emissione 19 311 Gli scenari SRES 20 312 Gli scenari RCP 20 32 Predizione di cambiamenti climatici futuri 21 321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo 21 322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI 24 33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi 24 331 Acidificazione dellrsquooceano 25 332 Eventi estremi 25 333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili 26

4 Adattamento e mitigazione opzioni e risposte 27

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni 27 411 Opzioni di adattamento 27 412 Opzioni di mitigazione 28 413 Relazione tra adattamento e mitigazione 28 42 Cooperazioni internazionali cenni 28 421 La Convenzione UNFCCC 29 422 Il Protocollo di Kyoto 29

Bibliografia 30

3

4

Capitolo 1

Cambiamenti climatici osservati e relativi effetti

11 Cambiamenti climatici osservati

Con il termine cambiamento climatico solitamente ci si riferisce alle variazioni nello stato delclima che possono essere identificate da cambiamenti rispetto alla media eo dalla variabilitagrave delleproprietagrave dello stato climatico stesso che persistono per un periodo esteso tipicamente dellrsquoordinedelle decine - o anche centinaia - di anni Il termine in analisi si riferisce a qualsiasi cambiamentodel clima nel tempo che sia dovuto a variabilitagrave naturale o sia conseguenza di attivitagrave antropiche[1] Questa definizione tuttavia non egrave universalmente adottata talvolta infatti si preferiscedistinguere tra cambiamento climatico - attribuito alle sole cause antropiche dirette o indirette - evariabilitagrave climatica attribuita alle sole cause naturali

Il riscaldamento del sistema climatico1 egrave inequivocabile a testimoniarlo sono le seguentiosservazioni (figura 11) [3]

bull aumento della temperatura media dellrsquoaria su scala globale

bull aumento della temperatura media degli oceani su scala globale

bull scioglimento diffuso di neve e ghiacci

bull aumento del livello medio del mare su scala globale

Lrsquoincremento di temperatura egrave diffuso su tutto il globo ma egrave maggiore alle alte latitudinidellrsquoemisfero boreale [1] Il periodo che va dal 1983 al 2012 egrave stato - entro un certo livello diconfidenza - il trentennio piugrave caldo degli ultimi 1400 anni nellrsquoemisfero settentrionale [3] Negliultimi cento anni circa le temperature artiche medie hanno subito un incremento caratterizzato daun tasso di crescita doppio rispetto alla temperatura media globale Inoltre le regioni continentali sisono riscaldate piugrave rapidamente rispetto agli oceani [1] Osservazioni iniziate nel 1961 mostranocome la temperatura media globale dellrsquooceano egrave aumentata fino ad una profonditagrave di almeno trechilometri [1] con intensitagrave maggiore in prossimitagrave della superficie [3] Per quanto riguardalrsquoatmosfera invece analisi effettuate grazie allrsquoausilio di palloni-sonda e misure satellitari mostranoche il tasso di crescita della temperatura della media- e bassa-troposfera egrave simile a quello osservatoper la temperatura superficiale [1]

Lrsquoincremento del livello medio del mare egrave caratterizzato da un tasso - non omogeneo [2] (figura12) e in crescita negli ultimi anni - dellrsquoordine dei millimetri allrsquoanno [1] con un aumentocomplessivo medio di 019 m tra il 1901 ed il 2010 [3] Tale andamento egrave consistente con lrsquoaumentodi temperatura (figura 11)1 Definizione moderna e multidisciplinare di sistema climatico la Terra egrave dotata di un sistema climatico formato da piugrave componenti che concorrono a mantenere lequilibrio dellintero sistema influenzandosi a vicenda sotto la forzante esterna dellenergia proveniente dal Sole [2]

5

Figura11 Variazioni osservate in (a) temperatura superficiale globale media (b) livello del mare globale medio (c)estensione del manto nevoso nellrsquoemisfero boreale per il periodo marzo-aprile Tutte le differenze sono relative allecorrispondenti medie per lrsquoarco di tempo 1961-1990 Le curve piugrave smooth rappresentano medie decennali mentre ipunti (cerchi) indicano valori annui Le aree ombreggiate sono gli intervalli di incertezza stimati [1]

Figura 12 Tendenza del livello medio del mare - in mmanno - da gennaio del 1993 a dicembre del 2012 [4]

6

A partire dal 1993 lrsquoespansione termica degli oceani ha contribuito con una percentuale prossima a57 allrsquoinnalzamento del livello medio del mare mentre il restante 43 egrave dovuto sostanzialmenteallo scioglimento dei ghiacci continentali e marini anche se questi ultimi - essendo giagrave immersi inmare - contribuiscono poco (25 [2]) Si stima che ad un completo scioglimento dei ghiacci diGroenlandia ed Antartide conseguirebbe un aumento del livello marino medio di circa 6 m e 60 mrispettivamente [5]

Anche la diminuzione di distese di ghiaccio e neve in entrambi gli emisferi egrave consistente con ilriscaldamento globale2 (figura 11) Dati satellitari raccolti a partire dal 1978 mostrano chelrsquoestensione dei ghiacci nel Mar Artico diminuisce - su media annuale - del 27 (74 durante ilperiodo estivo) ogni dieci anni [1] A partire dagli anni lsquo80 del lsquo900 la temperatura superficialedello strato di permafrost egrave generalmente aumentata fino ad un valore prossimo a 3degC [1] inrisposta allrsquoincremento della temperatura superficiale e ai cambiamenti nella copertura nevosa [3]

12 Uno sguardo al passato per contestualizzare il presente

Affincheacute sia possibile comprendere al meglio ciograve che accade attualmente circa i cambiamenticlimatici egrave utile fornire una visione drsquoinsieme Pertanto si egrave deciso di dedicare questo paragrafoalla contestualizzazione del presente mediante una breve panoramica su quella che era la situazionedel lontano passato in termini di temperatura media del globo e di livello medio del mareSi hanno informazioni attendibili sul clima passato del pianeta Terra fino a circa 300 milioni di annifa - dove tale limite proviene dalletagrave dei fondali oceanici - mentre stime per periodi piugrave lontaniderivano da analisi di rocce continentali [6]

Figura 13 Anomalia di temperatura del pianeta Terra relativa al valore medio misurato per il periodo 1960-1990 [7]In tempi dellrsquoordine di milioni di anni fa il globo era caratterizzato da un clima generalmente piugrave caldo rispetto a quelloattuale diversamente da quanto accadeva in tempi dellrsquoordine di migliaia di anni fa in cui la temperatura media dellaTerra era tendenzialmente inferiore rispetto a quella attuale

2 Il concetto di riscaldamento globale non va confuso con quello di effetto serra Questrsquoultimo egrave un effetto naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gas serra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) proveniente dalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera Un incremento della concentrazione di gas serra in aria conduce ad un piugrave intenso effetto serra che sfocia nel riscaldamento globale

7

Figura 14 Anomalia di temperatura del pianeta Terra relativa al valore medio misurato per il periodo 1960-1990dettaglio dei 450000 anni piugrave recenti [7] Si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi) ed interglaciali (caldi)con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20 rispettivamente

Figura 15 Anomalia del livello medio del mare - per i 24000 anni piugrave recenti - rispetto al valore medio attuale [8]Colori diversi corrispondono ad osservazioni relative a localitagrave differenti Ad ogni osservazione sono associate duebarre drsquoerrore una orizzontale ed una verticale

8

121 Temperatura media della Terra nel lontano passato

In tempi molto lontani - dellrsquoordine dei milioni di anni fa - la temperatura media del pianeta Terraera piugrave elevata di quanto non lo sia al tempo presente ma si sono verificate fluttuazioni significativeche hanno condotto a glaciazioni estese [2] In tempi dellrsquoordine delle migliaia di anni fa invece latemperatura media del globo era tendenzialmente inferiore rispetto a quella attualeQuanto appena affermato puograve essere apprezzato in figura 13 mentre in figura 14 si propone undettaglio dei 450000 anni piugrave recenti in cui si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi)ed interglaciali (caldi) con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20rispettivamente

122 Livello medio del mare nel lontano passato

Si stima che il livello medio del mare - rispetto a quello attuale - fosse [8]

bull 120 m inferiore durante lrsquoultima era glaciale (12000 divide 110000 anni fa circa)

bull 55 m superiore 125000 anni fa

bull 503 m superiore 3000000 di anni fa

Pertanto si osserva come - in tempi passati - il livello marino medio sia stato molto diverso daquello attuale (figura 15)

13 Effetti climatici osservati su sistemi naturali

Evidenze osservative raccolte in ogni continente3 e nella maggior parte degli oceani mostrano chemolti sistemi naturali sono stati influenzati da cambiamenti climatici regionali in particolare acausa dellrsquoaumento di temperatura [1]

Con buona sicurezza si puograve affermare che sistemi naturali legati a neve e ghiacci (permafrostincluso) sono influenzati dai cambiamenti climatici come ad esempio [1]

bull allargamento ed incremento del numero di laghi glaciali

bull incremento dellrsquoinstabilitagrave del terreno nelle regioni ricoperte da permafrost e frane nelleregioni montuose

bull cambiamenti in alcuni ecosistemi artici ed antartici

Con altrettanta buona sicurezza - basata su evidenze derivanti dallo studio di un ampio numero dispecie animali e vegetali diverse - si puograve affermare che il recente riscaldamento globale influenzapesantemente i sistemi biologici terrestri come ad esempio le migrazioni dei volatili e ladeposizione delle uova anticipandone lrsquoavvenuta [1]Inoltre sembra che i cambiamenti osservati nei sistemi biologici di acqua dolce e salata sianoassociati allrsquoaumento della temperatura dellrsquoacqua oltre che alle variazioni della superficie deighiacci della salinitagrave del livello di ossigeno e della circolazione Questi cambiamenti coinvolgonoprincipalmente alghe plancton e pesci in termini di abbondanza specie e luogo (migrazione) [1]

3 In merito ai cambiamenti climatici osservati esiste una evidente disomogeneitagrave di dati raccolti e letteratura a seconda dellrsquoarea geografica in questione in particolare si riscontra una marcata scarsitagrave di informazioni nei paesi in via di sviluppo [1]

9

Detto ciograve non egrave semplice stabilire in che percentuale cause naturali ed antropiche contribuiscano alriscaldamento globale e ai cambiamenti climatici in generale Uno degli obiettivi degli esperti cheoperano in questo ambito della scienza egrave proprio quello di cercare di attribuire una causa allevariazioni osservate A tal proposito esiste una moltitudine di modelli diversi oltre che unamolteplicitagrave di scuole di pensiero diverse che sfociano principalmente nelle due seguenti categorie

bull sostenitori delle cause naturali come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

bull sostenitori delle cause antropiche come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

Tutto ciograve egrave argomento di analisi e discussione in particolare dei prossimi due capitoli

10

Capitolo 2

Cause dei cambiamenti climatici

21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre

Per comprendere le cause dei cambiamenti climatici egrave importante conoscere la composizionechimica dellrsquoatmosfera terrestre in particolare nei pressi della superficie del pianeta In tabella21 sono riportate le principali specie chimiche che costituiscono lrsquoatmosfera nei pressi dellasuperficie del pianeta Terra oltre che il corrispondente peso molecolare e la proporzione (in terminidi volume) con cui tali specie contribuiscono alla composizione dellrsquoaria Talvolta si preferiscefornire esclusivamente la composizione chimica dellrsquoaria priva di vapore acqueo (la cosiddetta ariasecca) in quanto questrsquoultimo compare in atmosfera in proporzioni volumetriche fortementevariabili (sia nel tempo che a seconda della localitagrave in esame) che comunque si aggirano attornoalla mezza parte per milioneIn tabella 21 sono riportati valori numerici privi di errore lrsquoobiettivo egrave esclusivamente quello difornire una descrizione generale delle caratteristiche chimiche dellrsquoatmosfera in termini dicostituenti fondamentali

Tabella 21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre nei pressi della superficie del pianeta [9]

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Azoto (N2) 2801 7808 Metano (CH4) 1604 1 - 2 ppm

Ossigeno (O2) 3200 2095 Idrogeno (H2) 202 050 ppm

Argon (Ar) 3995 0934 Ossido didiazoto (N2O)

4401 050 ppm

Vapore acqueo(H2O )

1802 ~ 05 Xeno (Xe) 13129 0087 ppm

Anidridecarbonica

(CO2)

4401 41204 ppm Diossido diazoto (NO2)

4601 002 ppm

Neon (Ne) 2018 1818 ppm Ozono (O3) 4800 0 divide 001 ppm

Elio (He) 400 524 ppm Radon (Rn) 22200 6 10-14 ppm

Monossido diazoto (NO)

3001 500 ppmAltri (CO NH3

ecc)

Kripton (Kr) 8380 114 ppm Dato fortemente variabile Dato risalente a marzo 2019

11

Anche se in proporzioni minori rispetto ad altre alcune specie chimiche costituenti lrsquoatmosfera sonoparticolarmente importanti dal punto di vista del bilancio energetico globale del pianeta Tra questecompaiono ad esempio i cosiddetti gas serra oggetto di indagine dei prossimi due paragrafi

22 Emissioni di gas serra longevi

La forzante radiativa4 del sistema climatico egrave dominata dai gas serra longevi ossia dai gas serrache possiedono un alto tempo di residenza in atmosfera [1] Tra questi spiccano il diossido dicarbonio (CO2) il metano (CH4) lrsquoossido di diazoto (N2O) e gli idrocarburi alogenati5 caratterizzatida un tempo di residenza medio pari a [11]

bull 500 anni per la CO2

bull 7-10 anni per il CH4

bull 140-190 anni per lrsquoN2O

Anche il vapore acqueo (H2O) egrave un gas serra ma risiede in atmosfera esclusivamente per un breveperiodo (circa 10 giorni [11]) pertanto non contribuisce significativamente alla forzante radiativaTuttavia allrsquoaumentare della temperatura dellrsquoatmosfera aumenta anche la capacitagrave di questrsquoultimadi contenere maggiori quantitagrave di vapor drsquoacqua le quali produrranno un ulteriore incrementodellrsquoeffetto serra instaurando quindi un feedback positivo di non trascurabile importanza [12]

Le emissioni globali di gas serra conseguenti ad attivitagrave umane sono cresciute a partire dallrsquoerapreindustriale con un incremento del 70 tra il 1970 ed il 2004 La maggiore crescita in termini diemissioni di gas serra tra gli anni pocrsquoanzi menzionati proviene dalle seguenti cause [1]

bull rifornimento energetico

bull trasporti

bull industria

Attivitagrave come lrsquoutilizzo di edifici residenziali e commerciali la silvicultura (deforestazione inclusa)ed il settore agricolo invece sono sempre fonte di emissioni di gas serra ma possiedono un impattopiugrave moderato [1]Le emissioni globali di gas serra longevi ricoprono un ruolo di assoluta importanza in termini dicambiamento climatico pertanto si egrave deciso di anticiparne parzialmente la trattazione giagrave in questoparagrafo nonostante si riservi una trattazione piugrave dettagliata al sotto-paragrafo 231 interamentededicato allrsquoanalisi delle attivitagrave antropiche come forzante esterna dei cambiamenti climatici

23 Cambiamenti climatici fattori scatenanti

Variazioni nelle concentrazioni di gas serra in atmosfera e nellrsquoirraggiamento solare alterano ilbilancio energetico del sistema climatico e sono fattori scatenanti in termini di cambiamenticlimatici poicheacute influenzano assorbimento scattering ed emissione della radiazione allrsquointernodellrsquoatmosfera e nei pressi della superficie del pianeta Terra Le risultanti variazioni nel bilancio

4 La forzante radiativa egrave una misura dellrsquoinfluenza che un fattore ha nellrsquoalterazione del bilancio tra energia entrante ed uscente dal sistema atmosferico terrestre ed egrave un indice dellrsquoimportanza di tale fattore come potenziale meccanismo di cambiamento climatico [10] Nel presente documento i valori di forzante radiativa sono relativi ai valori preindustriali (il 1750 egrave lrsquoanno di riferimento) e sono espressi in Wm-25 Gli idrocarburi alogenati sono un gruppo di gas contenenti fluoro cloro e bromo

12

energetico - positive o negative che siano - sono espresse in termini di forzante radiativa la quale egravegeneralmente utilizzata per confrontare le influenze che riscaldamento o raffreddamento globalihanno sul clima [1]

231 Forzanti antropiche

Lrsquoinfluenza antropica sul sistema climatico egrave chiara le recenti emissioni antropiche di gas serralongevi sono le piugrave elevate mai verificatesi nella storia del pianeta Terra ed i conseguenti effetti -assieme a quelli provocati da altre forzanti di natura antropica - sono stati la causa dominante delriscaldamento globale osservato a partire da metagrave del XX secolo entro un livello di confidenzaestremamente elevato [3]Nel 2005 le concentrazioni di CO2 e CH4 in atmosfera hanno superato lrsquointervallo di valori entro iquali risiedevano negli ultimi 650000 anni [1] Inoltre le concentrazioni globali di diossido dicarbonio metano e ossido di diazoto in atmosfera hanno subito un marcato aumento a partire dal1750 a causa di attivitagrave umane (rivoluzione industriale avvento dei motori a scoppio e crescitademografica su tutti) ed hanno raggiunto valori significativamente maggiori rispetto a quellipreindustriali (figura 21 - a b e c)Dal confronto dei grafici di figura 21 (a b e c) si osserva come il valore della forzante radiativa -oltre che della concentrazione - negli anni possieda un andamento simile per i tre gas serra longeviin analisi che prende il nome di hockeyrsquos stick shape (forma a bastone da hockey)Sorge spontaneo chiedersi da dove provengano i dati risalenti a centinaia - o addirittura migliaia - dianni fa si tratta di stime dedotte mediante lrsquoausilio di tecniche di carotaggio operate su ghiaccipermanenti dove si egrave certi che lrsquoanidride carbonica si sia mantenuta e conservata nel tempo senzache vi sia stata alcuna comunicazione con lrsquoaria circostante Si tratta di misure indirette cheprendono il nome di proxy

Figura 21a Concentrazione di CO2 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

13

Figura 21b Concentrazione di CH4 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

Figura 21c Concentrazione di N2O (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

14

Figura 22 Emissioni annuali globali di gas serra di natura antropica tra gli anni 1970 e 2004 (compresi) [1] In ascissacompare lrsquoanno mentre in ordinata le giga-tonnellate (Gt) di CO2-equivalente ossia la massa di diossido di carbonioche causerebbe lo stesso ammontare di forzante radiativa di un altro gas serra o di una miscela di gas serra (longevi)

Il diossido di carbonio egrave il gas serra di natura antropica piugrave importante Le sue emissioni annuesono cresciute dellrsquo80 (da 21 a 38 Gt) tra il 1970 ed il 2004 e rappresentarono il 77 di tutte leemissioni di gas serra di natura antropica nel 2004 (figura 22) [1] Lrsquoincremento globale dellaconcentrazione di CO2 (da 280 ppm [1] del 1750 a 41204 ppm [9] di marzo del 2019) egraveprincipalmente dovuto allrsquoutilizzo di combustibili fossili e in seconda battuta alla deforestazioneLrsquoaumento della concentrazione di metano (da 715 ppb [1] del 1750 a 1-2 ppm [9] del 2019)invece possiede come cause primarie - oltre allrsquoutilizzo di combustibili fossili - anche lrsquoagricolturae lrsquoallevamentoLrsquoincremento di ossido di diazoto (da 270 ppb [1] del 1750 a 050 ppm [9] del 2019) invece egraveprevalentemente dovuto allrsquoagricoltura (fertilizzanti) e allrsquoindustriaInfine per quanto riguarda gli idrocarburi alogenati la loro concentrazione globale in atmosfera siegrave discostata da valori prossimi allo zero dellrsquoera preindustriale prevalentemente a causa delle attivitagraveumane [1]

Molti degli incrementi di temperatura media globale osservati a partire dal 1950 paiono strettamentecorrelati con lrsquoaumento della concentrazione di gas serra dovuto a forzanti antropiche [1]Il riscaldamento globale diffuso di atmosfera ed oceano assieme allo scioglimento dei ghiaccisupporta la conclusione secondo la quale esiste una bassissima probabilitagrave che il cambiamentoclimatico degli ultimi cinquanta anni possa essere spiegato senza introdurre forzanti esterne ed unabuona probabilitagrave che non sia dovuto alle sole cause naturali [1]Il riscaldamento osservato per la troposfera ed il raffreddamento della stratosfera sembrano esseredovuti allrsquoeffetto combinato dellrsquoaumento della concentrazione di gas serra e allrsquoesaurimentodellrsquoozono stratosferico6 [1]

6 Generalmente si distingue tra ozono troposferico ed ozono stratosferico Il primo egrave confinato attorno alla superficie terrestre ed egrave trattato come un fattore inquinante mentre il secondo egrave localizzato attorno ai 30 km di quota e costituisce un elemento fondamentale per consentire la vita sulla Terra (il buco dellrsquoozono costituisce un problema attuale di notevole importanza) duplice ruolo dellrsquoO3

15

Figura 23 Confronto tra le anomalie di temperatura superficiale osservate (in nero) su scala continentale e globale conandamenti simulati a partire da modelli climatici che considerano o solo forzanti naturali (in blu) o sia forzanti naturaliche antropiche (in rosso) [1]

In figura 23 si possono osservare diversi grafici che illustrano lrsquoandamento dellrsquoanomalia annuadi temperatura7 a partire dal 1906 mediato sui vari continenti oltre che su tutto il globo su tuttigli oceani e su tutte le terre emerse Si nota come il riscaldamento osservato per le varie regioni inanalisi - mediato su un arco temporale pari a dieci anni - sia riprodotto con una certa confidenza damodelli che includono sia cause naturali che antropiche (fa eccezione lrsquoAntartide) soprattutto apartire dal 1950 circa Invece i modelli che prevedono lrsquoimpiego esclusivamente di cause naturali sidiscostano dai dati osservati in particolare negli ultimi cinquanta anni circa Questo porta adaffermare con una certa confidenza che le cause antropiche sono le principali responsabili delriscaldamento globale a partire da circa la metagrave del XX secolo [1]Inoltre sempre con una certa confidenza si puograve affermare che la forzante di tipo antropico egrave anchela principale responsabile dei seguenti fenomeni [1]

bull innalzamento del livello medio del mare a partire dalla seconda metagrave del lsquo900

bull variazioni nel pattern di vento e precipitazioni

bull modifica di alcuni sistemi biologici e naturali

7 Lrsquoanomalia annua di temperatura egrave definita come la differenza tra il valore medio annuo di temperatura in un punto e la relativa media calcolata su un periodo di riferimento

16

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 2: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

2

Contenuti

1 Cambiamenti climatici osservati e relativi effetti 5

11 Cambiamenti climatici osservati 5 12 Uno sguardo al passato per contestualizzare il presente 7 121 Temperatura media della Terra nel lontano passato 9 122 Livello medio del mare nel lontano passato 9

13 Effetti climatici osservati su sistemi naturali 9

2 Cause dei cambiamenti climatici 11

21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre 11 22 Emissioni di gas serra longevi 12 23 Cambiamenti climatici fattori scatenanti 12 231 Forzanti antropiche 13 232 Forzanti naturali interne ed esterne 17 233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato 17

3 Impatti dei cambiamenti climatici 19

31 Scenari di emissione 19 311 Gli scenari SRES 20 312 Gli scenari RCP 20 32 Predizione di cambiamenti climatici futuri 21 321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo 21 322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI 24 33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi 24 331 Acidificazione dellrsquooceano 25 332 Eventi estremi 25 333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili 26

4 Adattamento e mitigazione opzioni e risposte 27

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni 27 411 Opzioni di adattamento 27 412 Opzioni di mitigazione 28 413 Relazione tra adattamento e mitigazione 28 42 Cooperazioni internazionali cenni 28 421 La Convenzione UNFCCC 29 422 Il Protocollo di Kyoto 29

Bibliografia 30

3

4

Capitolo 1

Cambiamenti climatici osservati e relativi effetti

11 Cambiamenti climatici osservati

Con il termine cambiamento climatico solitamente ci si riferisce alle variazioni nello stato delclima che possono essere identificate da cambiamenti rispetto alla media eo dalla variabilitagrave delleproprietagrave dello stato climatico stesso che persistono per un periodo esteso tipicamente dellrsquoordinedelle decine - o anche centinaia - di anni Il termine in analisi si riferisce a qualsiasi cambiamentodel clima nel tempo che sia dovuto a variabilitagrave naturale o sia conseguenza di attivitagrave antropiche[1] Questa definizione tuttavia non egrave universalmente adottata talvolta infatti si preferiscedistinguere tra cambiamento climatico - attribuito alle sole cause antropiche dirette o indirette - evariabilitagrave climatica attribuita alle sole cause naturali

Il riscaldamento del sistema climatico1 egrave inequivocabile a testimoniarlo sono le seguentiosservazioni (figura 11) [3]

bull aumento della temperatura media dellrsquoaria su scala globale

bull aumento della temperatura media degli oceani su scala globale

bull scioglimento diffuso di neve e ghiacci

bull aumento del livello medio del mare su scala globale

Lrsquoincremento di temperatura egrave diffuso su tutto il globo ma egrave maggiore alle alte latitudinidellrsquoemisfero boreale [1] Il periodo che va dal 1983 al 2012 egrave stato - entro un certo livello diconfidenza - il trentennio piugrave caldo degli ultimi 1400 anni nellrsquoemisfero settentrionale [3] Negliultimi cento anni circa le temperature artiche medie hanno subito un incremento caratterizzato daun tasso di crescita doppio rispetto alla temperatura media globale Inoltre le regioni continentali sisono riscaldate piugrave rapidamente rispetto agli oceani [1] Osservazioni iniziate nel 1961 mostranocome la temperatura media globale dellrsquooceano egrave aumentata fino ad una profonditagrave di almeno trechilometri [1] con intensitagrave maggiore in prossimitagrave della superficie [3] Per quanto riguardalrsquoatmosfera invece analisi effettuate grazie allrsquoausilio di palloni-sonda e misure satellitari mostranoche il tasso di crescita della temperatura della media- e bassa-troposfera egrave simile a quello osservatoper la temperatura superficiale [1]

Lrsquoincremento del livello medio del mare egrave caratterizzato da un tasso - non omogeneo [2] (figura12) e in crescita negli ultimi anni - dellrsquoordine dei millimetri allrsquoanno [1] con un aumentocomplessivo medio di 019 m tra il 1901 ed il 2010 [3] Tale andamento egrave consistente con lrsquoaumentodi temperatura (figura 11)1 Definizione moderna e multidisciplinare di sistema climatico la Terra egrave dotata di un sistema climatico formato da piugrave componenti che concorrono a mantenere lequilibrio dellintero sistema influenzandosi a vicenda sotto la forzante esterna dellenergia proveniente dal Sole [2]

5

Figura11 Variazioni osservate in (a) temperatura superficiale globale media (b) livello del mare globale medio (c)estensione del manto nevoso nellrsquoemisfero boreale per il periodo marzo-aprile Tutte le differenze sono relative allecorrispondenti medie per lrsquoarco di tempo 1961-1990 Le curve piugrave smooth rappresentano medie decennali mentre ipunti (cerchi) indicano valori annui Le aree ombreggiate sono gli intervalli di incertezza stimati [1]

Figura 12 Tendenza del livello medio del mare - in mmanno - da gennaio del 1993 a dicembre del 2012 [4]

6

A partire dal 1993 lrsquoespansione termica degli oceani ha contribuito con una percentuale prossima a57 allrsquoinnalzamento del livello medio del mare mentre il restante 43 egrave dovuto sostanzialmenteallo scioglimento dei ghiacci continentali e marini anche se questi ultimi - essendo giagrave immersi inmare - contribuiscono poco (25 [2]) Si stima che ad un completo scioglimento dei ghiacci diGroenlandia ed Antartide conseguirebbe un aumento del livello marino medio di circa 6 m e 60 mrispettivamente [5]

Anche la diminuzione di distese di ghiaccio e neve in entrambi gli emisferi egrave consistente con ilriscaldamento globale2 (figura 11) Dati satellitari raccolti a partire dal 1978 mostrano chelrsquoestensione dei ghiacci nel Mar Artico diminuisce - su media annuale - del 27 (74 durante ilperiodo estivo) ogni dieci anni [1] A partire dagli anni lsquo80 del lsquo900 la temperatura superficialedello strato di permafrost egrave generalmente aumentata fino ad un valore prossimo a 3degC [1] inrisposta allrsquoincremento della temperatura superficiale e ai cambiamenti nella copertura nevosa [3]

12 Uno sguardo al passato per contestualizzare il presente

Affincheacute sia possibile comprendere al meglio ciograve che accade attualmente circa i cambiamenticlimatici egrave utile fornire una visione drsquoinsieme Pertanto si egrave deciso di dedicare questo paragrafoalla contestualizzazione del presente mediante una breve panoramica su quella che era la situazionedel lontano passato in termini di temperatura media del globo e di livello medio del mareSi hanno informazioni attendibili sul clima passato del pianeta Terra fino a circa 300 milioni di annifa - dove tale limite proviene dalletagrave dei fondali oceanici - mentre stime per periodi piugrave lontaniderivano da analisi di rocce continentali [6]

Figura 13 Anomalia di temperatura del pianeta Terra relativa al valore medio misurato per il periodo 1960-1990 [7]In tempi dellrsquoordine di milioni di anni fa il globo era caratterizzato da un clima generalmente piugrave caldo rispetto a quelloattuale diversamente da quanto accadeva in tempi dellrsquoordine di migliaia di anni fa in cui la temperatura media dellaTerra era tendenzialmente inferiore rispetto a quella attuale

2 Il concetto di riscaldamento globale non va confuso con quello di effetto serra Questrsquoultimo egrave un effetto naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gas serra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) proveniente dalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera Un incremento della concentrazione di gas serra in aria conduce ad un piugrave intenso effetto serra che sfocia nel riscaldamento globale

7

Figura 14 Anomalia di temperatura del pianeta Terra relativa al valore medio misurato per il periodo 1960-1990dettaglio dei 450000 anni piugrave recenti [7] Si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi) ed interglaciali (caldi)con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20 rispettivamente

Figura 15 Anomalia del livello medio del mare - per i 24000 anni piugrave recenti - rispetto al valore medio attuale [8]Colori diversi corrispondono ad osservazioni relative a localitagrave differenti Ad ogni osservazione sono associate duebarre drsquoerrore una orizzontale ed una verticale

8

121 Temperatura media della Terra nel lontano passato

In tempi molto lontani - dellrsquoordine dei milioni di anni fa - la temperatura media del pianeta Terraera piugrave elevata di quanto non lo sia al tempo presente ma si sono verificate fluttuazioni significativeche hanno condotto a glaciazioni estese [2] In tempi dellrsquoordine delle migliaia di anni fa invece latemperatura media del globo era tendenzialmente inferiore rispetto a quella attualeQuanto appena affermato puograve essere apprezzato in figura 13 mentre in figura 14 si propone undettaglio dei 450000 anni piugrave recenti in cui si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi)ed interglaciali (caldi) con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20rispettivamente

122 Livello medio del mare nel lontano passato

Si stima che il livello medio del mare - rispetto a quello attuale - fosse [8]

bull 120 m inferiore durante lrsquoultima era glaciale (12000 divide 110000 anni fa circa)

bull 55 m superiore 125000 anni fa

bull 503 m superiore 3000000 di anni fa

Pertanto si osserva come - in tempi passati - il livello marino medio sia stato molto diverso daquello attuale (figura 15)

13 Effetti climatici osservati su sistemi naturali

Evidenze osservative raccolte in ogni continente3 e nella maggior parte degli oceani mostrano chemolti sistemi naturali sono stati influenzati da cambiamenti climatici regionali in particolare acausa dellrsquoaumento di temperatura [1]

Con buona sicurezza si puograve affermare che sistemi naturali legati a neve e ghiacci (permafrostincluso) sono influenzati dai cambiamenti climatici come ad esempio [1]

bull allargamento ed incremento del numero di laghi glaciali

bull incremento dellrsquoinstabilitagrave del terreno nelle regioni ricoperte da permafrost e frane nelleregioni montuose

bull cambiamenti in alcuni ecosistemi artici ed antartici

Con altrettanta buona sicurezza - basata su evidenze derivanti dallo studio di un ampio numero dispecie animali e vegetali diverse - si puograve affermare che il recente riscaldamento globale influenzapesantemente i sistemi biologici terrestri come ad esempio le migrazioni dei volatili e ladeposizione delle uova anticipandone lrsquoavvenuta [1]Inoltre sembra che i cambiamenti osservati nei sistemi biologici di acqua dolce e salata sianoassociati allrsquoaumento della temperatura dellrsquoacqua oltre che alle variazioni della superficie deighiacci della salinitagrave del livello di ossigeno e della circolazione Questi cambiamenti coinvolgonoprincipalmente alghe plancton e pesci in termini di abbondanza specie e luogo (migrazione) [1]

3 In merito ai cambiamenti climatici osservati esiste una evidente disomogeneitagrave di dati raccolti e letteratura a seconda dellrsquoarea geografica in questione in particolare si riscontra una marcata scarsitagrave di informazioni nei paesi in via di sviluppo [1]

9

Detto ciograve non egrave semplice stabilire in che percentuale cause naturali ed antropiche contribuiscano alriscaldamento globale e ai cambiamenti climatici in generale Uno degli obiettivi degli esperti cheoperano in questo ambito della scienza egrave proprio quello di cercare di attribuire una causa allevariazioni osservate A tal proposito esiste una moltitudine di modelli diversi oltre che unamolteplicitagrave di scuole di pensiero diverse che sfociano principalmente nelle due seguenti categorie

bull sostenitori delle cause naturali come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

bull sostenitori delle cause antropiche come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

Tutto ciograve egrave argomento di analisi e discussione in particolare dei prossimi due capitoli

10

Capitolo 2

Cause dei cambiamenti climatici

21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre

Per comprendere le cause dei cambiamenti climatici egrave importante conoscere la composizionechimica dellrsquoatmosfera terrestre in particolare nei pressi della superficie del pianeta In tabella21 sono riportate le principali specie chimiche che costituiscono lrsquoatmosfera nei pressi dellasuperficie del pianeta Terra oltre che il corrispondente peso molecolare e la proporzione (in terminidi volume) con cui tali specie contribuiscono alla composizione dellrsquoaria Talvolta si preferiscefornire esclusivamente la composizione chimica dellrsquoaria priva di vapore acqueo (la cosiddetta ariasecca) in quanto questrsquoultimo compare in atmosfera in proporzioni volumetriche fortementevariabili (sia nel tempo che a seconda della localitagrave in esame) che comunque si aggirano attornoalla mezza parte per milioneIn tabella 21 sono riportati valori numerici privi di errore lrsquoobiettivo egrave esclusivamente quello difornire una descrizione generale delle caratteristiche chimiche dellrsquoatmosfera in termini dicostituenti fondamentali

Tabella 21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre nei pressi della superficie del pianeta [9]

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Azoto (N2) 2801 7808 Metano (CH4) 1604 1 - 2 ppm

Ossigeno (O2) 3200 2095 Idrogeno (H2) 202 050 ppm

Argon (Ar) 3995 0934 Ossido didiazoto (N2O)

4401 050 ppm

Vapore acqueo(H2O )

1802 ~ 05 Xeno (Xe) 13129 0087 ppm

Anidridecarbonica

(CO2)

4401 41204 ppm Diossido diazoto (NO2)

4601 002 ppm

Neon (Ne) 2018 1818 ppm Ozono (O3) 4800 0 divide 001 ppm

Elio (He) 400 524 ppm Radon (Rn) 22200 6 10-14 ppm

Monossido diazoto (NO)

3001 500 ppmAltri (CO NH3

ecc)

Kripton (Kr) 8380 114 ppm Dato fortemente variabile Dato risalente a marzo 2019

11

Anche se in proporzioni minori rispetto ad altre alcune specie chimiche costituenti lrsquoatmosfera sonoparticolarmente importanti dal punto di vista del bilancio energetico globale del pianeta Tra questecompaiono ad esempio i cosiddetti gas serra oggetto di indagine dei prossimi due paragrafi

22 Emissioni di gas serra longevi

La forzante radiativa4 del sistema climatico egrave dominata dai gas serra longevi ossia dai gas serrache possiedono un alto tempo di residenza in atmosfera [1] Tra questi spiccano il diossido dicarbonio (CO2) il metano (CH4) lrsquoossido di diazoto (N2O) e gli idrocarburi alogenati5 caratterizzatida un tempo di residenza medio pari a [11]

bull 500 anni per la CO2

bull 7-10 anni per il CH4

bull 140-190 anni per lrsquoN2O

Anche il vapore acqueo (H2O) egrave un gas serra ma risiede in atmosfera esclusivamente per un breveperiodo (circa 10 giorni [11]) pertanto non contribuisce significativamente alla forzante radiativaTuttavia allrsquoaumentare della temperatura dellrsquoatmosfera aumenta anche la capacitagrave di questrsquoultimadi contenere maggiori quantitagrave di vapor drsquoacqua le quali produrranno un ulteriore incrementodellrsquoeffetto serra instaurando quindi un feedback positivo di non trascurabile importanza [12]

Le emissioni globali di gas serra conseguenti ad attivitagrave umane sono cresciute a partire dallrsquoerapreindustriale con un incremento del 70 tra il 1970 ed il 2004 La maggiore crescita in termini diemissioni di gas serra tra gli anni pocrsquoanzi menzionati proviene dalle seguenti cause [1]

bull rifornimento energetico

bull trasporti

bull industria

Attivitagrave come lrsquoutilizzo di edifici residenziali e commerciali la silvicultura (deforestazione inclusa)ed il settore agricolo invece sono sempre fonte di emissioni di gas serra ma possiedono un impattopiugrave moderato [1]Le emissioni globali di gas serra longevi ricoprono un ruolo di assoluta importanza in termini dicambiamento climatico pertanto si egrave deciso di anticiparne parzialmente la trattazione giagrave in questoparagrafo nonostante si riservi una trattazione piugrave dettagliata al sotto-paragrafo 231 interamentededicato allrsquoanalisi delle attivitagrave antropiche come forzante esterna dei cambiamenti climatici

23 Cambiamenti climatici fattori scatenanti

Variazioni nelle concentrazioni di gas serra in atmosfera e nellrsquoirraggiamento solare alterano ilbilancio energetico del sistema climatico e sono fattori scatenanti in termini di cambiamenticlimatici poicheacute influenzano assorbimento scattering ed emissione della radiazione allrsquointernodellrsquoatmosfera e nei pressi della superficie del pianeta Terra Le risultanti variazioni nel bilancio

4 La forzante radiativa egrave una misura dellrsquoinfluenza che un fattore ha nellrsquoalterazione del bilancio tra energia entrante ed uscente dal sistema atmosferico terrestre ed egrave un indice dellrsquoimportanza di tale fattore come potenziale meccanismo di cambiamento climatico [10] Nel presente documento i valori di forzante radiativa sono relativi ai valori preindustriali (il 1750 egrave lrsquoanno di riferimento) e sono espressi in Wm-25 Gli idrocarburi alogenati sono un gruppo di gas contenenti fluoro cloro e bromo

12

energetico - positive o negative che siano - sono espresse in termini di forzante radiativa la quale egravegeneralmente utilizzata per confrontare le influenze che riscaldamento o raffreddamento globalihanno sul clima [1]

231 Forzanti antropiche

Lrsquoinfluenza antropica sul sistema climatico egrave chiara le recenti emissioni antropiche di gas serralongevi sono le piugrave elevate mai verificatesi nella storia del pianeta Terra ed i conseguenti effetti -assieme a quelli provocati da altre forzanti di natura antropica - sono stati la causa dominante delriscaldamento globale osservato a partire da metagrave del XX secolo entro un livello di confidenzaestremamente elevato [3]Nel 2005 le concentrazioni di CO2 e CH4 in atmosfera hanno superato lrsquointervallo di valori entro iquali risiedevano negli ultimi 650000 anni [1] Inoltre le concentrazioni globali di diossido dicarbonio metano e ossido di diazoto in atmosfera hanno subito un marcato aumento a partire dal1750 a causa di attivitagrave umane (rivoluzione industriale avvento dei motori a scoppio e crescitademografica su tutti) ed hanno raggiunto valori significativamente maggiori rispetto a quellipreindustriali (figura 21 - a b e c)Dal confronto dei grafici di figura 21 (a b e c) si osserva come il valore della forzante radiativa -oltre che della concentrazione - negli anni possieda un andamento simile per i tre gas serra longeviin analisi che prende il nome di hockeyrsquos stick shape (forma a bastone da hockey)Sorge spontaneo chiedersi da dove provengano i dati risalenti a centinaia - o addirittura migliaia - dianni fa si tratta di stime dedotte mediante lrsquoausilio di tecniche di carotaggio operate su ghiaccipermanenti dove si egrave certi che lrsquoanidride carbonica si sia mantenuta e conservata nel tempo senzache vi sia stata alcuna comunicazione con lrsquoaria circostante Si tratta di misure indirette cheprendono il nome di proxy

Figura 21a Concentrazione di CO2 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

13

Figura 21b Concentrazione di CH4 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

Figura 21c Concentrazione di N2O (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

14

Figura 22 Emissioni annuali globali di gas serra di natura antropica tra gli anni 1970 e 2004 (compresi) [1] In ascissacompare lrsquoanno mentre in ordinata le giga-tonnellate (Gt) di CO2-equivalente ossia la massa di diossido di carbonioche causerebbe lo stesso ammontare di forzante radiativa di un altro gas serra o di una miscela di gas serra (longevi)

Il diossido di carbonio egrave il gas serra di natura antropica piugrave importante Le sue emissioni annuesono cresciute dellrsquo80 (da 21 a 38 Gt) tra il 1970 ed il 2004 e rappresentarono il 77 di tutte leemissioni di gas serra di natura antropica nel 2004 (figura 22) [1] Lrsquoincremento globale dellaconcentrazione di CO2 (da 280 ppm [1] del 1750 a 41204 ppm [9] di marzo del 2019) egraveprincipalmente dovuto allrsquoutilizzo di combustibili fossili e in seconda battuta alla deforestazioneLrsquoaumento della concentrazione di metano (da 715 ppb [1] del 1750 a 1-2 ppm [9] del 2019)invece possiede come cause primarie - oltre allrsquoutilizzo di combustibili fossili - anche lrsquoagricolturae lrsquoallevamentoLrsquoincremento di ossido di diazoto (da 270 ppb [1] del 1750 a 050 ppm [9] del 2019) invece egraveprevalentemente dovuto allrsquoagricoltura (fertilizzanti) e allrsquoindustriaInfine per quanto riguarda gli idrocarburi alogenati la loro concentrazione globale in atmosfera siegrave discostata da valori prossimi allo zero dellrsquoera preindustriale prevalentemente a causa delle attivitagraveumane [1]

Molti degli incrementi di temperatura media globale osservati a partire dal 1950 paiono strettamentecorrelati con lrsquoaumento della concentrazione di gas serra dovuto a forzanti antropiche [1]Il riscaldamento globale diffuso di atmosfera ed oceano assieme allo scioglimento dei ghiaccisupporta la conclusione secondo la quale esiste una bassissima probabilitagrave che il cambiamentoclimatico degli ultimi cinquanta anni possa essere spiegato senza introdurre forzanti esterne ed unabuona probabilitagrave che non sia dovuto alle sole cause naturali [1]Il riscaldamento osservato per la troposfera ed il raffreddamento della stratosfera sembrano esseredovuti allrsquoeffetto combinato dellrsquoaumento della concentrazione di gas serra e allrsquoesaurimentodellrsquoozono stratosferico6 [1]

6 Generalmente si distingue tra ozono troposferico ed ozono stratosferico Il primo egrave confinato attorno alla superficie terrestre ed egrave trattato come un fattore inquinante mentre il secondo egrave localizzato attorno ai 30 km di quota e costituisce un elemento fondamentale per consentire la vita sulla Terra (il buco dellrsquoozono costituisce un problema attuale di notevole importanza) duplice ruolo dellrsquoO3

15

Figura 23 Confronto tra le anomalie di temperatura superficiale osservate (in nero) su scala continentale e globale conandamenti simulati a partire da modelli climatici che considerano o solo forzanti naturali (in blu) o sia forzanti naturaliche antropiche (in rosso) [1]

In figura 23 si possono osservare diversi grafici che illustrano lrsquoandamento dellrsquoanomalia annuadi temperatura7 a partire dal 1906 mediato sui vari continenti oltre che su tutto il globo su tuttigli oceani e su tutte le terre emerse Si nota come il riscaldamento osservato per le varie regioni inanalisi - mediato su un arco temporale pari a dieci anni - sia riprodotto con una certa confidenza damodelli che includono sia cause naturali che antropiche (fa eccezione lrsquoAntartide) soprattutto apartire dal 1950 circa Invece i modelli che prevedono lrsquoimpiego esclusivamente di cause naturali sidiscostano dai dati osservati in particolare negli ultimi cinquanta anni circa Questo porta adaffermare con una certa confidenza che le cause antropiche sono le principali responsabili delriscaldamento globale a partire da circa la metagrave del XX secolo [1]Inoltre sempre con una certa confidenza si puograve affermare che la forzante di tipo antropico egrave anchela principale responsabile dei seguenti fenomeni [1]

bull innalzamento del livello medio del mare a partire dalla seconda metagrave del lsquo900

bull variazioni nel pattern di vento e precipitazioni

bull modifica di alcuni sistemi biologici e naturali

7 Lrsquoanomalia annua di temperatura egrave definita come la differenza tra il valore medio annuo di temperatura in un punto e la relativa media calcolata su un periodo di riferimento

16

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 3: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Contenuti

1 Cambiamenti climatici osservati e relativi effetti 5

11 Cambiamenti climatici osservati 5 12 Uno sguardo al passato per contestualizzare il presente 7 121 Temperatura media della Terra nel lontano passato 9 122 Livello medio del mare nel lontano passato 9

13 Effetti climatici osservati su sistemi naturali 9

2 Cause dei cambiamenti climatici 11

21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre 11 22 Emissioni di gas serra longevi 12 23 Cambiamenti climatici fattori scatenanti 12 231 Forzanti antropiche 13 232 Forzanti naturali interne ed esterne 17 233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato 17

3 Impatti dei cambiamenti climatici 19

31 Scenari di emissione 19 311 Gli scenari SRES 20 312 Gli scenari RCP 20 32 Predizione di cambiamenti climatici futuri 21 321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo 21 322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI 24 33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi 24 331 Acidificazione dellrsquooceano 25 332 Eventi estremi 25 333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili 26

4 Adattamento e mitigazione opzioni e risposte 27

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni 27 411 Opzioni di adattamento 27 412 Opzioni di mitigazione 28 413 Relazione tra adattamento e mitigazione 28 42 Cooperazioni internazionali cenni 28 421 La Convenzione UNFCCC 29 422 Il Protocollo di Kyoto 29

Bibliografia 30

3

4

Capitolo 1

Cambiamenti climatici osservati e relativi effetti

11 Cambiamenti climatici osservati

Con il termine cambiamento climatico solitamente ci si riferisce alle variazioni nello stato delclima che possono essere identificate da cambiamenti rispetto alla media eo dalla variabilitagrave delleproprietagrave dello stato climatico stesso che persistono per un periodo esteso tipicamente dellrsquoordinedelle decine - o anche centinaia - di anni Il termine in analisi si riferisce a qualsiasi cambiamentodel clima nel tempo che sia dovuto a variabilitagrave naturale o sia conseguenza di attivitagrave antropiche[1] Questa definizione tuttavia non egrave universalmente adottata talvolta infatti si preferiscedistinguere tra cambiamento climatico - attribuito alle sole cause antropiche dirette o indirette - evariabilitagrave climatica attribuita alle sole cause naturali

Il riscaldamento del sistema climatico1 egrave inequivocabile a testimoniarlo sono le seguentiosservazioni (figura 11) [3]

bull aumento della temperatura media dellrsquoaria su scala globale

bull aumento della temperatura media degli oceani su scala globale

bull scioglimento diffuso di neve e ghiacci

bull aumento del livello medio del mare su scala globale

Lrsquoincremento di temperatura egrave diffuso su tutto il globo ma egrave maggiore alle alte latitudinidellrsquoemisfero boreale [1] Il periodo che va dal 1983 al 2012 egrave stato - entro un certo livello diconfidenza - il trentennio piugrave caldo degli ultimi 1400 anni nellrsquoemisfero settentrionale [3] Negliultimi cento anni circa le temperature artiche medie hanno subito un incremento caratterizzato daun tasso di crescita doppio rispetto alla temperatura media globale Inoltre le regioni continentali sisono riscaldate piugrave rapidamente rispetto agli oceani [1] Osservazioni iniziate nel 1961 mostranocome la temperatura media globale dellrsquooceano egrave aumentata fino ad una profonditagrave di almeno trechilometri [1] con intensitagrave maggiore in prossimitagrave della superficie [3] Per quanto riguardalrsquoatmosfera invece analisi effettuate grazie allrsquoausilio di palloni-sonda e misure satellitari mostranoche il tasso di crescita della temperatura della media- e bassa-troposfera egrave simile a quello osservatoper la temperatura superficiale [1]

Lrsquoincremento del livello medio del mare egrave caratterizzato da un tasso - non omogeneo [2] (figura12) e in crescita negli ultimi anni - dellrsquoordine dei millimetri allrsquoanno [1] con un aumentocomplessivo medio di 019 m tra il 1901 ed il 2010 [3] Tale andamento egrave consistente con lrsquoaumentodi temperatura (figura 11)1 Definizione moderna e multidisciplinare di sistema climatico la Terra egrave dotata di un sistema climatico formato da piugrave componenti che concorrono a mantenere lequilibrio dellintero sistema influenzandosi a vicenda sotto la forzante esterna dellenergia proveniente dal Sole [2]

5

Figura11 Variazioni osservate in (a) temperatura superficiale globale media (b) livello del mare globale medio (c)estensione del manto nevoso nellrsquoemisfero boreale per il periodo marzo-aprile Tutte le differenze sono relative allecorrispondenti medie per lrsquoarco di tempo 1961-1990 Le curve piugrave smooth rappresentano medie decennali mentre ipunti (cerchi) indicano valori annui Le aree ombreggiate sono gli intervalli di incertezza stimati [1]

Figura 12 Tendenza del livello medio del mare - in mmanno - da gennaio del 1993 a dicembre del 2012 [4]

6

A partire dal 1993 lrsquoespansione termica degli oceani ha contribuito con una percentuale prossima a57 allrsquoinnalzamento del livello medio del mare mentre il restante 43 egrave dovuto sostanzialmenteallo scioglimento dei ghiacci continentali e marini anche se questi ultimi - essendo giagrave immersi inmare - contribuiscono poco (25 [2]) Si stima che ad un completo scioglimento dei ghiacci diGroenlandia ed Antartide conseguirebbe un aumento del livello marino medio di circa 6 m e 60 mrispettivamente [5]

Anche la diminuzione di distese di ghiaccio e neve in entrambi gli emisferi egrave consistente con ilriscaldamento globale2 (figura 11) Dati satellitari raccolti a partire dal 1978 mostrano chelrsquoestensione dei ghiacci nel Mar Artico diminuisce - su media annuale - del 27 (74 durante ilperiodo estivo) ogni dieci anni [1] A partire dagli anni lsquo80 del lsquo900 la temperatura superficialedello strato di permafrost egrave generalmente aumentata fino ad un valore prossimo a 3degC [1] inrisposta allrsquoincremento della temperatura superficiale e ai cambiamenti nella copertura nevosa [3]

12 Uno sguardo al passato per contestualizzare il presente

Affincheacute sia possibile comprendere al meglio ciograve che accade attualmente circa i cambiamenticlimatici egrave utile fornire una visione drsquoinsieme Pertanto si egrave deciso di dedicare questo paragrafoalla contestualizzazione del presente mediante una breve panoramica su quella che era la situazionedel lontano passato in termini di temperatura media del globo e di livello medio del mareSi hanno informazioni attendibili sul clima passato del pianeta Terra fino a circa 300 milioni di annifa - dove tale limite proviene dalletagrave dei fondali oceanici - mentre stime per periodi piugrave lontaniderivano da analisi di rocce continentali [6]

Figura 13 Anomalia di temperatura del pianeta Terra relativa al valore medio misurato per il periodo 1960-1990 [7]In tempi dellrsquoordine di milioni di anni fa il globo era caratterizzato da un clima generalmente piugrave caldo rispetto a quelloattuale diversamente da quanto accadeva in tempi dellrsquoordine di migliaia di anni fa in cui la temperatura media dellaTerra era tendenzialmente inferiore rispetto a quella attuale

2 Il concetto di riscaldamento globale non va confuso con quello di effetto serra Questrsquoultimo egrave un effetto naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gas serra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) proveniente dalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera Un incremento della concentrazione di gas serra in aria conduce ad un piugrave intenso effetto serra che sfocia nel riscaldamento globale

7

Figura 14 Anomalia di temperatura del pianeta Terra relativa al valore medio misurato per il periodo 1960-1990dettaglio dei 450000 anni piugrave recenti [7] Si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi) ed interglaciali (caldi)con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20 rispettivamente

Figura 15 Anomalia del livello medio del mare - per i 24000 anni piugrave recenti - rispetto al valore medio attuale [8]Colori diversi corrispondono ad osservazioni relative a localitagrave differenti Ad ogni osservazione sono associate duebarre drsquoerrore una orizzontale ed una verticale

8

121 Temperatura media della Terra nel lontano passato

In tempi molto lontani - dellrsquoordine dei milioni di anni fa - la temperatura media del pianeta Terraera piugrave elevata di quanto non lo sia al tempo presente ma si sono verificate fluttuazioni significativeche hanno condotto a glaciazioni estese [2] In tempi dellrsquoordine delle migliaia di anni fa invece latemperatura media del globo era tendenzialmente inferiore rispetto a quella attualeQuanto appena affermato puograve essere apprezzato in figura 13 mentre in figura 14 si propone undettaglio dei 450000 anni piugrave recenti in cui si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi)ed interglaciali (caldi) con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20rispettivamente

122 Livello medio del mare nel lontano passato

Si stima che il livello medio del mare - rispetto a quello attuale - fosse [8]

bull 120 m inferiore durante lrsquoultima era glaciale (12000 divide 110000 anni fa circa)

bull 55 m superiore 125000 anni fa

bull 503 m superiore 3000000 di anni fa

Pertanto si osserva come - in tempi passati - il livello marino medio sia stato molto diverso daquello attuale (figura 15)

13 Effetti climatici osservati su sistemi naturali

Evidenze osservative raccolte in ogni continente3 e nella maggior parte degli oceani mostrano chemolti sistemi naturali sono stati influenzati da cambiamenti climatici regionali in particolare acausa dellrsquoaumento di temperatura [1]

Con buona sicurezza si puograve affermare che sistemi naturali legati a neve e ghiacci (permafrostincluso) sono influenzati dai cambiamenti climatici come ad esempio [1]

bull allargamento ed incremento del numero di laghi glaciali

bull incremento dellrsquoinstabilitagrave del terreno nelle regioni ricoperte da permafrost e frane nelleregioni montuose

bull cambiamenti in alcuni ecosistemi artici ed antartici

Con altrettanta buona sicurezza - basata su evidenze derivanti dallo studio di un ampio numero dispecie animali e vegetali diverse - si puograve affermare che il recente riscaldamento globale influenzapesantemente i sistemi biologici terrestri come ad esempio le migrazioni dei volatili e ladeposizione delle uova anticipandone lrsquoavvenuta [1]Inoltre sembra che i cambiamenti osservati nei sistemi biologici di acqua dolce e salata sianoassociati allrsquoaumento della temperatura dellrsquoacqua oltre che alle variazioni della superficie deighiacci della salinitagrave del livello di ossigeno e della circolazione Questi cambiamenti coinvolgonoprincipalmente alghe plancton e pesci in termini di abbondanza specie e luogo (migrazione) [1]

3 In merito ai cambiamenti climatici osservati esiste una evidente disomogeneitagrave di dati raccolti e letteratura a seconda dellrsquoarea geografica in questione in particolare si riscontra una marcata scarsitagrave di informazioni nei paesi in via di sviluppo [1]

9

Detto ciograve non egrave semplice stabilire in che percentuale cause naturali ed antropiche contribuiscano alriscaldamento globale e ai cambiamenti climatici in generale Uno degli obiettivi degli esperti cheoperano in questo ambito della scienza egrave proprio quello di cercare di attribuire una causa allevariazioni osservate A tal proposito esiste una moltitudine di modelli diversi oltre che unamolteplicitagrave di scuole di pensiero diverse che sfociano principalmente nelle due seguenti categorie

bull sostenitori delle cause naturali come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

bull sostenitori delle cause antropiche come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

Tutto ciograve egrave argomento di analisi e discussione in particolare dei prossimi due capitoli

10

Capitolo 2

Cause dei cambiamenti climatici

21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre

Per comprendere le cause dei cambiamenti climatici egrave importante conoscere la composizionechimica dellrsquoatmosfera terrestre in particolare nei pressi della superficie del pianeta In tabella21 sono riportate le principali specie chimiche che costituiscono lrsquoatmosfera nei pressi dellasuperficie del pianeta Terra oltre che il corrispondente peso molecolare e la proporzione (in terminidi volume) con cui tali specie contribuiscono alla composizione dellrsquoaria Talvolta si preferiscefornire esclusivamente la composizione chimica dellrsquoaria priva di vapore acqueo (la cosiddetta ariasecca) in quanto questrsquoultimo compare in atmosfera in proporzioni volumetriche fortementevariabili (sia nel tempo che a seconda della localitagrave in esame) che comunque si aggirano attornoalla mezza parte per milioneIn tabella 21 sono riportati valori numerici privi di errore lrsquoobiettivo egrave esclusivamente quello difornire una descrizione generale delle caratteristiche chimiche dellrsquoatmosfera in termini dicostituenti fondamentali

Tabella 21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre nei pressi della superficie del pianeta [9]

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Azoto (N2) 2801 7808 Metano (CH4) 1604 1 - 2 ppm

Ossigeno (O2) 3200 2095 Idrogeno (H2) 202 050 ppm

Argon (Ar) 3995 0934 Ossido didiazoto (N2O)

4401 050 ppm

Vapore acqueo(H2O )

1802 ~ 05 Xeno (Xe) 13129 0087 ppm

Anidridecarbonica

(CO2)

4401 41204 ppm Diossido diazoto (NO2)

4601 002 ppm

Neon (Ne) 2018 1818 ppm Ozono (O3) 4800 0 divide 001 ppm

Elio (He) 400 524 ppm Radon (Rn) 22200 6 10-14 ppm

Monossido diazoto (NO)

3001 500 ppmAltri (CO NH3

ecc)

Kripton (Kr) 8380 114 ppm Dato fortemente variabile Dato risalente a marzo 2019

11

Anche se in proporzioni minori rispetto ad altre alcune specie chimiche costituenti lrsquoatmosfera sonoparticolarmente importanti dal punto di vista del bilancio energetico globale del pianeta Tra questecompaiono ad esempio i cosiddetti gas serra oggetto di indagine dei prossimi due paragrafi

22 Emissioni di gas serra longevi

La forzante radiativa4 del sistema climatico egrave dominata dai gas serra longevi ossia dai gas serrache possiedono un alto tempo di residenza in atmosfera [1] Tra questi spiccano il diossido dicarbonio (CO2) il metano (CH4) lrsquoossido di diazoto (N2O) e gli idrocarburi alogenati5 caratterizzatida un tempo di residenza medio pari a [11]

bull 500 anni per la CO2

bull 7-10 anni per il CH4

bull 140-190 anni per lrsquoN2O

Anche il vapore acqueo (H2O) egrave un gas serra ma risiede in atmosfera esclusivamente per un breveperiodo (circa 10 giorni [11]) pertanto non contribuisce significativamente alla forzante radiativaTuttavia allrsquoaumentare della temperatura dellrsquoatmosfera aumenta anche la capacitagrave di questrsquoultimadi contenere maggiori quantitagrave di vapor drsquoacqua le quali produrranno un ulteriore incrementodellrsquoeffetto serra instaurando quindi un feedback positivo di non trascurabile importanza [12]

Le emissioni globali di gas serra conseguenti ad attivitagrave umane sono cresciute a partire dallrsquoerapreindustriale con un incremento del 70 tra il 1970 ed il 2004 La maggiore crescita in termini diemissioni di gas serra tra gli anni pocrsquoanzi menzionati proviene dalle seguenti cause [1]

bull rifornimento energetico

bull trasporti

bull industria

Attivitagrave come lrsquoutilizzo di edifici residenziali e commerciali la silvicultura (deforestazione inclusa)ed il settore agricolo invece sono sempre fonte di emissioni di gas serra ma possiedono un impattopiugrave moderato [1]Le emissioni globali di gas serra longevi ricoprono un ruolo di assoluta importanza in termini dicambiamento climatico pertanto si egrave deciso di anticiparne parzialmente la trattazione giagrave in questoparagrafo nonostante si riservi una trattazione piugrave dettagliata al sotto-paragrafo 231 interamentededicato allrsquoanalisi delle attivitagrave antropiche come forzante esterna dei cambiamenti climatici

23 Cambiamenti climatici fattori scatenanti

Variazioni nelle concentrazioni di gas serra in atmosfera e nellrsquoirraggiamento solare alterano ilbilancio energetico del sistema climatico e sono fattori scatenanti in termini di cambiamenticlimatici poicheacute influenzano assorbimento scattering ed emissione della radiazione allrsquointernodellrsquoatmosfera e nei pressi della superficie del pianeta Terra Le risultanti variazioni nel bilancio

4 La forzante radiativa egrave una misura dellrsquoinfluenza che un fattore ha nellrsquoalterazione del bilancio tra energia entrante ed uscente dal sistema atmosferico terrestre ed egrave un indice dellrsquoimportanza di tale fattore come potenziale meccanismo di cambiamento climatico [10] Nel presente documento i valori di forzante radiativa sono relativi ai valori preindustriali (il 1750 egrave lrsquoanno di riferimento) e sono espressi in Wm-25 Gli idrocarburi alogenati sono un gruppo di gas contenenti fluoro cloro e bromo

12

energetico - positive o negative che siano - sono espresse in termini di forzante radiativa la quale egravegeneralmente utilizzata per confrontare le influenze che riscaldamento o raffreddamento globalihanno sul clima [1]

231 Forzanti antropiche

Lrsquoinfluenza antropica sul sistema climatico egrave chiara le recenti emissioni antropiche di gas serralongevi sono le piugrave elevate mai verificatesi nella storia del pianeta Terra ed i conseguenti effetti -assieme a quelli provocati da altre forzanti di natura antropica - sono stati la causa dominante delriscaldamento globale osservato a partire da metagrave del XX secolo entro un livello di confidenzaestremamente elevato [3]Nel 2005 le concentrazioni di CO2 e CH4 in atmosfera hanno superato lrsquointervallo di valori entro iquali risiedevano negli ultimi 650000 anni [1] Inoltre le concentrazioni globali di diossido dicarbonio metano e ossido di diazoto in atmosfera hanno subito un marcato aumento a partire dal1750 a causa di attivitagrave umane (rivoluzione industriale avvento dei motori a scoppio e crescitademografica su tutti) ed hanno raggiunto valori significativamente maggiori rispetto a quellipreindustriali (figura 21 - a b e c)Dal confronto dei grafici di figura 21 (a b e c) si osserva come il valore della forzante radiativa -oltre che della concentrazione - negli anni possieda un andamento simile per i tre gas serra longeviin analisi che prende il nome di hockeyrsquos stick shape (forma a bastone da hockey)Sorge spontaneo chiedersi da dove provengano i dati risalenti a centinaia - o addirittura migliaia - dianni fa si tratta di stime dedotte mediante lrsquoausilio di tecniche di carotaggio operate su ghiaccipermanenti dove si egrave certi che lrsquoanidride carbonica si sia mantenuta e conservata nel tempo senzache vi sia stata alcuna comunicazione con lrsquoaria circostante Si tratta di misure indirette cheprendono il nome di proxy

Figura 21a Concentrazione di CO2 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

13

Figura 21b Concentrazione di CH4 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

Figura 21c Concentrazione di N2O (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

14

Figura 22 Emissioni annuali globali di gas serra di natura antropica tra gli anni 1970 e 2004 (compresi) [1] In ascissacompare lrsquoanno mentre in ordinata le giga-tonnellate (Gt) di CO2-equivalente ossia la massa di diossido di carbonioche causerebbe lo stesso ammontare di forzante radiativa di un altro gas serra o di una miscela di gas serra (longevi)

Il diossido di carbonio egrave il gas serra di natura antropica piugrave importante Le sue emissioni annuesono cresciute dellrsquo80 (da 21 a 38 Gt) tra il 1970 ed il 2004 e rappresentarono il 77 di tutte leemissioni di gas serra di natura antropica nel 2004 (figura 22) [1] Lrsquoincremento globale dellaconcentrazione di CO2 (da 280 ppm [1] del 1750 a 41204 ppm [9] di marzo del 2019) egraveprincipalmente dovuto allrsquoutilizzo di combustibili fossili e in seconda battuta alla deforestazioneLrsquoaumento della concentrazione di metano (da 715 ppb [1] del 1750 a 1-2 ppm [9] del 2019)invece possiede come cause primarie - oltre allrsquoutilizzo di combustibili fossili - anche lrsquoagricolturae lrsquoallevamentoLrsquoincremento di ossido di diazoto (da 270 ppb [1] del 1750 a 050 ppm [9] del 2019) invece egraveprevalentemente dovuto allrsquoagricoltura (fertilizzanti) e allrsquoindustriaInfine per quanto riguarda gli idrocarburi alogenati la loro concentrazione globale in atmosfera siegrave discostata da valori prossimi allo zero dellrsquoera preindustriale prevalentemente a causa delle attivitagraveumane [1]

Molti degli incrementi di temperatura media globale osservati a partire dal 1950 paiono strettamentecorrelati con lrsquoaumento della concentrazione di gas serra dovuto a forzanti antropiche [1]Il riscaldamento globale diffuso di atmosfera ed oceano assieme allo scioglimento dei ghiaccisupporta la conclusione secondo la quale esiste una bassissima probabilitagrave che il cambiamentoclimatico degli ultimi cinquanta anni possa essere spiegato senza introdurre forzanti esterne ed unabuona probabilitagrave che non sia dovuto alle sole cause naturali [1]Il riscaldamento osservato per la troposfera ed il raffreddamento della stratosfera sembrano esseredovuti allrsquoeffetto combinato dellrsquoaumento della concentrazione di gas serra e allrsquoesaurimentodellrsquoozono stratosferico6 [1]

6 Generalmente si distingue tra ozono troposferico ed ozono stratosferico Il primo egrave confinato attorno alla superficie terrestre ed egrave trattato come un fattore inquinante mentre il secondo egrave localizzato attorno ai 30 km di quota e costituisce un elemento fondamentale per consentire la vita sulla Terra (il buco dellrsquoozono costituisce un problema attuale di notevole importanza) duplice ruolo dellrsquoO3

15

Figura 23 Confronto tra le anomalie di temperatura superficiale osservate (in nero) su scala continentale e globale conandamenti simulati a partire da modelli climatici che considerano o solo forzanti naturali (in blu) o sia forzanti naturaliche antropiche (in rosso) [1]

In figura 23 si possono osservare diversi grafici che illustrano lrsquoandamento dellrsquoanomalia annuadi temperatura7 a partire dal 1906 mediato sui vari continenti oltre che su tutto il globo su tuttigli oceani e su tutte le terre emerse Si nota come il riscaldamento osservato per le varie regioni inanalisi - mediato su un arco temporale pari a dieci anni - sia riprodotto con una certa confidenza damodelli che includono sia cause naturali che antropiche (fa eccezione lrsquoAntartide) soprattutto apartire dal 1950 circa Invece i modelli che prevedono lrsquoimpiego esclusivamente di cause naturali sidiscostano dai dati osservati in particolare negli ultimi cinquanta anni circa Questo porta adaffermare con una certa confidenza che le cause antropiche sono le principali responsabili delriscaldamento globale a partire da circa la metagrave del XX secolo [1]Inoltre sempre con una certa confidenza si puograve affermare che la forzante di tipo antropico egrave anchela principale responsabile dei seguenti fenomeni [1]

bull innalzamento del livello medio del mare a partire dalla seconda metagrave del lsquo900

bull variazioni nel pattern di vento e precipitazioni

bull modifica di alcuni sistemi biologici e naturali

7 Lrsquoanomalia annua di temperatura egrave definita come la differenza tra il valore medio annuo di temperatura in un punto e la relativa media calcolata su un periodo di riferimento

16

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 4: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

4

Capitolo 1

Cambiamenti climatici osservati e relativi effetti

11 Cambiamenti climatici osservati

Con il termine cambiamento climatico solitamente ci si riferisce alle variazioni nello stato delclima che possono essere identificate da cambiamenti rispetto alla media eo dalla variabilitagrave delleproprietagrave dello stato climatico stesso che persistono per un periodo esteso tipicamente dellrsquoordinedelle decine - o anche centinaia - di anni Il termine in analisi si riferisce a qualsiasi cambiamentodel clima nel tempo che sia dovuto a variabilitagrave naturale o sia conseguenza di attivitagrave antropiche[1] Questa definizione tuttavia non egrave universalmente adottata talvolta infatti si preferiscedistinguere tra cambiamento climatico - attribuito alle sole cause antropiche dirette o indirette - evariabilitagrave climatica attribuita alle sole cause naturali

Il riscaldamento del sistema climatico1 egrave inequivocabile a testimoniarlo sono le seguentiosservazioni (figura 11) [3]

bull aumento della temperatura media dellrsquoaria su scala globale

bull aumento della temperatura media degli oceani su scala globale

bull scioglimento diffuso di neve e ghiacci

bull aumento del livello medio del mare su scala globale

Lrsquoincremento di temperatura egrave diffuso su tutto il globo ma egrave maggiore alle alte latitudinidellrsquoemisfero boreale [1] Il periodo che va dal 1983 al 2012 egrave stato - entro un certo livello diconfidenza - il trentennio piugrave caldo degli ultimi 1400 anni nellrsquoemisfero settentrionale [3] Negliultimi cento anni circa le temperature artiche medie hanno subito un incremento caratterizzato daun tasso di crescita doppio rispetto alla temperatura media globale Inoltre le regioni continentali sisono riscaldate piugrave rapidamente rispetto agli oceani [1] Osservazioni iniziate nel 1961 mostranocome la temperatura media globale dellrsquooceano egrave aumentata fino ad una profonditagrave di almeno trechilometri [1] con intensitagrave maggiore in prossimitagrave della superficie [3] Per quanto riguardalrsquoatmosfera invece analisi effettuate grazie allrsquoausilio di palloni-sonda e misure satellitari mostranoche il tasso di crescita della temperatura della media- e bassa-troposfera egrave simile a quello osservatoper la temperatura superficiale [1]

Lrsquoincremento del livello medio del mare egrave caratterizzato da un tasso - non omogeneo [2] (figura12) e in crescita negli ultimi anni - dellrsquoordine dei millimetri allrsquoanno [1] con un aumentocomplessivo medio di 019 m tra il 1901 ed il 2010 [3] Tale andamento egrave consistente con lrsquoaumentodi temperatura (figura 11)1 Definizione moderna e multidisciplinare di sistema climatico la Terra egrave dotata di un sistema climatico formato da piugrave componenti che concorrono a mantenere lequilibrio dellintero sistema influenzandosi a vicenda sotto la forzante esterna dellenergia proveniente dal Sole [2]

5

Figura11 Variazioni osservate in (a) temperatura superficiale globale media (b) livello del mare globale medio (c)estensione del manto nevoso nellrsquoemisfero boreale per il periodo marzo-aprile Tutte le differenze sono relative allecorrispondenti medie per lrsquoarco di tempo 1961-1990 Le curve piugrave smooth rappresentano medie decennali mentre ipunti (cerchi) indicano valori annui Le aree ombreggiate sono gli intervalli di incertezza stimati [1]

Figura 12 Tendenza del livello medio del mare - in mmanno - da gennaio del 1993 a dicembre del 2012 [4]

6

A partire dal 1993 lrsquoespansione termica degli oceani ha contribuito con una percentuale prossima a57 allrsquoinnalzamento del livello medio del mare mentre il restante 43 egrave dovuto sostanzialmenteallo scioglimento dei ghiacci continentali e marini anche se questi ultimi - essendo giagrave immersi inmare - contribuiscono poco (25 [2]) Si stima che ad un completo scioglimento dei ghiacci diGroenlandia ed Antartide conseguirebbe un aumento del livello marino medio di circa 6 m e 60 mrispettivamente [5]

Anche la diminuzione di distese di ghiaccio e neve in entrambi gli emisferi egrave consistente con ilriscaldamento globale2 (figura 11) Dati satellitari raccolti a partire dal 1978 mostrano chelrsquoestensione dei ghiacci nel Mar Artico diminuisce - su media annuale - del 27 (74 durante ilperiodo estivo) ogni dieci anni [1] A partire dagli anni lsquo80 del lsquo900 la temperatura superficialedello strato di permafrost egrave generalmente aumentata fino ad un valore prossimo a 3degC [1] inrisposta allrsquoincremento della temperatura superficiale e ai cambiamenti nella copertura nevosa [3]

12 Uno sguardo al passato per contestualizzare il presente

Affincheacute sia possibile comprendere al meglio ciograve che accade attualmente circa i cambiamenticlimatici egrave utile fornire una visione drsquoinsieme Pertanto si egrave deciso di dedicare questo paragrafoalla contestualizzazione del presente mediante una breve panoramica su quella che era la situazionedel lontano passato in termini di temperatura media del globo e di livello medio del mareSi hanno informazioni attendibili sul clima passato del pianeta Terra fino a circa 300 milioni di annifa - dove tale limite proviene dalletagrave dei fondali oceanici - mentre stime per periodi piugrave lontaniderivano da analisi di rocce continentali [6]

Figura 13 Anomalia di temperatura del pianeta Terra relativa al valore medio misurato per il periodo 1960-1990 [7]In tempi dellrsquoordine di milioni di anni fa il globo era caratterizzato da un clima generalmente piugrave caldo rispetto a quelloattuale diversamente da quanto accadeva in tempi dellrsquoordine di migliaia di anni fa in cui la temperatura media dellaTerra era tendenzialmente inferiore rispetto a quella attuale

2 Il concetto di riscaldamento globale non va confuso con quello di effetto serra Questrsquoultimo egrave un effetto naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gas serra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) proveniente dalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera Un incremento della concentrazione di gas serra in aria conduce ad un piugrave intenso effetto serra che sfocia nel riscaldamento globale

7

Figura 14 Anomalia di temperatura del pianeta Terra relativa al valore medio misurato per il periodo 1960-1990dettaglio dei 450000 anni piugrave recenti [7] Si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi) ed interglaciali (caldi)con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20 rispettivamente

Figura 15 Anomalia del livello medio del mare - per i 24000 anni piugrave recenti - rispetto al valore medio attuale [8]Colori diversi corrispondono ad osservazioni relative a localitagrave differenti Ad ogni osservazione sono associate duebarre drsquoerrore una orizzontale ed una verticale

8

121 Temperatura media della Terra nel lontano passato

In tempi molto lontani - dellrsquoordine dei milioni di anni fa - la temperatura media del pianeta Terraera piugrave elevata di quanto non lo sia al tempo presente ma si sono verificate fluttuazioni significativeche hanno condotto a glaciazioni estese [2] In tempi dellrsquoordine delle migliaia di anni fa invece latemperatura media del globo era tendenzialmente inferiore rispetto a quella attualeQuanto appena affermato puograve essere apprezzato in figura 13 mentre in figura 14 si propone undettaglio dei 450000 anni piugrave recenti in cui si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi)ed interglaciali (caldi) con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20rispettivamente

122 Livello medio del mare nel lontano passato

Si stima che il livello medio del mare - rispetto a quello attuale - fosse [8]

bull 120 m inferiore durante lrsquoultima era glaciale (12000 divide 110000 anni fa circa)

bull 55 m superiore 125000 anni fa

bull 503 m superiore 3000000 di anni fa

Pertanto si osserva come - in tempi passati - il livello marino medio sia stato molto diverso daquello attuale (figura 15)

13 Effetti climatici osservati su sistemi naturali

Evidenze osservative raccolte in ogni continente3 e nella maggior parte degli oceani mostrano chemolti sistemi naturali sono stati influenzati da cambiamenti climatici regionali in particolare acausa dellrsquoaumento di temperatura [1]

Con buona sicurezza si puograve affermare che sistemi naturali legati a neve e ghiacci (permafrostincluso) sono influenzati dai cambiamenti climatici come ad esempio [1]

bull allargamento ed incremento del numero di laghi glaciali

bull incremento dellrsquoinstabilitagrave del terreno nelle regioni ricoperte da permafrost e frane nelleregioni montuose

bull cambiamenti in alcuni ecosistemi artici ed antartici

Con altrettanta buona sicurezza - basata su evidenze derivanti dallo studio di un ampio numero dispecie animali e vegetali diverse - si puograve affermare che il recente riscaldamento globale influenzapesantemente i sistemi biologici terrestri come ad esempio le migrazioni dei volatili e ladeposizione delle uova anticipandone lrsquoavvenuta [1]Inoltre sembra che i cambiamenti osservati nei sistemi biologici di acqua dolce e salata sianoassociati allrsquoaumento della temperatura dellrsquoacqua oltre che alle variazioni della superficie deighiacci della salinitagrave del livello di ossigeno e della circolazione Questi cambiamenti coinvolgonoprincipalmente alghe plancton e pesci in termini di abbondanza specie e luogo (migrazione) [1]

3 In merito ai cambiamenti climatici osservati esiste una evidente disomogeneitagrave di dati raccolti e letteratura a seconda dellrsquoarea geografica in questione in particolare si riscontra una marcata scarsitagrave di informazioni nei paesi in via di sviluppo [1]

9

Detto ciograve non egrave semplice stabilire in che percentuale cause naturali ed antropiche contribuiscano alriscaldamento globale e ai cambiamenti climatici in generale Uno degli obiettivi degli esperti cheoperano in questo ambito della scienza egrave proprio quello di cercare di attribuire una causa allevariazioni osservate A tal proposito esiste una moltitudine di modelli diversi oltre che unamolteplicitagrave di scuole di pensiero diverse che sfociano principalmente nelle due seguenti categorie

bull sostenitori delle cause naturali come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

bull sostenitori delle cause antropiche come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

Tutto ciograve egrave argomento di analisi e discussione in particolare dei prossimi due capitoli

10

Capitolo 2

Cause dei cambiamenti climatici

21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre

Per comprendere le cause dei cambiamenti climatici egrave importante conoscere la composizionechimica dellrsquoatmosfera terrestre in particolare nei pressi della superficie del pianeta In tabella21 sono riportate le principali specie chimiche che costituiscono lrsquoatmosfera nei pressi dellasuperficie del pianeta Terra oltre che il corrispondente peso molecolare e la proporzione (in terminidi volume) con cui tali specie contribuiscono alla composizione dellrsquoaria Talvolta si preferiscefornire esclusivamente la composizione chimica dellrsquoaria priva di vapore acqueo (la cosiddetta ariasecca) in quanto questrsquoultimo compare in atmosfera in proporzioni volumetriche fortementevariabili (sia nel tempo che a seconda della localitagrave in esame) che comunque si aggirano attornoalla mezza parte per milioneIn tabella 21 sono riportati valori numerici privi di errore lrsquoobiettivo egrave esclusivamente quello difornire una descrizione generale delle caratteristiche chimiche dellrsquoatmosfera in termini dicostituenti fondamentali

Tabella 21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre nei pressi della superficie del pianeta [9]

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Azoto (N2) 2801 7808 Metano (CH4) 1604 1 - 2 ppm

Ossigeno (O2) 3200 2095 Idrogeno (H2) 202 050 ppm

Argon (Ar) 3995 0934 Ossido didiazoto (N2O)

4401 050 ppm

Vapore acqueo(H2O )

1802 ~ 05 Xeno (Xe) 13129 0087 ppm

Anidridecarbonica

(CO2)

4401 41204 ppm Diossido diazoto (NO2)

4601 002 ppm

Neon (Ne) 2018 1818 ppm Ozono (O3) 4800 0 divide 001 ppm

Elio (He) 400 524 ppm Radon (Rn) 22200 6 10-14 ppm

Monossido diazoto (NO)

3001 500 ppmAltri (CO NH3

ecc)

Kripton (Kr) 8380 114 ppm Dato fortemente variabile Dato risalente a marzo 2019

11

Anche se in proporzioni minori rispetto ad altre alcune specie chimiche costituenti lrsquoatmosfera sonoparticolarmente importanti dal punto di vista del bilancio energetico globale del pianeta Tra questecompaiono ad esempio i cosiddetti gas serra oggetto di indagine dei prossimi due paragrafi

22 Emissioni di gas serra longevi

La forzante radiativa4 del sistema climatico egrave dominata dai gas serra longevi ossia dai gas serrache possiedono un alto tempo di residenza in atmosfera [1] Tra questi spiccano il diossido dicarbonio (CO2) il metano (CH4) lrsquoossido di diazoto (N2O) e gli idrocarburi alogenati5 caratterizzatida un tempo di residenza medio pari a [11]

bull 500 anni per la CO2

bull 7-10 anni per il CH4

bull 140-190 anni per lrsquoN2O

Anche il vapore acqueo (H2O) egrave un gas serra ma risiede in atmosfera esclusivamente per un breveperiodo (circa 10 giorni [11]) pertanto non contribuisce significativamente alla forzante radiativaTuttavia allrsquoaumentare della temperatura dellrsquoatmosfera aumenta anche la capacitagrave di questrsquoultimadi contenere maggiori quantitagrave di vapor drsquoacqua le quali produrranno un ulteriore incrementodellrsquoeffetto serra instaurando quindi un feedback positivo di non trascurabile importanza [12]

Le emissioni globali di gas serra conseguenti ad attivitagrave umane sono cresciute a partire dallrsquoerapreindustriale con un incremento del 70 tra il 1970 ed il 2004 La maggiore crescita in termini diemissioni di gas serra tra gli anni pocrsquoanzi menzionati proviene dalle seguenti cause [1]

bull rifornimento energetico

bull trasporti

bull industria

Attivitagrave come lrsquoutilizzo di edifici residenziali e commerciali la silvicultura (deforestazione inclusa)ed il settore agricolo invece sono sempre fonte di emissioni di gas serra ma possiedono un impattopiugrave moderato [1]Le emissioni globali di gas serra longevi ricoprono un ruolo di assoluta importanza in termini dicambiamento climatico pertanto si egrave deciso di anticiparne parzialmente la trattazione giagrave in questoparagrafo nonostante si riservi una trattazione piugrave dettagliata al sotto-paragrafo 231 interamentededicato allrsquoanalisi delle attivitagrave antropiche come forzante esterna dei cambiamenti climatici

23 Cambiamenti climatici fattori scatenanti

Variazioni nelle concentrazioni di gas serra in atmosfera e nellrsquoirraggiamento solare alterano ilbilancio energetico del sistema climatico e sono fattori scatenanti in termini di cambiamenticlimatici poicheacute influenzano assorbimento scattering ed emissione della radiazione allrsquointernodellrsquoatmosfera e nei pressi della superficie del pianeta Terra Le risultanti variazioni nel bilancio

4 La forzante radiativa egrave una misura dellrsquoinfluenza che un fattore ha nellrsquoalterazione del bilancio tra energia entrante ed uscente dal sistema atmosferico terrestre ed egrave un indice dellrsquoimportanza di tale fattore come potenziale meccanismo di cambiamento climatico [10] Nel presente documento i valori di forzante radiativa sono relativi ai valori preindustriali (il 1750 egrave lrsquoanno di riferimento) e sono espressi in Wm-25 Gli idrocarburi alogenati sono un gruppo di gas contenenti fluoro cloro e bromo

12

energetico - positive o negative che siano - sono espresse in termini di forzante radiativa la quale egravegeneralmente utilizzata per confrontare le influenze che riscaldamento o raffreddamento globalihanno sul clima [1]

231 Forzanti antropiche

Lrsquoinfluenza antropica sul sistema climatico egrave chiara le recenti emissioni antropiche di gas serralongevi sono le piugrave elevate mai verificatesi nella storia del pianeta Terra ed i conseguenti effetti -assieme a quelli provocati da altre forzanti di natura antropica - sono stati la causa dominante delriscaldamento globale osservato a partire da metagrave del XX secolo entro un livello di confidenzaestremamente elevato [3]Nel 2005 le concentrazioni di CO2 e CH4 in atmosfera hanno superato lrsquointervallo di valori entro iquali risiedevano negli ultimi 650000 anni [1] Inoltre le concentrazioni globali di diossido dicarbonio metano e ossido di diazoto in atmosfera hanno subito un marcato aumento a partire dal1750 a causa di attivitagrave umane (rivoluzione industriale avvento dei motori a scoppio e crescitademografica su tutti) ed hanno raggiunto valori significativamente maggiori rispetto a quellipreindustriali (figura 21 - a b e c)Dal confronto dei grafici di figura 21 (a b e c) si osserva come il valore della forzante radiativa -oltre che della concentrazione - negli anni possieda un andamento simile per i tre gas serra longeviin analisi che prende il nome di hockeyrsquos stick shape (forma a bastone da hockey)Sorge spontaneo chiedersi da dove provengano i dati risalenti a centinaia - o addirittura migliaia - dianni fa si tratta di stime dedotte mediante lrsquoausilio di tecniche di carotaggio operate su ghiaccipermanenti dove si egrave certi che lrsquoanidride carbonica si sia mantenuta e conservata nel tempo senzache vi sia stata alcuna comunicazione con lrsquoaria circostante Si tratta di misure indirette cheprendono il nome di proxy

Figura 21a Concentrazione di CO2 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

13

Figura 21b Concentrazione di CH4 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

Figura 21c Concentrazione di N2O (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

14

Figura 22 Emissioni annuali globali di gas serra di natura antropica tra gli anni 1970 e 2004 (compresi) [1] In ascissacompare lrsquoanno mentre in ordinata le giga-tonnellate (Gt) di CO2-equivalente ossia la massa di diossido di carbonioche causerebbe lo stesso ammontare di forzante radiativa di un altro gas serra o di una miscela di gas serra (longevi)

Il diossido di carbonio egrave il gas serra di natura antropica piugrave importante Le sue emissioni annuesono cresciute dellrsquo80 (da 21 a 38 Gt) tra il 1970 ed il 2004 e rappresentarono il 77 di tutte leemissioni di gas serra di natura antropica nel 2004 (figura 22) [1] Lrsquoincremento globale dellaconcentrazione di CO2 (da 280 ppm [1] del 1750 a 41204 ppm [9] di marzo del 2019) egraveprincipalmente dovuto allrsquoutilizzo di combustibili fossili e in seconda battuta alla deforestazioneLrsquoaumento della concentrazione di metano (da 715 ppb [1] del 1750 a 1-2 ppm [9] del 2019)invece possiede come cause primarie - oltre allrsquoutilizzo di combustibili fossili - anche lrsquoagricolturae lrsquoallevamentoLrsquoincremento di ossido di diazoto (da 270 ppb [1] del 1750 a 050 ppm [9] del 2019) invece egraveprevalentemente dovuto allrsquoagricoltura (fertilizzanti) e allrsquoindustriaInfine per quanto riguarda gli idrocarburi alogenati la loro concentrazione globale in atmosfera siegrave discostata da valori prossimi allo zero dellrsquoera preindustriale prevalentemente a causa delle attivitagraveumane [1]

Molti degli incrementi di temperatura media globale osservati a partire dal 1950 paiono strettamentecorrelati con lrsquoaumento della concentrazione di gas serra dovuto a forzanti antropiche [1]Il riscaldamento globale diffuso di atmosfera ed oceano assieme allo scioglimento dei ghiaccisupporta la conclusione secondo la quale esiste una bassissima probabilitagrave che il cambiamentoclimatico degli ultimi cinquanta anni possa essere spiegato senza introdurre forzanti esterne ed unabuona probabilitagrave che non sia dovuto alle sole cause naturali [1]Il riscaldamento osservato per la troposfera ed il raffreddamento della stratosfera sembrano esseredovuti allrsquoeffetto combinato dellrsquoaumento della concentrazione di gas serra e allrsquoesaurimentodellrsquoozono stratosferico6 [1]

6 Generalmente si distingue tra ozono troposferico ed ozono stratosferico Il primo egrave confinato attorno alla superficie terrestre ed egrave trattato come un fattore inquinante mentre il secondo egrave localizzato attorno ai 30 km di quota e costituisce un elemento fondamentale per consentire la vita sulla Terra (il buco dellrsquoozono costituisce un problema attuale di notevole importanza) duplice ruolo dellrsquoO3

15

Figura 23 Confronto tra le anomalie di temperatura superficiale osservate (in nero) su scala continentale e globale conandamenti simulati a partire da modelli climatici che considerano o solo forzanti naturali (in blu) o sia forzanti naturaliche antropiche (in rosso) [1]

In figura 23 si possono osservare diversi grafici che illustrano lrsquoandamento dellrsquoanomalia annuadi temperatura7 a partire dal 1906 mediato sui vari continenti oltre che su tutto il globo su tuttigli oceani e su tutte le terre emerse Si nota come il riscaldamento osservato per le varie regioni inanalisi - mediato su un arco temporale pari a dieci anni - sia riprodotto con una certa confidenza damodelli che includono sia cause naturali che antropiche (fa eccezione lrsquoAntartide) soprattutto apartire dal 1950 circa Invece i modelli che prevedono lrsquoimpiego esclusivamente di cause naturali sidiscostano dai dati osservati in particolare negli ultimi cinquanta anni circa Questo porta adaffermare con una certa confidenza che le cause antropiche sono le principali responsabili delriscaldamento globale a partire da circa la metagrave del XX secolo [1]Inoltre sempre con una certa confidenza si puograve affermare che la forzante di tipo antropico egrave anchela principale responsabile dei seguenti fenomeni [1]

bull innalzamento del livello medio del mare a partire dalla seconda metagrave del lsquo900

bull variazioni nel pattern di vento e precipitazioni

bull modifica di alcuni sistemi biologici e naturali

7 Lrsquoanomalia annua di temperatura egrave definita come la differenza tra il valore medio annuo di temperatura in un punto e la relativa media calcolata su un periodo di riferimento

16

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 5: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Capitolo 1

Cambiamenti climatici osservati e relativi effetti

11 Cambiamenti climatici osservati

Con il termine cambiamento climatico solitamente ci si riferisce alle variazioni nello stato delclima che possono essere identificate da cambiamenti rispetto alla media eo dalla variabilitagrave delleproprietagrave dello stato climatico stesso che persistono per un periodo esteso tipicamente dellrsquoordinedelle decine - o anche centinaia - di anni Il termine in analisi si riferisce a qualsiasi cambiamentodel clima nel tempo che sia dovuto a variabilitagrave naturale o sia conseguenza di attivitagrave antropiche[1] Questa definizione tuttavia non egrave universalmente adottata talvolta infatti si preferiscedistinguere tra cambiamento climatico - attribuito alle sole cause antropiche dirette o indirette - evariabilitagrave climatica attribuita alle sole cause naturali

Il riscaldamento del sistema climatico1 egrave inequivocabile a testimoniarlo sono le seguentiosservazioni (figura 11) [3]

bull aumento della temperatura media dellrsquoaria su scala globale

bull aumento della temperatura media degli oceani su scala globale

bull scioglimento diffuso di neve e ghiacci

bull aumento del livello medio del mare su scala globale

Lrsquoincremento di temperatura egrave diffuso su tutto il globo ma egrave maggiore alle alte latitudinidellrsquoemisfero boreale [1] Il periodo che va dal 1983 al 2012 egrave stato - entro un certo livello diconfidenza - il trentennio piugrave caldo degli ultimi 1400 anni nellrsquoemisfero settentrionale [3] Negliultimi cento anni circa le temperature artiche medie hanno subito un incremento caratterizzato daun tasso di crescita doppio rispetto alla temperatura media globale Inoltre le regioni continentali sisono riscaldate piugrave rapidamente rispetto agli oceani [1] Osservazioni iniziate nel 1961 mostranocome la temperatura media globale dellrsquooceano egrave aumentata fino ad una profonditagrave di almeno trechilometri [1] con intensitagrave maggiore in prossimitagrave della superficie [3] Per quanto riguardalrsquoatmosfera invece analisi effettuate grazie allrsquoausilio di palloni-sonda e misure satellitari mostranoche il tasso di crescita della temperatura della media- e bassa-troposfera egrave simile a quello osservatoper la temperatura superficiale [1]

Lrsquoincremento del livello medio del mare egrave caratterizzato da un tasso - non omogeneo [2] (figura12) e in crescita negli ultimi anni - dellrsquoordine dei millimetri allrsquoanno [1] con un aumentocomplessivo medio di 019 m tra il 1901 ed il 2010 [3] Tale andamento egrave consistente con lrsquoaumentodi temperatura (figura 11)1 Definizione moderna e multidisciplinare di sistema climatico la Terra egrave dotata di un sistema climatico formato da piugrave componenti che concorrono a mantenere lequilibrio dellintero sistema influenzandosi a vicenda sotto la forzante esterna dellenergia proveniente dal Sole [2]

5

Figura11 Variazioni osservate in (a) temperatura superficiale globale media (b) livello del mare globale medio (c)estensione del manto nevoso nellrsquoemisfero boreale per il periodo marzo-aprile Tutte le differenze sono relative allecorrispondenti medie per lrsquoarco di tempo 1961-1990 Le curve piugrave smooth rappresentano medie decennali mentre ipunti (cerchi) indicano valori annui Le aree ombreggiate sono gli intervalli di incertezza stimati [1]

Figura 12 Tendenza del livello medio del mare - in mmanno - da gennaio del 1993 a dicembre del 2012 [4]

6

A partire dal 1993 lrsquoespansione termica degli oceani ha contribuito con una percentuale prossima a57 allrsquoinnalzamento del livello medio del mare mentre il restante 43 egrave dovuto sostanzialmenteallo scioglimento dei ghiacci continentali e marini anche se questi ultimi - essendo giagrave immersi inmare - contribuiscono poco (25 [2]) Si stima che ad un completo scioglimento dei ghiacci diGroenlandia ed Antartide conseguirebbe un aumento del livello marino medio di circa 6 m e 60 mrispettivamente [5]

Anche la diminuzione di distese di ghiaccio e neve in entrambi gli emisferi egrave consistente con ilriscaldamento globale2 (figura 11) Dati satellitari raccolti a partire dal 1978 mostrano chelrsquoestensione dei ghiacci nel Mar Artico diminuisce - su media annuale - del 27 (74 durante ilperiodo estivo) ogni dieci anni [1] A partire dagli anni lsquo80 del lsquo900 la temperatura superficialedello strato di permafrost egrave generalmente aumentata fino ad un valore prossimo a 3degC [1] inrisposta allrsquoincremento della temperatura superficiale e ai cambiamenti nella copertura nevosa [3]

12 Uno sguardo al passato per contestualizzare il presente

Affincheacute sia possibile comprendere al meglio ciograve che accade attualmente circa i cambiamenticlimatici egrave utile fornire una visione drsquoinsieme Pertanto si egrave deciso di dedicare questo paragrafoalla contestualizzazione del presente mediante una breve panoramica su quella che era la situazionedel lontano passato in termini di temperatura media del globo e di livello medio del mareSi hanno informazioni attendibili sul clima passato del pianeta Terra fino a circa 300 milioni di annifa - dove tale limite proviene dalletagrave dei fondali oceanici - mentre stime per periodi piugrave lontaniderivano da analisi di rocce continentali [6]

Figura 13 Anomalia di temperatura del pianeta Terra relativa al valore medio misurato per il periodo 1960-1990 [7]In tempi dellrsquoordine di milioni di anni fa il globo era caratterizzato da un clima generalmente piugrave caldo rispetto a quelloattuale diversamente da quanto accadeva in tempi dellrsquoordine di migliaia di anni fa in cui la temperatura media dellaTerra era tendenzialmente inferiore rispetto a quella attuale

2 Il concetto di riscaldamento globale non va confuso con quello di effetto serra Questrsquoultimo egrave un effetto naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gas serra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) proveniente dalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera Un incremento della concentrazione di gas serra in aria conduce ad un piugrave intenso effetto serra che sfocia nel riscaldamento globale

7

Figura 14 Anomalia di temperatura del pianeta Terra relativa al valore medio misurato per il periodo 1960-1990dettaglio dei 450000 anni piugrave recenti [7] Si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi) ed interglaciali (caldi)con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20 rispettivamente

Figura 15 Anomalia del livello medio del mare - per i 24000 anni piugrave recenti - rispetto al valore medio attuale [8]Colori diversi corrispondono ad osservazioni relative a localitagrave differenti Ad ogni osservazione sono associate duebarre drsquoerrore una orizzontale ed una verticale

8

121 Temperatura media della Terra nel lontano passato

In tempi molto lontani - dellrsquoordine dei milioni di anni fa - la temperatura media del pianeta Terraera piugrave elevata di quanto non lo sia al tempo presente ma si sono verificate fluttuazioni significativeche hanno condotto a glaciazioni estese [2] In tempi dellrsquoordine delle migliaia di anni fa invece latemperatura media del globo era tendenzialmente inferiore rispetto a quella attualeQuanto appena affermato puograve essere apprezzato in figura 13 mentre in figura 14 si propone undettaglio dei 450000 anni piugrave recenti in cui si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi)ed interglaciali (caldi) con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20rispettivamente

122 Livello medio del mare nel lontano passato

Si stima che il livello medio del mare - rispetto a quello attuale - fosse [8]

bull 120 m inferiore durante lrsquoultima era glaciale (12000 divide 110000 anni fa circa)

bull 55 m superiore 125000 anni fa

bull 503 m superiore 3000000 di anni fa

Pertanto si osserva come - in tempi passati - il livello marino medio sia stato molto diverso daquello attuale (figura 15)

13 Effetti climatici osservati su sistemi naturali

Evidenze osservative raccolte in ogni continente3 e nella maggior parte degli oceani mostrano chemolti sistemi naturali sono stati influenzati da cambiamenti climatici regionali in particolare acausa dellrsquoaumento di temperatura [1]

Con buona sicurezza si puograve affermare che sistemi naturali legati a neve e ghiacci (permafrostincluso) sono influenzati dai cambiamenti climatici come ad esempio [1]

bull allargamento ed incremento del numero di laghi glaciali

bull incremento dellrsquoinstabilitagrave del terreno nelle regioni ricoperte da permafrost e frane nelleregioni montuose

bull cambiamenti in alcuni ecosistemi artici ed antartici

Con altrettanta buona sicurezza - basata su evidenze derivanti dallo studio di un ampio numero dispecie animali e vegetali diverse - si puograve affermare che il recente riscaldamento globale influenzapesantemente i sistemi biologici terrestri come ad esempio le migrazioni dei volatili e ladeposizione delle uova anticipandone lrsquoavvenuta [1]Inoltre sembra che i cambiamenti osservati nei sistemi biologici di acqua dolce e salata sianoassociati allrsquoaumento della temperatura dellrsquoacqua oltre che alle variazioni della superficie deighiacci della salinitagrave del livello di ossigeno e della circolazione Questi cambiamenti coinvolgonoprincipalmente alghe plancton e pesci in termini di abbondanza specie e luogo (migrazione) [1]

3 In merito ai cambiamenti climatici osservati esiste una evidente disomogeneitagrave di dati raccolti e letteratura a seconda dellrsquoarea geografica in questione in particolare si riscontra una marcata scarsitagrave di informazioni nei paesi in via di sviluppo [1]

9

Detto ciograve non egrave semplice stabilire in che percentuale cause naturali ed antropiche contribuiscano alriscaldamento globale e ai cambiamenti climatici in generale Uno degli obiettivi degli esperti cheoperano in questo ambito della scienza egrave proprio quello di cercare di attribuire una causa allevariazioni osservate A tal proposito esiste una moltitudine di modelli diversi oltre che unamolteplicitagrave di scuole di pensiero diverse che sfociano principalmente nelle due seguenti categorie

bull sostenitori delle cause naturali come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

bull sostenitori delle cause antropiche come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

Tutto ciograve egrave argomento di analisi e discussione in particolare dei prossimi due capitoli

10

Capitolo 2

Cause dei cambiamenti climatici

21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre

Per comprendere le cause dei cambiamenti climatici egrave importante conoscere la composizionechimica dellrsquoatmosfera terrestre in particolare nei pressi della superficie del pianeta In tabella21 sono riportate le principali specie chimiche che costituiscono lrsquoatmosfera nei pressi dellasuperficie del pianeta Terra oltre che il corrispondente peso molecolare e la proporzione (in terminidi volume) con cui tali specie contribuiscono alla composizione dellrsquoaria Talvolta si preferiscefornire esclusivamente la composizione chimica dellrsquoaria priva di vapore acqueo (la cosiddetta ariasecca) in quanto questrsquoultimo compare in atmosfera in proporzioni volumetriche fortementevariabili (sia nel tempo che a seconda della localitagrave in esame) che comunque si aggirano attornoalla mezza parte per milioneIn tabella 21 sono riportati valori numerici privi di errore lrsquoobiettivo egrave esclusivamente quello difornire una descrizione generale delle caratteristiche chimiche dellrsquoatmosfera in termini dicostituenti fondamentali

Tabella 21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre nei pressi della superficie del pianeta [9]

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Azoto (N2) 2801 7808 Metano (CH4) 1604 1 - 2 ppm

Ossigeno (O2) 3200 2095 Idrogeno (H2) 202 050 ppm

Argon (Ar) 3995 0934 Ossido didiazoto (N2O)

4401 050 ppm

Vapore acqueo(H2O )

1802 ~ 05 Xeno (Xe) 13129 0087 ppm

Anidridecarbonica

(CO2)

4401 41204 ppm Diossido diazoto (NO2)

4601 002 ppm

Neon (Ne) 2018 1818 ppm Ozono (O3) 4800 0 divide 001 ppm

Elio (He) 400 524 ppm Radon (Rn) 22200 6 10-14 ppm

Monossido diazoto (NO)

3001 500 ppmAltri (CO NH3

ecc)

Kripton (Kr) 8380 114 ppm Dato fortemente variabile Dato risalente a marzo 2019

11

Anche se in proporzioni minori rispetto ad altre alcune specie chimiche costituenti lrsquoatmosfera sonoparticolarmente importanti dal punto di vista del bilancio energetico globale del pianeta Tra questecompaiono ad esempio i cosiddetti gas serra oggetto di indagine dei prossimi due paragrafi

22 Emissioni di gas serra longevi

La forzante radiativa4 del sistema climatico egrave dominata dai gas serra longevi ossia dai gas serrache possiedono un alto tempo di residenza in atmosfera [1] Tra questi spiccano il diossido dicarbonio (CO2) il metano (CH4) lrsquoossido di diazoto (N2O) e gli idrocarburi alogenati5 caratterizzatida un tempo di residenza medio pari a [11]

bull 500 anni per la CO2

bull 7-10 anni per il CH4

bull 140-190 anni per lrsquoN2O

Anche il vapore acqueo (H2O) egrave un gas serra ma risiede in atmosfera esclusivamente per un breveperiodo (circa 10 giorni [11]) pertanto non contribuisce significativamente alla forzante radiativaTuttavia allrsquoaumentare della temperatura dellrsquoatmosfera aumenta anche la capacitagrave di questrsquoultimadi contenere maggiori quantitagrave di vapor drsquoacqua le quali produrranno un ulteriore incrementodellrsquoeffetto serra instaurando quindi un feedback positivo di non trascurabile importanza [12]

Le emissioni globali di gas serra conseguenti ad attivitagrave umane sono cresciute a partire dallrsquoerapreindustriale con un incremento del 70 tra il 1970 ed il 2004 La maggiore crescita in termini diemissioni di gas serra tra gli anni pocrsquoanzi menzionati proviene dalle seguenti cause [1]

bull rifornimento energetico

bull trasporti

bull industria

Attivitagrave come lrsquoutilizzo di edifici residenziali e commerciali la silvicultura (deforestazione inclusa)ed il settore agricolo invece sono sempre fonte di emissioni di gas serra ma possiedono un impattopiugrave moderato [1]Le emissioni globali di gas serra longevi ricoprono un ruolo di assoluta importanza in termini dicambiamento climatico pertanto si egrave deciso di anticiparne parzialmente la trattazione giagrave in questoparagrafo nonostante si riservi una trattazione piugrave dettagliata al sotto-paragrafo 231 interamentededicato allrsquoanalisi delle attivitagrave antropiche come forzante esterna dei cambiamenti climatici

23 Cambiamenti climatici fattori scatenanti

Variazioni nelle concentrazioni di gas serra in atmosfera e nellrsquoirraggiamento solare alterano ilbilancio energetico del sistema climatico e sono fattori scatenanti in termini di cambiamenticlimatici poicheacute influenzano assorbimento scattering ed emissione della radiazione allrsquointernodellrsquoatmosfera e nei pressi della superficie del pianeta Terra Le risultanti variazioni nel bilancio

4 La forzante radiativa egrave una misura dellrsquoinfluenza che un fattore ha nellrsquoalterazione del bilancio tra energia entrante ed uscente dal sistema atmosferico terrestre ed egrave un indice dellrsquoimportanza di tale fattore come potenziale meccanismo di cambiamento climatico [10] Nel presente documento i valori di forzante radiativa sono relativi ai valori preindustriali (il 1750 egrave lrsquoanno di riferimento) e sono espressi in Wm-25 Gli idrocarburi alogenati sono un gruppo di gas contenenti fluoro cloro e bromo

12

energetico - positive o negative che siano - sono espresse in termini di forzante radiativa la quale egravegeneralmente utilizzata per confrontare le influenze che riscaldamento o raffreddamento globalihanno sul clima [1]

231 Forzanti antropiche

Lrsquoinfluenza antropica sul sistema climatico egrave chiara le recenti emissioni antropiche di gas serralongevi sono le piugrave elevate mai verificatesi nella storia del pianeta Terra ed i conseguenti effetti -assieme a quelli provocati da altre forzanti di natura antropica - sono stati la causa dominante delriscaldamento globale osservato a partire da metagrave del XX secolo entro un livello di confidenzaestremamente elevato [3]Nel 2005 le concentrazioni di CO2 e CH4 in atmosfera hanno superato lrsquointervallo di valori entro iquali risiedevano negli ultimi 650000 anni [1] Inoltre le concentrazioni globali di diossido dicarbonio metano e ossido di diazoto in atmosfera hanno subito un marcato aumento a partire dal1750 a causa di attivitagrave umane (rivoluzione industriale avvento dei motori a scoppio e crescitademografica su tutti) ed hanno raggiunto valori significativamente maggiori rispetto a quellipreindustriali (figura 21 - a b e c)Dal confronto dei grafici di figura 21 (a b e c) si osserva come il valore della forzante radiativa -oltre che della concentrazione - negli anni possieda un andamento simile per i tre gas serra longeviin analisi che prende il nome di hockeyrsquos stick shape (forma a bastone da hockey)Sorge spontaneo chiedersi da dove provengano i dati risalenti a centinaia - o addirittura migliaia - dianni fa si tratta di stime dedotte mediante lrsquoausilio di tecniche di carotaggio operate su ghiaccipermanenti dove si egrave certi che lrsquoanidride carbonica si sia mantenuta e conservata nel tempo senzache vi sia stata alcuna comunicazione con lrsquoaria circostante Si tratta di misure indirette cheprendono il nome di proxy

Figura 21a Concentrazione di CO2 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

13

Figura 21b Concentrazione di CH4 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

Figura 21c Concentrazione di N2O (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

14

Figura 22 Emissioni annuali globali di gas serra di natura antropica tra gli anni 1970 e 2004 (compresi) [1] In ascissacompare lrsquoanno mentre in ordinata le giga-tonnellate (Gt) di CO2-equivalente ossia la massa di diossido di carbonioche causerebbe lo stesso ammontare di forzante radiativa di un altro gas serra o di una miscela di gas serra (longevi)

Il diossido di carbonio egrave il gas serra di natura antropica piugrave importante Le sue emissioni annuesono cresciute dellrsquo80 (da 21 a 38 Gt) tra il 1970 ed il 2004 e rappresentarono il 77 di tutte leemissioni di gas serra di natura antropica nel 2004 (figura 22) [1] Lrsquoincremento globale dellaconcentrazione di CO2 (da 280 ppm [1] del 1750 a 41204 ppm [9] di marzo del 2019) egraveprincipalmente dovuto allrsquoutilizzo di combustibili fossili e in seconda battuta alla deforestazioneLrsquoaumento della concentrazione di metano (da 715 ppb [1] del 1750 a 1-2 ppm [9] del 2019)invece possiede come cause primarie - oltre allrsquoutilizzo di combustibili fossili - anche lrsquoagricolturae lrsquoallevamentoLrsquoincremento di ossido di diazoto (da 270 ppb [1] del 1750 a 050 ppm [9] del 2019) invece egraveprevalentemente dovuto allrsquoagricoltura (fertilizzanti) e allrsquoindustriaInfine per quanto riguarda gli idrocarburi alogenati la loro concentrazione globale in atmosfera siegrave discostata da valori prossimi allo zero dellrsquoera preindustriale prevalentemente a causa delle attivitagraveumane [1]

Molti degli incrementi di temperatura media globale osservati a partire dal 1950 paiono strettamentecorrelati con lrsquoaumento della concentrazione di gas serra dovuto a forzanti antropiche [1]Il riscaldamento globale diffuso di atmosfera ed oceano assieme allo scioglimento dei ghiaccisupporta la conclusione secondo la quale esiste una bassissima probabilitagrave che il cambiamentoclimatico degli ultimi cinquanta anni possa essere spiegato senza introdurre forzanti esterne ed unabuona probabilitagrave che non sia dovuto alle sole cause naturali [1]Il riscaldamento osservato per la troposfera ed il raffreddamento della stratosfera sembrano esseredovuti allrsquoeffetto combinato dellrsquoaumento della concentrazione di gas serra e allrsquoesaurimentodellrsquoozono stratosferico6 [1]

6 Generalmente si distingue tra ozono troposferico ed ozono stratosferico Il primo egrave confinato attorno alla superficie terrestre ed egrave trattato come un fattore inquinante mentre il secondo egrave localizzato attorno ai 30 km di quota e costituisce un elemento fondamentale per consentire la vita sulla Terra (il buco dellrsquoozono costituisce un problema attuale di notevole importanza) duplice ruolo dellrsquoO3

15

Figura 23 Confronto tra le anomalie di temperatura superficiale osservate (in nero) su scala continentale e globale conandamenti simulati a partire da modelli climatici che considerano o solo forzanti naturali (in blu) o sia forzanti naturaliche antropiche (in rosso) [1]

In figura 23 si possono osservare diversi grafici che illustrano lrsquoandamento dellrsquoanomalia annuadi temperatura7 a partire dal 1906 mediato sui vari continenti oltre che su tutto il globo su tuttigli oceani e su tutte le terre emerse Si nota come il riscaldamento osservato per le varie regioni inanalisi - mediato su un arco temporale pari a dieci anni - sia riprodotto con una certa confidenza damodelli che includono sia cause naturali che antropiche (fa eccezione lrsquoAntartide) soprattutto apartire dal 1950 circa Invece i modelli che prevedono lrsquoimpiego esclusivamente di cause naturali sidiscostano dai dati osservati in particolare negli ultimi cinquanta anni circa Questo porta adaffermare con una certa confidenza che le cause antropiche sono le principali responsabili delriscaldamento globale a partire da circa la metagrave del XX secolo [1]Inoltre sempre con una certa confidenza si puograve affermare che la forzante di tipo antropico egrave anchela principale responsabile dei seguenti fenomeni [1]

bull innalzamento del livello medio del mare a partire dalla seconda metagrave del lsquo900

bull variazioni nel pattern di vento e precipitazioni

bull modifica di alcuni sistemi biologici e naturali

7 Lrsquoanomalia annua di temperatura egrave definita come la differenza tra il valore medio annuo di temperatura in un punto e la relativa media calcolata su un periodo di riferimento

16

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 6: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Figura11 Variazioni osservate in (a) temperatura superficiale globale media (b) livello del mare globale medio (c)estensione del manto nevoso nellrsquoemisfero boreale per il periodo marzo-aprile Tutte le differenze sono relative allecorrispondenti medie per lrsquoarco di tempo 1961-1990 Le curve piugrave smooth rappresentano medie decennali mentre ipunti (cerchi) indicano valori annui Le aree ombreggiate sono gli intervalli di incertezza stimati [1]

Figura 12 Tendenza del livello medio del mare - in mmanno - da gennaio del 1993 a dicembre del 2012 [4]

6

A partire dal 1993 lrsquoespansione termica degli oceani ha contribuito con una percentuale prossima a57 allrsquoinnalzamento del livello medio del mare mentre il restante 43 egrave dovuto sostanzialmenteallo scioglimento dei ghiacci continentali e marini anche se questi ultimi - essendo giagrave immersi inmare - contribuiscono poco (25 [2]) Si stima che ad un completo scioglimento dei ghiacci diGroenlandia ed Antartide conseguirebbe un aumento del livello marino medio di circa 6 m e 60 mrispettivamente [5]

Anche la diminuzione di distese di ghiaccio e neve in entrambi gli emisferi egrave consistente con ilriscaldamento globale2 (figura 11) Dati satellitari raccolti a partire dal 1978 mostrano chelrsquoestensione dei ghiacci nel Mar Artico diminuisce - su media annuale - del 27 (74 durante ilperiodo estivo) ogni dieci anni [1] A partire dagli anni lsquo80 del lsquo900 la temperatura superficialedello strato di permafrost egrave generalmente aumentata fino ad un valore prossimo a 3degC [1] inrisposta allrsquoincremento della temperatura superficiale e ai cambiamenti nella copertura nevosa [3]

12 Uno sguardo al passato per contestualizzare il presente

Affincheacute sia possibile comprendere al meglio ciograve che accade attualmente circa i cambiamenticlimatici egrave utile fornire una visione drsquoinsieme Pertanto si egrave deciso di dedicare questo paragrafoalla contestualizzazione del presente mediante una breve panoramica su quella che era la situazionedel lontano passato in termini di temperatura media del globo e di livello medio del mareSi hanno informazioni attendibili sul clima passato del pianeta Terra fino a circa 300 milioni di annifa - dove tale limite proviene dalletagrave dei fondali oceanici - mentre stime per periodi piugrave lontaniderivano da analisi di rocce continentali [6]

Figura 13 Anomalia di temperatura del pianeta Terra relativa al valore medio misurato per il periodo 1960-1990 [7]In tempi dellrsquoordine di milioni di anni fa il globo era caratterizzato da un clima generalmente piugrave caldo rispetto a quelloattuale diversamente da quanto accadeva in tempi dellrsquoordine di migliaia di anni fa in cui la temperatura media dellaTerra era tendenzialmente inferiore rispetto a quella attuale

2 Il concetto di riscaldamento globale non va confuso con quello di effetto serra Questrsquoultimo egrave un effetto naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gas serra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) proveniente dalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera Un incremento della concentrazione di gas serra in aria conduce ad un piugrave intenso effetto serra che sfocia nel riscaldamento globale

7

Figura 14 Anomalia di temperatura del pianeta Terra relativa al valore medio misurato per il periodo 1960-1990dettaglio dei 450000 anni piugrave recenti [7] Si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi) ed interglaciali (caldi)con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20 rispettivamente

Figura 15 Anomalia del livello medio del mare - per i 24000 anni piugrave recenti - rispetto al valore medio attuale [8]Colori diversi corrispondono ad osservazioni relative a localitagrave differenti Ad ogni osservazione sono associate duebarre drsquoerrore una orizzontale ed una verticale

8

121 Temperatura media della Terra nel lontano passato

In tempi molto lontani - dellrsquoordine dei milioni di anni fa - la temperatura media del pianeta Terraera piugrave elevata di quanto non lo sia al tempo presente ma si sono verificate fluttuazioni significativeche hanno condotto a glaciazioni estese [2] In tempi dellrsquoordine delle migliaia di anni fa invece latemperatura media del globo era tendenzialmente inferiore rispetto a quella attualeQuanto appena affermato puograve essere apprezzato in figura 13 mentre in figura 14 si propone undettaglio dei 450000 anni piugrave recenti in cui si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi)ed interglaciali (caldi) con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20rispettivamente

122 Livello medio del mare nel lontano passato

Si stima che il livello medio del mare - rispetto a quello attuale - fosse [8]

bull 120 m inferiore durante lrsquoultima era glaciale (12000 divide 110000 anni fa circa)

bull 55 m superiore 125000 anni fa

bull 503 m superiore 3000000 di anni fa

Pertanto si osserva come - in tempi passati - il livello marino medio sia stato molto diverso daquello attuale (figura 15)

13 Effetti climatici osservati su sistemi naturali

Evidenze osservative raccolte in ogni continente3 e nella maggior parte degli oceani mostrano chemolti sistemi naturali sono stati influenzati da cambiamenti climatici regionali in particolare acausa dellrsquoaumento di temperatura [1]

Con buona sicurezza si puograve affermare che sistemi naturali legati a neve e ghiacci (permafrostincluso) sono influenzati dai cambiamenti climatici come ad esempio [1]

bull allargamento ed incremento del numero di laghi glaciali

bull incremento dellrsquoinstabilitagrave del terreno nelle regioni ricoperte da permafrost e frane nelleregioni montuose

bull cambiamenti in alcuni ecosistemi artici ed antartici

Con altrettanta buona sicurezza - basata su evidenze derivanti dallo studio di un ampio numero dispecie animali e vegetali diverse - si puograve affermare che il recente riscaldamento globale influenzapesantemente i sistemi biologici terrestri come ad esempio le migrazioni dei volatili e ladeposizione delle uova anticipandone lrsquoavvenuta [1]Inoltre sembra che i cambiamenti osservati nei sistemi biologici di acqua dolce e salata sianoassociati allrsquoaumento della temperatura dellrsquoacqua oltre che alle variazioni della superficie deighiacci della salinitagrave del livello di ossigeno e della circolazione Questi cambiamenti coinvolgonoprincipalmente alghe plancton e pesci in termini di abbondanza specie e luogo (migrazione) [1]

3 In merito ai cambiamenti climatici osservati esiste una evidente disomogeneitagrave di dati raccolti e letteratura a seconda dellrsquoarea geografica in questione in particolare si riscontra una marcata scarsitagrave di informazioni nei paesi in via di sviluppo [1]

9

Detto ciograve non egrave semplice stabilire in che percentuale cause naturali ed antropiche contribuiscano alriscaldamento globale e ai cambiamenti climatici in generale Uno degli obiettivi degli esperti cheoperano in questo ambito della scienza egrave proprio quello di cercare di attribuire una causa allevariazioni osservate A tal proposito esiste una moltitudine di modelli diversi oltre che unamolteplicitagrave di scuole di pensiero diverse che sfociano principalmente nelle due seguenti categorie

bull sostenitori delle cause naturali come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

bull sostenitori delle cause antropiche come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

Tutto ciograve egrave argomento di analisi e discussione in particolare dei prossimi due capitoli

10

Capitolo 2

Cause dei cambiamenti climatici

21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre

Per comprendere le cause dei cambiamenti climatici egrave importante conoscere la composizionechimica dellrsquoatmosfera terrestre in particolare nei pressi della superficie del pianeta In tabella21 sono riportate le principali specie chimiche che costituiscono lrsquoatmosfera nei pressi dellasuperficie del pianeta Terra oltre che il corrispondente peso molecolare e la proporzione (in terminidi volume) con cui tali specie contribuiscono alla composizione dellrsquoaria Talvolta si preferiscefornire esclusivamente la composizione chimica dellrsquoaria priva di vapore acqueo (la cosiddetta ariasecca) in quanto questrsquoultimo compare in atmosfera in proporzioni volumetriche fortementevariabili (sia nel tempo che a seconda della localitagrave in esame) che comunque si aggirano attornoalla mezza parte per milioneIn tabella 21 sono riportati valori numerici privi di errore lrsquoobiettivo egrave esclusivamente quello difornire una descrizione generale delle caratteristiche chimiche dellrsquoatmosfera in termini dicostituenti fondamentali

Tabella 21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre nei pressi della superficie del pianeta [9]

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Azoto (N2) 2801 7808 Metano (CH4) 1604 1 - 2 ppm

Ossigeno (O2) 3200 2095 Idrogeno (H2) 202 050 ppm

Argon (Ar) 3995 0934 Ossido didiazoto (N2O)

4401 050 ppm

Vapore acqueo(H2O )

1802 ~ 05 Xeno (Xe) 13129 0087 ppm

Anidridecarbonica

(CO2)

4401 41204 ppm Diossido diazoto (NO2)

4601 002 ppm

Neon (Ne) 2018 1818 ppm Ozono (O3) 4800 0 divide 001 ppm

Elio (He) 400 524 ppm Radon (Rn) 22200 6 10-14 ppm

Monossido diazoto (NO)

3001 500 ppmAltri (CO NH3

ecc)

Kripton (Kr) 8380 114 ppm Dato fortemente variabile Dato risalente a marzo 2019

11

Anche se in proporzioni minori rispetto ad altre alcune specie chimiche costituenti lrsquoatmosfera sonoparticolarmente importanti dal punto di vista del bilancio energetico globale del pianeta Tra questecompaiono ad esempio i cosiddetti gas serra oggetto di indagine dei prossimi due paragrafi

22 Emissioni di gas serra longevi

La forzante radiativa4 del sistema climatico egrave dominata dai gas serra longevi ossia dai gas serrache possiedono un alto tempo di residenza in atmosfera [1] Tra questi spiccano il diossido dicarbonio (CO2) il metano (CH4) lrsquoossido di diazoto (N2O) e gli idrocarburi alogenati5 caratterizzatida un tempo di residenza medio pari a [11]

bull 500 anni per la CO2

bull 7-10 anni per il CH4

bull 140-190 anni per lrsquoN2O

Anche il vapore acqueo (H2O) egrave un gas serra ma risiede in atmosfera esclusivamente per un breveperiodo (circa 10 giorni [11]) pertanto non contribuisce significativamente alla forzante radiativaTuttavia allrsquoaumentare della temperatura dellrsquoatmosfera aumenta anche la capacitagrave di questrsquoultimadi contenere maggiori quantitagrave di vapor drsquoacqua le quali produrranno un ulteriore incrementodellrsquoeffetto serra instaurando quindi un feedback positivo di non trascurabile importanza [12]

Le emissioni globali di gas serra conseguenti ad attivitagrave umane sono cresciute a partire dallrsquoerapreindustriale con un incremento del 70 tra il 1970 ed il 2004 La maggiore crescita in termini diemissioni di gas serra tra gli anni pocrsquoanzi menzionati proviene dalle seguenti cause [1]

bull rifornimento energetico

bull trasporti

bull industria

Attivitagrave come lrsquoutilizzo di edifici residenziali e commerciali la silvicultura (deforestazione inclusa)ed il settore agricolo invece sono sempre fonte di emissioni di gas serra ma possiedono un impattopiugrave moderato [1]Le emissioni globali di gas serra longevi ricoprono un ruolo di assoluta importanza in termini dicambiamento climatico pertanto si egrave deciso di anticiparne parzialmente la trattazione giagrave in questoparagrafo nonostante si riservi una trattazione piugrave dettagliata al sotto-paragrafo 231 interamentededicato allrsquoanalisi delle attivitagrave antropiche come forzante esterna dei cambiamenti climatici

23 Cambiamenti climatici fattori scatenanti

Variazioni nelle concentrazioni di gas serra in atmosfera e nellrsquoirraggiamento solare alterano ilbilancio energetico del sistema climatico e sono fattori scatenanti in termini di cambiamenticlimatici poicheacute influenzano assorbimento scattering ed emissione della radiazione allrsquointernodellrsquoatmosfera e nei pressi della superficie del pianeta Terra Le risultanti variazioni nel bilancio

4 La forzante radiativa egrave una misura dellrsquoinfluenza che un fattore ha nellrsquoalterazione del bilancio tra energia entrante ed uscente dal sistema atmosferico terrestre ed egrave un indice dellrsquoimportanza di tale fattore come potenziale meccanismo di cambiamento climatico [10] Nel presente documento i valori di forzante radiativa sono relativi ai valori preindustriali (il 1750 egrave lrsquoanno di riferimento) e sono espressi in Wm-25 Gli idrocarburi alogenati sono un gruppo di gas contenenti fluoro cloro e bromo

12

energetico - positive o negative che siano - sono espresse in termini di forzante radiativa la quale egravegeneralmente utilizzata per confrontare le influenze che riscaldamento o raffreddamento globalihanno sul clima [1]

231 Forzanti antropiche

Lrsquoinfluenza antropica sul sistema climatico egrave chiara le recenti emissioni antropiche di gas serralongevi sono le piugrave elevate mai verificatesi nella storia del pianeta Terra ed i conseguenti effetti -assieme a quelli provocati da altre forzanti di natura antropica - sono stati la causa dominante delriscaldamento globale osservato a partire da metagrave del XX secolo entro un livello di confidenzaestremamente elevato [3]Nel 2005 le concentrazioni di CO2 e CH4 in atmosfera hanno superato lrsquointervallo di valori entro iquali risiedevano negli ultimi 650000 anni [1] Inoltre le concentrazioni globali di diossido dicarbonio metano e ossido di diazoto in atmosfera hanno subito un marcato aumento a partire dal1750 a causa di attivitagrave umane (rivoluzione industriale avvento dei motori a scoppio e crescitademografica su tutti) ed hanno raggiunto valori significativamente maggiori rispetto a quellipreindustriali (figura 21 - a b e c)Dal confronto dei grafici di figura 21 (a b e c) si osserva come il valore della forzante radiativa -oltre che della concentrazione - negli anni possieda un andamento simile per i tre gas serra longeviin analisi che prende il nome di hockeyrsquos stick shape (forma a bastone da hockey)Sorge spontaneo chiedersi da dove provengano i dati risalenti a centinaia - o addirittura migliaia - dianni fa si tratta di stime dedotte mediante lrsquoausilio di tecniche di carotaggio operate su ghiaccipermanenti dove si egrave certi che lrsquoanidride carbonica si sia mantenuta e conservata nel tempo senzache vi sia stata alcuna comunicazione con lrsquoaria circostante Si tratta di misure indirette cheprendono il nome di proxy

Figura 21a Concentrazione di CO2 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

13

Figura 21b Concentrazione di CH4 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

Figura 21c Concentrazione di N2O (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

14

Figura 22 Emissioni annuali globali di gas serra di natura antropica tra gli anni 1970 e 2004 (compresi) [1] In ascissacompare lrsquoanno mentre in ordinata le giga-tonnellate (Gt) di CO2-equivalente ossia la massa di diossido di carbonioche causerebbe lo stesso ammontare di forzante radiativa di un altro gas serra o di una miscela di gas serra (longevi)

Il diossido di carbonio egrave il gas serra di natura antropica piugrave importante Le sue emissioni annuesono cresciute dellrsquo80 (da 21 a 38 Gt) tra il 1970 ed il 2004 e rappresentarono il 77 di tutte leemissioni di gas serra di natura antropica nel 2004 (figura 22) [1] Lrsquoincremento globale dellaconcentrazione di CO2 (da 280 ppm [1] del 1750 a 41204 ppm [9] di marzo del 2019) egraveprincipalmente dovuto allrsquoutilizzo di combustibili fossili e in seconda battuta alla deforestazioneLrsquoaumento della concentrazione di metano (da 715 ppb [1] del 1750 a 1-2 ppm [9] del 2019)invece possiede come cause primarie - oltre allrsquoutilizzo di combustibili fossili - anche lrsquoagricolturae lrsquoallevamentoLrsquoincremento di ossido di diazoto (da 270 ppb [1] del 1750 a 050 ppm [9] del 2019) invece egraveprevalentemente dovuto allrsquoagricoltura (fertilizzanti) e allrsquoindustriaInfine per quanto riguarda gli idrocarburi alogenati la loro concentrazione globale in atmosfera siegrave discostata da valori prossimi allo zero dellrsquoera preindustriale prevalentemente a causa delle attivitagraveumane [1]

Molti degli incrementi di temperatura media globale osservati a partire dal 1950 paiono strettamentecorrelati con lrsquoaumento della concentrazione di gas serra dovuto a forzanti antropiche [1]Il riscaldamento globale diffuso di atmosfera ed oceano assieme allo scioglimento dei ghiaccisupporta la conclusione secondo la quale esiste una bassissima probabilitagrave che il cambiamentoclimatico degli ultimi cinquanta anni possa essere spiegato senza introdurre forzanti esterne ed unabuona probabilitagrave che non sia dovuto alle sole cause naturali [1]Il riscaldamento osservato per la troposfera ed il raffreddamento della stratosfera sembrano esseredovuti allrsquoeffetto combinato dellrsquoaumento della concentrazione di gas serra e allrsquoesaurimentodellrsquoozono stratosferico6 [1]

6 Generalmente si distingue tra ozono troposferico ed ozono stratosferico Il primo egrave confinato attorno alla superficie terrestre ed egrave trattato come un fattore inquinante mentre il secondo egrave localizzato attorno ai 30 km di quota e costituisce un elemento fondamentale per consentire la vita sulla Terra (il buco dellrsquoozono costituisce un problema attuale di notevole importanza) duplice ruolo dellrsquoO3

15

Figura 23 Confronto tra le anomalie di temperatura superficiale osservate (in nero) su scala continentale e globale conandamenti simulati a partire da modelli climatici che considerano o solo forzanti naturali (in blu) o sia forzanti naturaliche antropiche (in rosso) [1]

In figura 23 si possono osservare diversi grafici che illustrano lrsquoandamento dellrsquoanomalia annuadi temperatura7 a partire dal 1906 mediato sui vari continenti oltre che su tutto il globo su tuttigli oceani e su tutte le terre emerse Si nota come il riscaldamento osservato per le varie regioni inanalisi - mediato su un arco temporale pari a dieci anni - sia riprodotto con una certa confidenza damodelli che includono sia cause naturali che antropiche (fa eccezione lrsquoAntartide) soprattutto apartire dal 1950 circa Invece i modelli che prevedono lrsquoimpiego esclusivamente di cause naturali sidiscostano dai dati osservati in particolare negli ultimi cinquanta anni circa Questo porta adaffermare con una certa confidenza che le cause antropiche sono le principali responsabili delriscaldamento globale a partire da circa la metagrave del XX secolo [1]Inoltre sempre con una certa confidenza si puograve affermare che la forzante di tipo antropico egrave anchela principale responsabile dei seguenti fenomeni [1]

bull innalzamento del livello medio del mare a partire dalla seconda metagrave del lsquo900

bull variazioni nel pattern di vento e precipitazioni

bull modifica di alcuni sistemi biologici e naturali

7 Lrsquoanomalia annua di temperatura egrave definita come la differenza tra il valore medio annuo di temperatura in un punto e la relativa media calcolata su un periodo di riferimento

16

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 7: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

A partire dal 1993 lrsquoespansione termica degli oceani ha contribuito con una percentuale prossima a57 allrsquoinnalzamento del livello medio del mare mentre il restante 43 egrave dovuto sostanzialmenteallo scioglimento dei ghiacci continentali e marini anche se questi ultimi - essendo giagrave immersi inmare - contribuiscono poco (25 [2]) Si stima che ad un completo scioglimento dei ghiacci diGroenlandia ed Antartide conseguirebbe un aumento del livello marino medio di circa 6 m e 60 mrispettivamente [5]

Anche la diminuzione di distese di ghiaccio e neve in entrambi gli emisferi egrave consistente con ilriscaldamento globale2 (figura 11) Dati satellitari raccolti a partire dal 1978 mostrano chelrsquoestensione dei ghiacci nel Mar Artico diminuisce - su media annuale - del 27 (74 durante ilperiodo estivo) ogni dieci anni [1] A partire dagli anni lsquo80 del lsquo900 la temperatura superficialedello strato di permafrost egrave generalmente aumentata fino ad un valore prossimo a 3degC [1] inrisposta allrsquoincremento della temperatura superficiale e ai cambiamenti nella copertura nevosa [3]

12 Uno sguardo al passato per contestualizzare il presente

Affincheacute sia possibile comprendere al meglio ciograve che accade attualmente circa i cambiamenticlimatici egrave utile fornire una visione drsquoinsieme Pertanto si egrave deciso di dedicare questo paragrafoalla contestualizzazione del presente mediante una breve panoramica su quella che era la situazionedel lontano passato in termini di temperatura media del globo e di livello medio del mareSi hanno informazioni attendibili sul clima passato del pianeta Terra fino a circa 300 milioni di annifa - dove tale limite proviene dalletagrave dei fondali oceanici - mentre stime per periodi piugrave lontaniderivano da analisi di rocce continentali [6]

Figura 13 Anomalia di temperatura del pianeta Terra relativa al valore medio misurato per il periodo 1960-1990 [7]In tempi dellrsquoordine di milioni di anni fa il globo era caratterizzato da un clima generalmente piugrave caldo rispetto a quelloattuale diversamente da quanto accadeva in tempi dellrsquoordine di migliaia di anni fa in cui la temperatura media dellaTerra era tendenzialmente inferiore rispetto a quella attuale

2 Il concetto di riscaldamento globale non va confuso con quello di effetto serra Questrsquoultimo egrave un effetto naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gas serra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) proveniente dalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera Un incremento della concentrazione di gas serra in aria conduce ad un piugrave intenso effetto serra che sfocia nel riscaldamento globale

7

Figura 14 Anomalia di temperatura del pianeta Terra relativa al valore medio misurato per il periodo 1960-1990dettaglio dei 450000 anni piugrave recenti [7] Si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi) ed interglaciali (caldi)con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20 rispettivamente

Figura 15 Anomalia del livello medio del mare - per i 24000 anni piugrave recenti - rispetto al valore medio attuale [8]Colori diversi corrispondono ad osservazioni relative a localitagrave differenti Ad ogni osservazione sono associate duebarre drsquoerrore una orizzontale ed una verticale

8

121 Temperatura media della Terra nel lontano passato

In tempi molto lontani - dellrsquoordine dei milioni di anni fa - la temperatura media del pianeta Terraera piugrave elevata di quanto non lo sia al tempo presente ma si sono verificate fluttuazioni significativeche hanno condotto a glaciazioni estese [2] In tempi dellrsquoordine delle migliaia di anni fa invece latemperatura media del globo era tendenzialmente inferiore rispetto a quella attualeQuanto appena affermato puograve essere apprezzato in figura 13 mentre in figura 14 si propone undettaglio dei 450000 anni piugrave recenti in cui si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi)ed interglaciali (caldi) con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20rispettivamente

122 Livello medio del mare nel lontano passato

Si stima che il livello medio del mare - rispetto a quello attuale - fosse [8]

bull 120 m inferiore durante lrsquoultima era glaciale (12000 divide 110000 anni fa circa)

bull 55 m superiore 125000 anni fa

bull 503 m superiore 3000000 di anni fa

Pertanto si osserva come - in tempi passati - il livello marino medio sia stato molto diverso daquello attuale (figura 15)

13 Effetti climatici osservati su sistemi naturali

Evidenze osservative raccolte in ogni continente3 e nella maggior parte degli oceani mostrano chemolti sistemi naturali sono stati influenzati da cambiamenti climatici regionali in particolare acausa dellrsquoaumento di temperatura [1]

Con buona sicurezza si puograve affermare che sistemi naturali legati a neve e ghiacci (permafrostincluso) sono influenzati dai cambiamenti climatici come ad esempio [1]

bull allargamento ed incremento del numero di laghi glaciali

bull incremento dellrsquoinstabilitagrave del terreno nelle regioni ricoperte da permafrost e frane nelleregioni montuose

bull cambiamenti in alcuni ecosistemi artici ed antartici

Con altrettanta buona sicurezza - basata su evidenze derivanti dallo studio di un ampio numero dispecie animali e vegetali diverse - si puograve affermare che il recente riscaldamento globale influenzapesantemente i sistemi biologici terrestri come ad esempio le migrazioni dei volatili e ladeposizione delle uova anticipandone lrsquoavvenuta [1]Inoltre sembra che i cambiamenti osservati nei sistemi biologici di acqua dolce e salata sianoassociati allrsquoaumento della temperatura dellrsquoacqua oltre che alle variazioni della superficie deighiacci della salinitagrave del livello di ossigeno e della circolazione Questi cambiamenti coinvolgonoprincipalmente alghe plancton e pesci in termini di abbondanza specie e luogo (migrazione) [1]

3 In merito ai cambiamenti climatici osservati esiste una evidente disomogeneitagrave di dati raccolti e letteratura a seconda dellrsquoarea geografica in questione in particolare si riscontra una marcata scarsitagrave di informazioni nei paesi in via di sviluppo [1]

9

Detto ciograve non egrave semplice stabilire in che percentuale cause naturali ed antropiche contribuiscano alriscaldamento globale e ai cambiamenti climatici in generale Uno degli obiettivi degli esperti cheoperano in questo ambito della scienza egrave proprio quello di cercare di attribuire una causa allevariazioni osservate A tal proposito esiste una moltitudine di modelli diversi oltre che unamolteplicitagrave di scuole di pensiero diverse che sfociano principalmente nelle due seguenti categorie

bull sostenitori delle cause naturali come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

bull sostenitori delle cause antropiche come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

Tutto ciograve egrave argomento di analisi e discussione in particolare dei prossimi due capitoli

10

Capitolo 2

Cause dei cambiamenti climatici

21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre

Per comprendere le cause dei cambiamenti climatici egrave importante conoscere la composizionechimica dellrsquoatmosfera terrestre in particolare nei pressi della superficie del pianeta In tabella21 sono riportate le principali specie chimiche che costituiscono lrsquoatmosfera nei pressi dellasuperficie del pianeta Terra oltre che il corrispondente peso molecolare e la proporzione (in terminidi volume) con cui tali specie contribuiscono alla composizione dellrsquoaria Talvolta si preferiscefornire esclusivamente la composizione chimica dellrsquoaria priva di vapore acqueo (la cosiddetta ariasecca) in quanto questrsquoultimo compare in atmosfera in proporzioni volumetriche fortementevariabili (sia nel tempo che a seconda della localitagrave in esame) che comunque si aggirano attornoalla mezza parte per milioneIn tabella 21 sono riportati valori numerici privi di errore lrsquoobiettivo egrave esclusivamente quello difornire una descrizione generale delle caratteristiche chimiche dellrsquoatmosfera in termini dicostituenti fondamentali

Tabella 21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre nei pressi della superficie del pianeta [9]

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Azoto (N2) 2801 7808 Metano (CH4) 1604 1 - 2 ppm

Ossigeno (O2) 3200 2095 Idrogeno (H2) 202 050 ppm

Argon (Ar) 3995 0934 Ossido didiazoto (N2O)

4401 050 ppm

Vapore acqueo(H2O )

1802 ~ 05 Xeno (Xe) 13129 0087 ppm

Anidridecarbonica

(CO2)

4401 41204 ppm Diossido diazoto (NO2)

4601 002 ppm

Neon (Ne) 2018 1818 ppm Ozono (O3) 4800 0 divide 001 ppm

Elio (He) 400 524 ppm Radon (Rn) 22200 6 10-14 ppm

Monossido diazoto (NO)

3001 500 ppmAltri (CO NH3

ecc)

Kripton (Kr) 8380 114 ppm Dato fortemente variabile Dato risalente a marzo 2019

11

Anche se in proporzioni minori rispetto ad altre alcune specie chimiche costituenti lrsquoatmosfera sonoparticolarmente importanti dal punto di vista del bilancio energetico globale del pianeta Tra questecompaiono ad esempio i cosiddetti gas serra oggetto di indagine dei prossimi due paragrafi

22 Emissioni di gas serra longevi

La forzante radiativa4 del sistema climatico egrave dominata dai gas serra longevi ossia dai gas serrache possiedono un alto tempo di residenza in atmosfera [1] Tra questi spiccano il diossido dicarbonio (CO2) il metano (CH4) lrsquoossido di diazoto (N2O) e gli idrocarburi alogenati5 caratterizzatida un tempo di residenza medio pari a [11]

bull 500 anni per la CO2

bull 7-10 anni per il CH4

bull 140-190 anni per lrsquoN2O

Anche il vapore acqueo (H2O) egrave un gas serra ma risiede in atmosfera esclusivamente per un breveperiodo (circa 10 giorni [11]) pertanto non contribuisce significativamente alla forzante radiativaTuttavia allrsquoaumentare della temperatura dellrsquoatmosfera aumenta anche la capacitagrave di questrsquoultimadi contenere maggiori quantitagrave di vapor drsquoacqua le quali produrranno un ulteriore incrementodellrsquoeffetto serra instaurando quindi un feedback positivo di non trascurabile importanza [12]

Le emissioni globali di gas serra conseguenti ad attivitagrave umane sono cresciute a partire dallrsquoerapreindustriale con un incremento del 70 tra il 1970 ed il 2004 La maggiore crescita in termini diemissioni di gas serra tra gli anni pocrsquoanzi menzionati proviene dalle seguenti cause [1]

bull rifornimento energetico

bull trasporti

bull industria

Attivitagrave come lrsquoutilizzo di edifici residenziali e commerciali la silvicultura (deforestazione inclusa)ed il settore agricolo invece sono sempre fonte di emissioni di gas serra ma possiedono un impattopiugrave moderato [1]Le emissioni globali di gas serra longevi ricoprono un ruolo di assoluta importanza in termini dicambiamento climatico pertanto si egrave deciso di anticiparne parzialmente la trattazione giagrave in questoparagrafo nonostante si riservi una trattazione piugrave dettagliata al sotto-paragrafo 231 interamentededicato allrsquoanalisi delle attivitagrave antropiche come forzante esterna dei cambiamenti climatici

23 Cambiamenti climatici fattori scatenanti

Variazioni nelle concentrazioni di gas serra in atmosfera e nellrsquoirraggiamento solare alterano ilbilancio energetico del sistema climatico e sono fattori scatenanti in termini di cambiamenticlimatici poicheacute influenzano assorbimento scattering ed emissione della radiazione allrsquointernodellrsquoatmosfera e nei pressi della superficie del pianeta Terra Le risultanti variazioni nel bilancio

4 La forzante radiativa egrave una misura dellrsquoinfluenza che un fattore ha nellrsquoalterazione del bilancio tra energia entrante ed uscente dal sistema atmosferico terrestre ed egrave un indice dellrsquoimportanza di tale fattore come potenziale meccanismo di cambiamento climatico [10] Nel presente documento i valori di forzante radiativa sono relativi ai valori preindustriali (il 1750 egrave lrsquoanno di riferimento) e sono espressi in Wm-25 Gli idrocarburi alogenati sono un gruppo di gas contenenti fluoro cloro e bromo

12

energetico - positive o negative che siano - sono espresse in termini di forzante radiativa la quale egravegeneralmente utilizzata per confrontare le influenze che riscaldamento o raffreddamento globalihanno sul clima [1]

231 Forzanti antropiche

Lrsquoinfluenza antropica sul sistema climatico egrave chiara le recenti emissioni antropiche di gas serralongevi sono le piugrave elevate mai verificatesi nella storia del pianeta Terra ed i conseguenti effetti -assieme a quelli provocati da altre forzanti di natura antropica - sono stati la causa dominante delriscaldamento globale osservato a partire da metagrave del XX secolo entro un livello di confidenzaestremamente elevato [3]Nel 2005 le concentrazioni di CO2 e CH4 in atmosfera hanno superato lrsquointervallo di valori entro iquali risiedevano negli ultimi 650000 anni [1] Inoltre le concentrazioni globali di diossido dicarbonio metano e ossido di diazoto in atmosfera hanno subito un marcato aumento a partire dal1750 a causa di attivitagrave umane (rivoluzione industriale avvento dei motori a scoppio e crescitademografica su tutti) ed hanno raggiunto valori significativamente maggiori rispetto a quellipreindustriali (figura 21 - a b e c)Dal confronto dei grafici di figura 21 (a b e c) si osserva come il valore della forzante radiativa -oltre che della concentrazione - negli anni possieda un andamento simile per i tre gas serra longeviin analisi che prende il nome di hockeyrsquos stick shape (forma a bastone da hockey)Sorge spontaneo chiedersi da dove provengano i dati risalenti a centinaia - o addirittura migliaia - dianni fa si tratta di stime dedotte mediante lrsquoausilio di tecniche di carotaggio operate su ghiaccipermanenti dove si egrave certi che lrsquoanidride carbonica si sia mantenuta e conservata nel tempo senzache vi sia stata alcuna comunicazione con lrsquoaria circostante Si tratta di misure indirette cheprendono il nome di proxy

Figura 21a Concentrazione di CO2 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

13

Figura 21b Concentrazione di CH4 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

Figura 21c Concentrazione di N2O (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

14

Figura 22 Emissioni annuali globali di gas serra di natura antropica tra gli anni 1970 e 2004 (compresi) [1] In ascissacompare lrsquoanno mentre in ordinata le giga-tonnellate (Gt) di CO2-equivalente ossia la massa di diossido di carbonioche causerebbe lo stesso ammontare di forzante radiativa di un altro gas serra o di una miscela di gas serra (longevi)

Il diossido di carbonio egrave il gas serra di natura antropica piugrave importante Le sue emissioni annuesono cresciute dellrsquo80 (da 21 a 38 Gt) tra il 1970 ed il 2004 e rappresentarono il 77 di tutte leemissioni di gas serra di natura antropica nel 2004 (figura 22) [1] Lrsquoincremento globale dellaconcentrazione di CO2 (da 280 ppm [1] del 1750 a 41204 ppm [9] di marzo del 2019) egraveprincipalmente dovuto allrsquoutilizzo di combustibili fossili e in seconda battuta alla deforestazioneLrsquoaumento della concentrazione di metano (da 715 ppb [1] del 1750 a 1-2 ppm [9] del 2019)invece possiede come cause primarie - oltre allrsquoutilizzo di combustibili fossili - anche lrsquoagricolturae lrsquoallevamentoLrsquoincremento di ossido di diazoto (da 270 ppb [1] del 1750 a 050 ppm [9] del 2019) invece egraveprevalentemente dovuto allrsquoagricoltura (fertilizzanti) e allrsquoindustriaInfine per quanto riguarda gli idrocarburi alogenati la loro concentrazione globale in atmosfera siegrave discostata da valori prossimi allo zero dellrsquoera preindustriale prevalentemente a causa delle attivitagraveumane [1]

Molti degli incrementi di temperatura media globale osservati a partire dal 1950 paiono strettamentecorrelati con lrsquoaumento della concentrazione di gas serra dovuto a forzanti antropiche [1]Il riscaldamento globale diffuso di atmosfera ed oceano assieme allo scioglimento dei ghiaccisupporta la conclusione secondo la quale esiste una bassissima probabilitagrave che il cambiamentoclimatico degli ultimi cinquanta anni possa essere spiegato senza introdurre forzanti esterne ed unabuona probabilitagrave che non sia dovuto alle sole cause naturali [1]Il riscaldamento osservato per la troposfera ed il raffreddamento della stratosfera sembrano esseredovuti allrsquoeffetto combinato dellrsquoaumento della concentrazione di gas serra e allrsquoesaurimentodellrsquoozono stratosferico6 [1]

6 Generalmente si distingue tra ozono troposferico ed ozono stratosferico Il primo egrave confinato attorno alla superficie terrestre ed egrave trattato come un fattore inquinante mentre il secondo egrave localizzato attorno ai 30 km di quota e costituisce un elemento fondamentale per consentire la vita sulla Terra (il buco dellrsquoozono costituisce un problema attuale di notevole importanza) duplice ruolo dellrsquoO3

15

Figura 23 Confronto tra le anomalie di temperatura superficiale osservate (in nero) su scala continentale e globale conandamenti simulati a partire da modelli climatici che considerano o solo forzanti naturali (in blu) o sia forzanti naturaliche antropiche (in rosso) [1]

In figura 23 si possono osservare diversi grafici che illustrano lrsquoandamento dellrsquoanomalia annuadi temperatura7 a partire dal 1906 mediato sui vari continenti oltre che su tutto il globo su tuttigli oceani e su tutte le terre emerse Si nota come il riscaldamento osservato per le varie regioni inanalisi - mediato su un arco temporale pari a dieci anni - sia riprodotto con una certa confidenza damodelli che includono sia cause naturali che antropiche (fa eccezione lrsquoAntartide) soprattutto apartire dal 1950 circa Invece i modelli che prevedono lrsquoimpiego esclusivamente di cause naturali sidiscostano dai dati osservati in particolare negli ultimi cinquanta anni circa Questo porta adaffermare con una certa confidenza che le cause antropiche sono le principali responsabili delriscaldamento globale a partire da circa la metagrave del XX secolo [1]Inoltre sempre con una certa confidenza si puograve affermare che la forzante di tipo antropico egrave anchela principale responsabile dei seguenti fenomeni [1]

bull innalzamento del livello medio del mare a partire dalla seconda metagrave del lsquo900

bull variazioni nel pattern di vento e precipitazioni

bull modifica di alcuni sistemi biologici e naturali

7 Lrsquoanomalia annua di temperatura egrave definita come la differenza tra il valore medio annuo di temperatura in un punto e la relativa media calcolata su un periodo di riferimento

16

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 8: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Figura 14 Anomalia di temperatura del pianeta Terra relativa al valore medio misurato per il periodo 1960-1990dettaglio dei 450000 anni piugrave recenti [7] Si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi) ed interglaciali (caldi)con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20 rispettivamente

Figura 15 Anomalia del livello medio del mare - per i 24000 anni piugrave recenti - rispetto al valore medio attuale [8]Colori diversi corrispondono ad osservazioni relative a localitagrave differenti Ad ogni osservazione sono associate duebarre drsquoerrore una orizzontale ed una verticale

8

121 Temperatura media della Terra nel lontano passato

In tempi molto lontani - dellrsquoordine dei milioni di anni fa - la temperatura media del pianeta Terraera piugrave elevata di quanto non lo sia al tempo presente ma si sono verificate fluttuazioni significativeche hanno condotto a glaciazioni estese [2] In tempi dellrsquoordine delle migliaia di anni fa invece latemperatura media del globo era tendenzialmente inferiore rispetto a quella attualeQuanto appena affermato puograve essere apprezzato in figura 13 mentre in figura 14 si propone undettaglio dei 450000 anni piugrave recenti in cui si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi)ed interglaciali (caldi) con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20rispettivamente

122 Livello medio del mare nel lontano passato

Si stima che il livello medio del mare - rispetto a quello attuale - fosse [8]

bull 120 m inferiore durante lrsquoultima era glaciale (12000 divide 110000 anni fa circa)

bull 55 m superiore 125000 anni fa

bull 503 m superiore 3000000 di anni fa

Pertanto si osserva come - in tempi passati - il livello marino medio sia stato molto diverso daquello attuale (figura 15)

13 Effetti climatici osservati su sistemi naturali

Evidenze osservative raccolte in ogni continente3 e nella maggior parte degli oceani mostrano chemolti sistemi naturali sono stati influenzati da cambiamenti climatici regionali in particolare acausa dellrsquoaumento di temperatura [1]

Con buona sicurezza si puograve affermare che sistemi naturali legati a neve e ghiacci (permafrostincluso) sono influenzati dai cambiamenti climatici come ad esempio [1]

bull allargamento ed incremento del numero di laghi glaciali

bull incremento dellrsquoinstabilitagrave del terreno nelle regioni ricoperte da permafrost e frane nelleregioni montuose

bull cambiamenti in alcuni ecosistemi artici ed antartici

Con altrettanta buona sicurezza - basata su evidenze derivanti dallo studio di un ampio numero dispecie animali e vegetali diverse - si puograve affermare che il recente riscaldamento globale influenzapesantemente i sistemi biologici terrestri come ad esempio le migrazioni dei volatili e ladeposizione delle uova anticipandone lrsquoavvenuta [1]Inoltre sembra che i cambiamenti osservati nei sistemi biologici di acqua dolce e salata sianoassociati allrsquoaumento della temperatura dellrsquoacqua oltre che alle variazioni della superficie deighiacci della salinitagrave del livello di ossigeno e della circolazione Questi cambiamenti coinvolgonoprincipalmente alghe plancton e pesci in termini di abbondanza specie e luogo (migrazione) [1]

3 In merito ai cambiamenti climatici osservati esiste una evidente disomogeneitagrave di dati raccolti e letteratura a seconda dellrsquoarea geografica in questione in particolare si riscontra una marcata scarsitagrave di informazioni nei paesi in via di sviluppo [1]

9

Detto ciograve non egrave semplice stabilire in che percentuale cause naturali ed antropiche contribuiscano alriscaldamento globale e ai cambiamenti climatici in generale Uno degli obiettivi degli esperti cheoperano in questo ambito della scienza egrave proprio quello di cercare di attribuire una causa allevariazioni osservate A tal proposito esiste una moltitudine di modelli diversi oltre che unamolteplicitagrave di scuole di pensiero diverse che sfociano principalmente nelle due seguenti categorie

bull sostenitori delle cause naturali come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

bull sostenitori delle cause antropiche come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

Tutto ciograve egrave argomento di analisi e discussione in particolare dei prossimi due capitoli

10

Capitolo 2

Cause dei cambiamenti climatici

21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre

Per comprendere le cause dei cambiamenti climatici egrave importante conoscere la composizionechimica dellrsquoatmosfera terrestre in particolare nei pressi della superficie del pianeta In tabella21 sono riportate le principali specie chimiche che costituiscono lrsquoatmosfera nei pressi dellasuperficie del pianeta Terra oltre che il corrispondente peso molecolare e la proporzione (in terminidi volume) con cui tali specie contribuiscono alla composizione dellrsquoaria Talvolta si preferiscefornire esclusivamente la composizione chimica dellrsquoaria priva di vapore acqueo (la cosiddetta ariasecca) in quanto questrsquoultimo compare in atmosfera in proporzioni volumetriche fortementevariabili (sia nel tempo che a seconda della localitagrave in esame) che comunque si aggirano attornoalla mezza parte per milioneIn tabella 21 sono riportati valori numerici privi di errore lrsquoobiettivo egrave esclusivamente quello difornire una descrizione generale delle caratteristiche chimiche dellrsquoatmosfera in termini dicostituenti fondamentali

Tabella 21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre nei pressi della superficie del pianeta [9]

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Azoto (N2) 2801 7808 Metano (CH4) 1604 1 - 2 ppm

Ossigeno (O2) 3200 2095 Idrogeno (H2) 202 050 ppm

Argon (Ar) 3995 0934 Ossido didiazoto (N2O)

4401 050 ppm

Vapore acqueo(H2O )

1802 ~ 05 Xeno (Xe) 13129 0087 ppm

Anidridecarbonica

(CO2)

4401 41204 ppm Diossido diazoto (NO2)

4601 002 ppm

Neon (Ne) 2018 1818 ppm Ozono (O3) 4800 0 divide 001 ppm

Elio (He) 400 524 ppm Radon (Rn) 22200 6 10-14 ppm

Monossido diazoto (NO)

3001 500 ppmAltri (CO NH3

ecc)

Kripton (Kr) 8380 114 ppm Dato fortemente variabile Dato risalente a marzo 2019

11

Anche se in proporzioni minori rispetto ad altre alcune specie chimiche costituenti lrsquoatmosfera sonoparticolarmente importanti dal punto di vista del bilancio energetico globale del pianeta Tra questecompaiono ad esempio i cosiddetti gas serra oggetto di indagine dei prossimi due paragrafi

22 Emissioni di gas serra longevi

La forzante radiativa4 del sistema climatico egrave dominata dai gas serra longevi ossia dai gas serrache possiedono un alto tempo di residenza in atmosfera [1] Tra questi spiccano il diossido dicarbonio (CO2) il metano (CH4) lrsquoossido di diazoto (N2O) e gli idrocarburi alogenati5 caratterizzatida un tempo di residenza medio pari a [11]

bull 500 anni per la CO2

bull 7-10 anni per il CH4

bull 140-190 anni per lrsquoN2O

Anche il vapore acqueo (H2O) egrave un gas serra ma risiede in atmosfera esclusivamente per un breveperiodo (circa 10 giorni [11]) pertanto non contribuisce significativamente alla forzante radiativaTuttavia allrsquoaumentare della temperatura dellrsquoatmosfera aumenta anche la capacitagrave di questrsquoultimadi contenere maggiori quantitagrave di vapor drsquoacqua le quali produrranno un ulteriore incrementodellrsquoeffetto serra instaurando quindi un feedback positivo di non trascurabile importanza [12]

Le emissioni globali di gas serra conseguenti ad attivitagrave umane sono cresciute a partire dallrsquoerapreindustriale con un incremento del 70 tra il 1970 ed il 2004 La maggiore crescita in termini diemissioni di gas serra tra gli anni pocrsquoanzi menzionati proviene dalle seguenti cause [1]

bull rifornimento energetico

bull trasporti

bull industria

Attivitagrave come lrsquoutilizzo di edifici residenziali e commerciali la silvicultura (deforestazione inclusa)ed il settore agricolo invece sono sempre fonte di emissioni di gas serra ma possiedono un impattopiugrave moderato [1]Le emissioni globali di gas serra longevi ricoprono un ruolo di assoluta importanza in termini dicambiamento climatico pertanto si egrave deciso di anticiparne parzialmente la trattazione giagrave in questoparagrafo nonostante si riservi una trattazione piugrave dettagliata al sotto-paragrafo 231 interamentededicato allrsquoanalisi delle attivitagrave antropiche come forzante esterna dei cambiamenti climatici

23 Cambiamenti climatici fattori scatenanti

Variazioni nelle concentrazioni di gas serra in atmosfera e nellrsquoirraggiamento solare alterano ilbilancio energetico del sistema climatico e sono fattori scatenanti in termini di cambiamenticlimatici poicheacute influenzano assorbimento scattering ed emissione della radiazione allrsquointernodellrsquoatmosfera e nei pressi della superficie del pianeta Terra Le risultanti variazioni nel bilancio

4 La forzante radiativa egrave una misura dellrsquoinfluenza che un fattore ha nellrsquoalterazione del bilancio tra energia entrante ed uscente dal sistema atmosferico terrestre ed egrave un indice dellrsquoimportanza di tale fattore come potenziale meccanismo di cambiamento climatico [10] Nel presente documento i valori di forzante radiativa sono relativi ai valori preindustriali (il 1750 egrave lrsquoanno di riferimento) e sono espressi in Wm-25 Gli idrocarburi alogenati sono un gruppo di gas contenenti fluoro cloro e bromo

12

energetico - positive o negative che siano - sono espresse in termini di forzante radiativa la quale egravegeneralmente utilizzata per confrontare le influenze che riscaldamento o raffreddamento globalihanno sul clima [1]

231 Forzanti antropiche

Lrsquoinfluenza antropica sul sistema climatico egrave chiara le recenti emissioni antropiche di gas serralongevi sono le piugrave elevate mai verificatesi nella storia del pianeta Terra ed i conseguenti effetti -assieme a quelli provocati da altre forzanti di natura antropica - sono stati la causa dominante delriscaldamento globale osservato a partire da metagrave del XX secolo entro un livello di confidenzaestremamente elevato [3]Nel 2005 le concentrazioni di CO2 e CH4 in atmosfera hanno superato lrsquointervallo di valori entro iquali risiedevano negli ultimi 650000 anni [1] Inoltre le concentrazioni globali di diossido dicarbonio metano e ossido di diazoto in atmosfera hanno subito un marcato aumento a partire dal1750 a causa di attivitagrave umane (rivoluzione industriale avvento dei motori a scoppio e crescitademografica su tutti) ed hanno raggiunto valori significativamente maggiori rispetto a quellipreindustriali (figura 21 - a b e c)Dal confronto dei grafici di figura 21 (a b e c) si osserva come il valore della forzante radiativa -oltre che della concentrazione - negli anni possieda un andamento simile per i tre gas serra longeviin analisi che prende il nome di hockeyrsquos stick shape (forma a bastone da hockey)Sorge spontaneo chiedersi da dove provengano i dati risalenti a centinaia - o addirittura migliaia - dianni fa si tratta di stime dedotte mediante lrsquoausilio di tecniche di carotaggio operate su ghiaccipermanenti dove si egrave certi che lrsquoanidride carbonica si sia mantenuta e conservata nel tempo senzache vi sia stata alcuna comunicazione con lrsquoaria circostante Si tratta di misure indirette cheprendono il nome di proxy

Figura 21a Concentrazione di CO2 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

13

Figura 21b Concentrazione di CH4 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

Figura 21c Concentrazione di N2O (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

14

Figura 22 Emissioni annuali globali di gas serra di natura antropica tra gli anni 1970 e 2004 (compresi) [1] In ascissacompare lrsquoanno mentre in ordinata le giga-tonnellate (Gt) di CO2-equivalente ossia la massa di diossido di carbonioche causerebbe lo stesso ammontare di forzante radiativa di un altro gas serra o di una miscela di gas serra (longevi)

Il diossido di carbonio egrave il gas serra di natura antropica piugrave importante Le sue emissioni annuesono cresciute dellrsquo80 (da 21 a 38 Gt) tra il 1970 ed il 2004 e rappresentarono il 77 di tutte leemissioni di gas serra di natura antropica nel 2004 (figura 22) [1] Lrsquoincremento globale dellaconcentrazione di CO2 (da 280 ppm [1] del 1750 a 41204 ppm [9] di marzo del 2019) egraveprincipalmente dovuto allrsquoutilizzo di combustibili fossili e in seconda battuta alla deforestazioneLrsquoaumento della concentrazione di metano (da 715 ppb [1] del 1750 a 1-2 ppm [9] del 2019)invece possiede come cause primarie - oltre allrsquoutilizzo di combustibili fossili - anche lrsquoagricolturae lrsquoallevamentoLrsquoincremento di ossido di diazoto (da 270 ppb [1] del 1750 a 050 ppm [9] del 2019) invece egraveprevalentemente dovuto allrsquoagricoltura (fertilizzanti) e allrsquoindustriaInfine per quanto riguarda gli idrocarburi alogenati la loro concentrazione globale in atmosfera siegrave discostata da valori prossimi allo zero dellrsquoera preindustriale prevalentemente a causa delle attivitagraveumane [1]

Molti degli incrementi di temperatura media globale osservati a partire dal 1950 paiono strettamentecorrelati con lrsquoaumento della concentrazione di gas serra dovuto a forzanti antropiche [1]Il riscaldamento globale diffuso di atmosfera ed oceano assieme allo scioglimento dei ghiaccisupporta la conclusione secondo la quale esiste una bassissima probabilitagrave che il cambiamentoclimatico degli ultimi cinquanta anni possa essere spiegato senza introdurre forzanti esterne ed unabuona probabilitagrave che non sia dovuto alle sole cause naturali [1]Il riscaldamento osservato per la troposfera ed il raffreddamento della stratosfera sembrano esseredovuti allrsquoeffetto combinato dellrsquoaumento della concentrazione di gas serra e allrsquoesaurimentodellrsquoozono stratosferico6 [1]

6 Generalmente si distingue tra ozono troposferico ed ozono stratosferico Il primo egrave confinato attorno alla superficie terrestre ed egrave trattato come un fattore inquinante mentre il secondo egrave localizzato attorno ai 30 km di quota e costituisce un elemento fondamentale per consentire la vita sulla Terra (il buco dellrsquoozono costituisce un problema attuale di notevole importanza) duplice ruolo dellrsquoO3

15

Figura 23 Confronto tra le anomalie di temperatura superficiale osservate (in nero) su scala continentale e globale conandamenti simulati a partire da modelli climatici che considerano o solo forzanti naturali (in blu) o sia forzanti naturaliche antropiche (in rosso) [1]

In figura 23 si possono osservare diversi grafici che illustrano lrsquoandamento dellrsquoanomalia annuadi temperatura7 a partire dal 1906 mediato sui vari continenti oltre che su tutto il globo su tuttigli oceani e su tutte le terre emerse Si nota come il riscaldamento osservato per le varie regioni inanalisi - mediato su un arco temporale pari a dieci anni - sia riprodotto con una certa confidenza damodelli che includono sia cause naturali che antropiche (fa eccezione lrsquoAntartide) soprattutto apartire dal 1950 circa Invece i modelli che prevedono lrsquoimpiego esclusivamente di cause naturali sidiscostano dai dati osservati in particolare negli ultimi cinquanta anni circa Questo porta adaffermare con una certa confidenza che le cause antropiche sono le principali responsabili delriscaldamento globale a partire da circa la metagrave del XX secolo [1]Inoltre sempre con una certa confidenza si puograve affermare che la forzante di tipo antropico egrave anchela principale responsabile dei seguenti fenomeni [1]

bull innalzamento del livello medio del mare a partire dalla seconda metagrave del lsquo900

bull variazioni nel pattern di vento e precipitazioni

bull modifica di alcuni sistemi biologici e naturali

7 Lrsquoanomalia annua di temperatura egrave definita come la differenza tra il valore medio annuo di temperatura in un punto e la relativa media calcolata su un periodo di riferimento

16

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 9: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

121 Temperatura media della Terra nel lontano passato

In tempi molto lontani - dellrsquoordine dei milioni di anni fa - la temperatura media del pianeta Terraera piugrave elevata di quanto non lo sia al tempo presente ma si sono verificate fluttuazioni significativeche hanno condotto a glaciazioni estese [2] In tempi dellrsquoordine delle migliaia di anni fa invece latemperatura media del globo era tendenzialmente inferiore rispetto a quella attualeQuanto appena affermato puograve essere apprezzato in figura 13 mentre in figura 14 si propone undettaglio dei 450000 anni piugrave recenti in cui si manifesta unrsquoalternanza tra periodi glaciali (freddi)ed interglaciali (caldi) con un tempo totale di permanenza medio pari a 80 e 20rispettivamente

122 Livello medio del mare nel lontano passato

Si stima che il livello medio del mare - rispetto a quello attuale - fosse [8]

bull 120 m inferiore durante lrsquoultima era glaciale (12000 divide 110000 anni fa circa)

bull 55 m superiore 125000 anni fa

bull 503 m superiore 3000000 di anni fa

Pertanto si osserva come - in tempi passati - il livello marino medio sia stato molto diverso daquello attuale (figura 15)

13 Effetti climatici osservati su sistemi naturali

Evidenze osservative raccolte in ogni continente3 e nella maggior parte degli oceani mostrano chemolti sistemi naturali sono stati influenzati da cambiamenti climatici regionali in particolare acausa dellrsquoaumento di temperatura [1]

Con buona sicurezza si puograve affermare che sistemi naturali legati a neve e ghiacci (permafrostincluso) sono influenzati dai cambiamenti climatici come ad esempio [1]

bull allargamento ed incremento del numero di laghi glaciali

bull incremento dellrsquoinstabilitagrave del terreno nelle regioni ricoperte da permafrost e frane nelleregioni montuose

bull cambiamenti in alcuni ecosistemi artici ed antartici

Con altrettanta buona sicurezza - basata su evidenze derivanti dallo studio di un ampio numero dispecie animali e vegetali diverse - si puograve affermare che il recente riscaldamento globale influenzapesantemente i sistemi biologici terrestri come ad esempio le migrazioni dei volatili e ladeposizione delle uova anticipandone lrsquoavvenuta [1]Inoltre sembra che i cambiamenti osservati nei sistemi biologici di acqua dolce e salata sianoassociati allrsquoaumento della temperatura dellrsquoacqua oltre che alle variazioni della superficie deighiacci della salinitagrave del livello di ossigeno e della circolazione Questi cambiamenti coinvolgonoprincipalmente alghe plancton e pesci in termini di abbondanza specie e luogo (migrazione) [1]

3 In merito ai cambiamenti climatici osservati esiste una evidente disomogeneitagrave di dati raccolti e letteratura a seconda dellrsquoarea geografica in questione in particolare si riscontra una marcata scarsitagrave di informazioni nei paesi in via di sviluppo [1]

9

Detto ciograve non egrave semplice stabilire in che percentuale cause naturali ed antropiche contribuiscano alriscaldamento globale e ai cambiamenti climatici in generale Uno degli obiettivi degli esperti cheoperano in questo ambito della scienza egrave proprio quello di cercare di attribuire una causa allevariazioni osservate A tal proposito esiste una moltitudine di modelli diversi oltre che unamolteplicitagrave di scuole di pensiero diverse che sfociano principalmente nelle due seguenti categorie

bull sostenitori delle cause naturali come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

bull sostenitori delle cause antropiche come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

Tutto ciograve egrave argomento di analisi e discussione in particolare dei prossimi due capitoli

10

Capitolo 2

Cause dei cambiamenti climatici

21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre

Per comprendere le cause dei cambiamenti climatici egrave importante conoscere la composizionechimica dellrsquoatmosfera terrestre in particolare nei pressi della superficie del pianeta In tabella21 sono riportate le principali specie chimiche che costituiscono lrsquoatmosfera nei pressi dellasuperficie del pianeta Terra oltre che il corrispondente peso molecolare e la proporzione (in terminidi volume) con cui tali specie contribuiscono alla composizione dellrsquoaria Talvolta si preferiscefornire esclusivamente la composizione chimica dellrsquoaria priva di vapore acqueo (la cosiddetta ariasecca) in quanto questrsquoultimo compare in atmosfera in proporzioni volumetriche fortementevariabili (sia nel tempo che a seconda della localitagrave in esame) che comunque si aggirano attornoalla mezza parte per milioneIn tabella 21 sono riportati valori numerici privi di errore lrsquoobiettivo egrave esclusivamente quello difornire una descrizione generale delle caratteristiche chimiche dellrsquoatmosfera in termini dicostituenti fondamentali

Tabella 21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre nei pressi della superficie del pianeta [9]

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Azoto (N2) 2801 7808 Metano (CH4) 1604 1 - 2 ppm

Ossigeno (O2) 3200 2095 Idrogeno (H2) 202 050 ppm

Argon (Ar) 3995 0934 Ossido didiazoto (N2O)

4401 050 ppm

Vapore acqueo(H2O )

1802 ~ 05 Xeno (Xe) 13129 0087 ppm

Anidridecarbonica

(CO2)

4401 41204 ppm Diossido diazoto (NO2)

4601 002 ppm

Neon (Ne) 2018 1818 ppm Ozono (O3) 4800 0 divide 001 ppm

Elio (He) 400 524 ppm Radon (Rn) 22200 6 10-14 ppm

Monossido diazoto (NO)

3001 500 ppmAltri (CO NH3

ecc)

Kripton (Kr) 8380 114 ppm Dato fortemente variabile Dato risalente a marzo 2019

11

Anche se in proporzioni minori rispetto ad altre alcune specie chimiche costituenti lrsquoatmosfera sonoparticolarmente importanti dal punto di vista del bilancio energetico globale del pianeta Tra questecompaiono ad esempio i cosiddetti gas serra oggetto di indagine dei prossimi due paragrafi

22 Emissioni di gas serra longevi

La forzante radiativa4 del sistema climatico egrave dominata dai gas serra longevi ossia dai gas serrache possiedono un alto tempo di residenza in atmosfera [1] Tra questi spiccano il diossido dicarbonio (CO2) il metano (CH4) lrsquoossido di diazoto (N2O) e gli idrocarburi alogenati5 caratterizzatida un tempo di residenza medio pari a [11]

bull 500 anni per la CO2

bull 7-10 anni per il CH4

bull 140-190 anni per lrsquoN2O

Anche il vapore acqueo (H2O) egrave un gas serra ma risiede in atmosfera esclusivamente per un breveperiodo (circa 10 giorni [11]) pertanto non contribuisce significativamente alla forzante radiativaTuttavia allrsquoaumentare della temperatura dellrsquoatmosfera aumenta anche la capacitagrave di questrsquoultimadi contenere maggiori quantitagrave di vapor drsquoacqua le quali produrranno un ulteriore incrementodellrsquoeffetto serra instaurando quindi un feedback positivo di non trascurabile importanza [12]

Le emissioni globali di gas serra conseguenti ad attivitagrave umane sono cresciute a partire dallrsquoerapreindustriale con un incremento del 70 tra il 1970 ed il 2004 La maggiore crescita in termini diemissioni di gas serra tra gli anni pocrsquoanzi menzionati proviene dalle seguenti cause [1]

bull rifornimento energetico

bull trasporti

bull industria

Attivitagrave come lrsquoutilizzo di edifici residenziali e commerciali la silvicultura (deforestazione inclusa)ed il settore agricolo invece sono sempre fonte di emissioni di gas serra ma possiedono un impattopiugrave moderato [1]Le emissioni globali di gas serra longevi ricoprono un ruolo di assoluta importanza in termini dicambiamento climatico pertanto si egrave deciso di anticiparne parzialmente la trattazione giagrave in questoparagrafo nonostante si riservi una trattazione piugrave dettagliata al sotto-paragrafo 231 interamentededicato allrsquoanalisi delle attivitagrave antropiche come forzante esterna dei cambiamenti climatici

23 Cambiamenti climatici fattori scatenanti

Variazioni nelle concentrazioni di gas serra in atmosfera e nellrsquoirraggiamento solare alterano ilbilancio energetico del sistema climatico e sono fattori scatenanti in termini di cambiamenticlimatici poicheacute influenzano assorbimento scattering ed emissione della radiazione allrsquointernodellrsquoatmosfera e nei pressi della superficie del pianeta Terra Le risultanti variazioni nel bilancio

4 La forzante radiativa egrave una misura dellrsquoinfluenza che un fattore ha nellrsquoalterazione del bilancio tra energia entrante ed uscente dal sistema atmosferico terrestre ed egrave un indice dellrsquoimportanza di tale fattore come potenziale meccanismo di cambiamento climatico [10] Nel presente documento i valori di forzante radiativa sono relativi ai valori preindustriali (il 1750 egrave lrsquoanno di riferimento) e sono espressi in Wm-25 Gli idrocarburi alogenati sono un gruppo di gas contenenti fluoro cloro e bromo

12

energetico - positive o negative che siano - sono espresse in termini di forzante radiativa la quale egravegeneralmente utilizzata per confrontare le influenze che riscaldamento o raffreddamento globalihanno sul clima [1]

231 Forzanti antropiche

Lrsquoinfluenza antropica sul sistema climatico egrave chiara le recenti emissioni antropiche di gas serralongevi sono le piugrave elevate mai verificatesi nella storia del pianeta Terra ed i conseguenti effetti -assieme a quelli provocati da altre forzanti di natura antropica - sono stati la causa dominante delriscaldamento globale osservato a partire da metagrave del XX secolo entro un livello di confidenzaestremamente elevato [3]Nel 2005 le concentrazioni di CO2 e CH4 in atmosfera hanno superato lrsquointervallo di valori entro iquali risiedevano negli ultimi 650000 anni [1] Inoltre le concentrazioni globali di diossido dicarbonio metano e ossido di diazoto in atmosfera hanno subito un marcato aumento a partire dal1750 a causa di attivitagrave umane (rivoluzione industriale avvento dei motori a scoppio e crescitademografica su tutti) ed hanno raggiunto valori significativamente maggiori rispetto a quellipreindustriali (figura 21 - a b e c)Dal confronto dei grafici di figura 21 (a b e c) si osserva come il valore della forzante radiativa -oltre che della concentrazione - negli anni possieda un andamento simile per i tre gas serra longeviin analisi che prende il nome di hockeyrsquos stick shape (forma a bastone da hockey)Sorge spontaneo chiedersi da dove provengano i dati risalenti a centinaia - o addirittura migliaia - dianni fa si tratta di stime dedotte mediante lrsquoausilio di tecniche di carotaggio operate su ghiaccipermanenti dove si egrave certi che lrsquoanidride carbonica si sia mantenuta e conservata nel tempo senzache vi sia stata alcuna comunicazione con lrsquoaria circostante Si tratta di misure indirette cheprendono il nome di proxy

Figura 21a Concentrazione di CO2 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

13

Figura 21b Concentrazione di CH4 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

Figura 21c Concentrazione di N2O (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

14

Figura 22 Emissioni annuali globali di gas serra di natura antropica tra gli anni 1970 e 2004 (compresi) [1] In ascissacompare lrsquoanno mentre in ordinata le giga-tonnellate (Gt) di CO2-equivalente ossia la massa di diossido di carbonioche causerebbe lo stesso ammontare di forzante radiativa di un altro gas serra o di una miscela di gas serra (longevi)

Il diossido di carbonio egrave il gas serra di natura antropica piugrave importante Le sue emissioni annuesono cresciute dellrsquo80 (da 21 a 38 Gt) tra il 1970 ed il 2004 e rappresentarono il 77 di tutte leemissioni di gas serra di natura antropica nel 2004 (figura 22) [1] Lrsquoincremento globale dellaconcentrazione di CO2 (da 280 ppm [1] del 1750 a 41204 ppm [9] di marzo del 2019) egraveprincipalmente dovuto allrsquoutilizzo di combustibili fossili e in seconda battuta alla deforestazioneLrsquoaumento della concentrazione di metano (da 715 ppb [1] del 1750 a 1-2 ppm [9] del 2019)invece possiede come cause primarie - oltre allrsquoutilizzo di combustibili fossili - anche lrsquoagricolturae lrsquoallevamentoLrsquoincremento di ossido di diazoto (da 270 ppb [1] del 1750 a 050 ppm [9] del 2019) invece egraveprevalentemente dovuto allrsquoagricoltura (fertilizzanti) e allrsquoindustriaInfine per quanto riguarda gli idrocarburi alogenati la loro concentrazione globale in atmosfera siegrave discostata da valori prossimi allo zero dellrsquoera preindustriale prevalentemente a causa delle attivitagraveumane [1]

Molti degli incrementi di temperatura media globale osservati a partire dal 1950 paiono strettamentecorrelati con lrsquoaumento della concentrazione di gas serra dovuto a forzanti antropiche [1]Il riscaldamento globale diffuso di atmosfera ed oceano assieme allo scioglimento dei ghiaccisupporta la conclusione secondo la quale esiste una bassissima probabilitagrave che il cambiamentoclimatico degli ultimi cinquanta anni possa essere spiegato senza introdurre forzanti esterne ed unabuona probabilitagrave che non sia dovuto alle sole cause naturali [1]Il riscaldamento osservato per la troposfera ed il raffreddamento della stratosfera sembrano esseredovuti allrsquoeffetto combinato dellrsquoaumento della concentrazione di gas serra e allrsquoesaurimentodellrsquoozono stratosferico6 [1]

6 Generalmente si distingue tra ozono troposferico ed ozono stratosferico Il primo egrave confinato attorno alla superficie terrestre ed egrave trattato come un fattore inquinante mentre il secondo egrave localizzato attorno ai 30 km di quota e costituisce un elemento fondamentale per consentire la vita sulla Terra (il buco dellrsquoozono costituisce un problema attuale di notevole importanza) duplice ruolo dellrsquoO3

15

Figura 23 Confronto tra le anomalie di temperatura superficiale osservate (in nero) su scala continentale e globale conandamenti simulati a partire da modelli climatici che considerano o solo forzanti naturali (in blu) o sia forzanti naturaliche antropiche (in rosso) [1]

In figura 23 si possono osservare diversi grafici che illustrano lrsquoandamento dellrsquoanomalia annuadi temperatura7 a partire dal 1906 mediato sui vari continenti oltre che su tutto il globo su tuttigli oceani e su tutte le terre emerse Si nota come il riscaldamento osservato per le varie regioni inanalisi - mediato su un arco temporale pari a dieci anni - sia riprodotto con una certa confidenza damodelli che includono sia cause naturali che antropiche (fa eccezione lrsquoAntartide) soprattutto apartire dal 1950 circa Invece i modelli che prevedono lrsquoimpiego esclusivamente di cause naturali sidiscostano dai dati osservati in particolare negli ultimi cinquanta anni circa Questo porta adaffermare con una certa confidenza che le cause antropiche sono le principali responsabili delriscaldamento globale a partire da circa la metagrave del XX secolo [1]Inoltre sempre con una certa confidenza si puograve affermare che la forzante di tipo antropico egrave anchela principale responsabile dei seguenti fenomeni [1]

bull innalzamento del livello medio del mare a partire dalla seconda metagrave del lsquo900

bull variazioni nel pattern di vento e precipitazioni

bull modifica di alcuni sistemi biologici e naturali

7 Lrsquoanomalia annua di temperatura egrave definita come la differenza tra il valore medio annuo di temperatura in un punto e la relativa media calcolata su un periodo di riferimento

16

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 10: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Detto ciograve non egrave semplice stabilire in che percentuale cause naturali ed antropiche contribuiscano alriscaldamento globale e ai cambiamenti climatici in generale Uno degli obiettivi degli esperti cheoperano in questo ambito della scienza egrave proprio quello di cercare di attribuire una causa allevariazioni osservate A tal proposito esiste una moltitudine di modelli diversi oltre che unamolteplicitagrave di scuole di pensiero diverse che sfociano principalmente nelle due seguenti categorie

bull sostenitori delle cause naturali come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

bull sostenitori delle cause antropiche come principali responsabili dei cambiamenti climaticiosservati a partire dallrsquoera industriale

Tutto ciograve egrave argomento di analisi e discussione in particolare dei prossimi due capitoli

10

Capitolo 2

Cause dei cambiamenti climatici

21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre

Per comprendere le cause dei cambiamenti climatici egrave importante conoscere la composizionechimica dellrsquoatmosfera terrestre in particolare nei pressi della superficie del pianeta In tabella21 sono riportate le principali specie chimiche che costituiscono lrsquoatmosfera nei pressi dellasuperficie del pianeta Terra oltre che il corrispondente peso molecolare e la proporzione (in terminidi volume) con cui tali specie contribuiscono alla composizione dellrsquoaria Talvolta si preferiscefornire esclusivamente la composizione chimica dellrsquoaria priva di vapore acqueo (la cosiddetta ariasecca) in quanto questrsquoultimo compare in atmosfera in proporzioni volumetriche fortementevariabili (sia nel tempo che a seconda della localitagrave in esame) che comunque si aggirano attornoalla mezza parte per milioneIn tabella 21 sono riportati valori numerici privi di errore lrsquoobiettivo egrave esclusivamente quello difornire una descrizione generale delle caratteristiche chimiche dellrsquoatmosfera in termini dicostituenti fondamentali

Tabella 21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre nei pressi della superficie del pianeta [9]

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Azoto (N2) 2801 7808 Metano (CH4) 1604 1 - 2 ppm

Ossigeno (O2) 3200 2095 Idrogeno (H2) 202 050 ppm

Argon (Ar) 3995 0934 Ossido didiazoto (N2O)

4401 050 ppm

Vapore acqueo(H2O )

1802 ~ 05 Xeno (Xe) 13129 0087 ppm

Anidridecarbonica

(CO2)

4401 41204 ppm Diossido diazoto (NO2)

4601 002 ppm

Neon (Ne) 2018 1818 ppm Ozono (O3) 4800 0 divide 001 ppm

Elio (He) 400 524 ppm Radon (Rn) 22200 6 10-14 ppm

Monossido diazoto (NO)

3001 500 ppmAltri (CO NH3

ecc)

Kripton (Kr) 8380 114 ppm Dato fortemente variabile Dato risalente a marzo 2019

11

Anche se in proporzioni minori rispetto ad altre alcune specie chimiche costituenti lrsquoatmosfera sonoparticolarmente importanti dal punto di vista del bilancio energetico globale del pianeta Tra questecompaiono ad esempio i cosiddetti gas serra oggetto di indagine dei prossimi due paragrafi

22 Emissioni di gas serra longevi

La forzante radiativa4 del sistema climatico egrave dominata dai gas serra longevi ossia dai gas serrache possiedono un alto tempo di residenza in atmosfera [1] Tra questi spiccano il diossido dicarbonio (CO2) il metano (CH4) lrsquoossido di diazoto (N2O) e gli idrocarburi alogenati5 caratterizzatida un tempo di residenza medio pari a [11]

bull 500 anni per la CO2

bull 7-10 anni per il CH4

bull 140-190 anni per lrsquoN2O

Anche il vapore acqueo (H2O) egrave un gas serra ma risiede in atmosfera esclusivamente per un breveperiodo (circa 10 giorni [11]) pertanto non contribuisce significativamente alla forzante radiativaTuttavia allrsquoaumentare della temperatura dellrsquoatmosfera aumenta anche la capacitagrave di questrsquoultimadi contenere maggiori quantitagrave di vapor drsquoacqua le quali produrranno un ulteriore incrementodellrsquoeffetto serra instaurando quindi un feedback positivo di non trascurabile importanza [12]

Le emissioni globali di gas serra conseguenti ad attivitagrave umane sono cresciute a partire dallrsquoerapreindustriale con un incremento del 70 tra il 1970 ed il 2004 La maggiore crescita in termini diemissioni di gas serra tra gli anni pocrsquoanzi menzionati proviene dalle seguenti cause [1]

bull rifornimento energetico

bull trasporti

bull industria

Attivitagrave come lrsquoutilizzo di edifici residenziali e commerciali la silvicultura (deforestazione inclusa)ed il settore agricolo invece sono sempre fonte di emissioni di gas serra ma possiedono un impattopiugrave moderato [1]Le emissioni globali di gas serra longevi ricoprono un ruolo di assoluta importanza in termini dicambiamento climatico pertanto si egrave deciso di anticiparne parzialmente la trattazione giagrave in questoparagrafo nonostante si riservi una trattazione piugrave dettagliata al sotto-paragrafo 231 interamentededicato allrsquoanalisi delle attivitagrave antropiche come forzante esterna dei cambiamenti climatici

23 Cambiamenti climatici fattori scatenanti

Variazioni nelle concentrazioni di gas serra in atmosfera e nellrsquoirraggiamento solare alterano ilbilancio energetico del sistema climatico e sono fattori scatenanti in termini di cambiamenticlimatici poicheacute influenzano assorbimento scattering ed emissione della radiazione allrsquointernodellrsquoatmosfera e nei pressi della superficie del pianeta Terra Le risultanti variazioni nel bilancio

4 La forzante radiativa egrave una misura dellrsquoinfluenza che un fattore ha nellrsquoalterazione del bilancio tra energia entrante ed uscente dal sistema atmosferico terrestre ed egrave un indice dellrsquoimportanza di tale fattore come potenziale meccanismo di cambiamento climatico [10] Nel presente documento i valori di forzante radiativa sono relativi ai valori preindustriali (il 1750 egrave lrsquoanno di riferimento) e sono espressi in Wm-25 Gli idrocarburi alogenati sono un gruppo di gas contenenti fluoro cloro e bromo

12

energetico - positive o negative che siano - sono espresse in termini di forzante radiativa la quale egravegeneralmente utilizzata per confrontare le influenze che riscaldamento o raffreddamento globalihanno sul clima [1]

231 Forzanti antropiche

Lrsquoinfluenza antropica sul sistema climatico egrave chiara le recenti emissioni antropiche di gas serralongevi sono le piugrave elevate mai verificatesi nella storia del pianeta Terra ed i conseguenti effetti -assieme a quelli provocati da altre forzanti di natura antropica - sono stati la causa dominante delriscaldamento globale osservato a partire da metagrave del XX secolo entro un livello di confidenzaestremamente elevato [3]Nel 2005 le concentrazioni di CO2 e CH4 in atmosfera hanno superato lrsquointervallo di valori entro iquali risiedevano negli ultimi 650000 anni [1] Inoltre le concentrazioni globali di diossido dicarbonio metano e ossido di diazoto in atmosfera hanno subito un marcato aumento a partire dal1750 a causa di attivitagrave umane (rivoluzione industriale avvento dei motori a scoppio e crescitademografica su tutti) ed hanno raggiunto valori significativamente maggiori rispetto a quellipreindustriali (figura 21 - a b e c)Dal confronto dei grafici di figura 21 (a b e c) si osserva come il valore della forzante radiativa -oltre che della concentrazione - negli anni possieda un andamento simile per i tre gas serra longeviin analisi che prende il nome di hockeyrsquos stick shape (forma a bastone da hockey)Sorge spontaneo chiedersi da dove provengano i dati risalenti a centinaia - o addirittura migliaia - dianni fa si tratta di stime dedotte mediante lrsquoausilio di tecniche di carotaggio operate su ghiaccipermanenti dove si egrave certi che lrsquoanidride carbonica si sia mantenuta e conservata nel tempo senzache vi sia stata alcuna comunicazione con lrsquoaria circostante Si tratta di misure indirette cheprendono il nome di proxy

Figura 21a Concentrazione di CO2 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

13

Figura 21b Concentrazione di CH4 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

Figura 21c Concentrazione di N2O (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

14

Figura 22 Emissioni annuali globali di gas serra di natura antropica tra gli anni 1970 e 2004 (compresi) [1] In ascissacompare lrsquoanno mentre in ordinata le giga-tonnellate (Gt) di CO2-equivalente ossia la massa di diossido di carbonioche causerebbe lo stesso ammontare di forzante radiativa di un altro gas serra o di una miscela di gas serra (longevi)

Il diossido di carbonio egrave il gas serra di natura antropica piugrave importante Le sue emissioni annuesono cresciute dellrsquo80 (da 21 a 38 Gt) tra il 1970 ed il 2004 e rappresentarono il 77 di tutte leemissioni di gas serra di natura antropica nel 2004 (figura 22) [1] Lrsquoincremento globale dellaconcentrazione di CO2 (da 280 ppm [1] del 1750 a 41204 ppm [9] di marzo del 2019) egraveprincipalmente dovuto allrsquoutilizzo di combustibili fossili e in seconda battuta alla deforestazioneLrsquoaumento della concentrazione di metano (da 715 ppb [1] del 1750 a 1-2 ppm [9] del 2019)invece possiede come cause primarie - oltre allrsquoutilizzo di combustibili fossili - anche lrsquoagricolturae lrsquoallevamentoLrsquoincremento di ossido di diazoto (da 270 ppb [1] del 1750 a 050 ppm [9] del 2019) invece egraveprevalentemente dovuto allrsquoagricoltura (fertilizzanti) e allrsquoindustriaInfine per quanto riguarda gli idrocarburi alogenati la loro concentrazione globale in atmosfera siegrave discostata da valori prossimi allo zero dellrsquoera preindustriale prevalentemente a causa delle attivitagraveumane [1]

Molti degli incrementi di temperatura media globale osservati a partire dal 1950 paiono strettamentecorrelati con lrsquoaumento della concentrazione di gas serra dovuto a forzanti antropiche [1]Il riscaldamento globale diffuso di atmosfera ed oceano assieme allo scioglimento dei ghiaccisupporta la conclusione secondo la quale esiste una bassissima probabilitagrave che il cambiamentoclimatico degli ultimi cinquanta anni possa essere spiegato senza introdurre forzanti esterne ed unabuona probabilitagrave che non sia dovuto alle sole cause naturali [1]Il riscaldamento osservato per la troposfera ed il raffreddamento della stratosfera sembrano esseredovuti allrsquoeffetto combinato dellrsquoaumento della concentrazione di gas serra e allrsquoesaurimentodellrsquoozono stratosferico6 [1]

6 Generalmente si distingue tra ozono troposferico ed ozono stratosferico Il primo egrave confinato attorno alla superficie terrestre ed egrave trattato come un fattore inquinante mentre il secondo egrave localizzato attorno ai 30 km di quota e costituisce un elemento fondamentale per consentire la vita sulla Terra (il buco dellrsquoozono costituisce un problema attuale di notevole importanza) duplice ruolo dellrsquoO3

15

Figura 23 Confronto tra le anomalie di temperatura superficiale osservate (in nero) su scala continentale e globale conandamenti simulati a partire da modelli climatici che considerano o solo forzanti naturali (in blu) o sia forzanti naturaliche antropiche (in rosso) [1]

In figura 23 si possono osservare diversi grafici che illustrano lrsquoandamento dellrsquoanomalia annuadi temperatura7 a partire dal 1906 mediato sui vari continenti oltre che su tutto il globo su tuttigli oceani e su tutte le terre emerse Si nota come il riscaldamento osservato per le varie regioni inanalisi - mediato su un arco temporale pari a dieci anni - sia riprodotto con una certa confidenza damodelli che includono sia cause naturali che antropiche (fa eccezione lrsquoAntartide) soprattutto apartire dal 1950 circa Invece i modelli che prevedono lrsquoimpiego esclusivamente di cause naturali sidiscostano dai dati osservati in particolare negli ultimi cinquanta anni circa Questo porta adaffermare con una certa confidenza che le cause antropiche sono le principali responsabili delriscaldamento globale a partire da circa la metagrave del XX secolo [1]Inoltre sempre con una certa confidenza si puograve affermare che la forzante di tipo antropico egrave anchela principale responsabile dei seguenti fenomeni [1]

bull innalzamento del livello medio del mare a partire dalla seconda metagrave del lsquo900

bull variazioni nel pattern di vento e precipitazioni

bull modifica di alcuni sistemi biologici e naturali

7 Lrsquoanomalia annua di temperatura egrave definita come la differenza tra il valore medio annuo di temperatura in un punto e la relativa media calcolata su un periodo di riferimento

16

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 11: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Capitolo 2

Cause dei cambiamenti climatici

21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre

Per comprendere le cause dei cambiamenti climatici egrave importante conoscere la composizionechimica dellrsquoatmosfera terrestre in particolare nei pressi della superficie del pianeta In tabella21 sono riportate le principali specie chimiche che costituiscono lrsquoatmosfera nei pressi dellasuperficie del pianeta Terra oltre che il corrispondente peso molecolare e la proporzione (in terminidi volume) con cui tali specie contribuiscono alla composizione dellrsquoaria Talvolta si preferiscefornire esclusivamente la composizione chimica dellrsquoaria priva di vapore acqueo (la cosiddetta ariasecca) in quanto questrsquoultimo compare in atmosfera in proporzioni volumetriche fortementevariabili (sia nel tempo che a seconda della localitagrave in esame) che comunque si aggirano attornoalla mezza parte per milioneIn tabella 21 sono riportati valori numerici privi di errore lrsquoobiettivo egrave esclusivamente quello difornire una descrizione generale delle caratteristiche chimiche dellrsquoatmosfera in termini dicostituenti fondamentali

Tabella 21 Composizione chimica dellrsquoatmosfera terrestre nei pressi della superficie del pianeta [9]

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Specie chimicaPeso

molecolare(gmol-1)

Proporzione ofrazionemolare

Azoto (N2) 2801 7808 Metano (CH4) 1604 1 - 2 ppm

Ossigeno (O2) 3200 2095 Idrogeno (H2) 202 050 ppm

Argon (Ar) 3995 0934 Ossido didiazoto (N2O)

4401 050 ppm

Vapore acqueo(H2O )

1802 ~ 05 Xeno (Xe) 13129 0087 ppm

Anidridecarbonica

(CO2)

4401 41204 ppm Diossido diazoto (NO2)

4601 002 ppm

Neon (Ne) 2018 1818 ppm Ozono (O3) 4800 0 divide 001 ppm

Elio (He) 400 524 ppm Radon (Rn) 22200 6 10-14 ppm

Monossido diazoto (NO)

3001 500 ppmAltri (CO NH3

ecc)

Kripton (Kr) 8380 114 ppm Dato fortemente variabile Dato risalente a marzo 2019

11

Anche se in proporzioni minori rispetto ad altre alcune specie chimiche costituenti lrsquoatmosfera sonoparticolarmente importanti dal punto di vista del bilancio energetico globale del pianeta Tra questecompaiono ad esempio i cosiddetti gas serra oggetto di indagine dei prossimi due paragrafi

22 Emissioni di gas serra longevi

La forzante radiativa4 del sistema climatico egrave dominata dai gas serra longevi ossia dai gas serrache possiedono un alto tempo di residenza in atmosfera [1] Tra questi spiccano il diossido dicarbonio (CO2) il metano (CH4) lrsquoossido di diazoto (N2O) e gli idrocarburi alogenati5 caratterizzatida un tempo di residenza medio pari a [11]

bull 500 anni per la CO2

bull 7-10 anni per il CH4

bull 140-190 anni per lrsquoN2O

Anche il vapore acqueo (H2O) egrave un gas serra ma risiede in atmosfera esclusivamente per un breveperiodo (circa 10 giorni [11]) pertanto non contribuisce significativamente alla forzante radiativaTuttavia allrsquoaumentare della temperatura dellrsquoatmosfera aumenta anche la capacitagrave di questrsquoultimadi contenere maggiori quantitagrave di vapor drsquoacqua le quali produrranno un ulteriore incrementodellrsquoeffetto serra instaurando quindi un feedback positivo di non trascurabile importanza [12]

Le emissioni globali di gas serra conseguenti ad attivitagrave umane sono cresciute a partire dallrsquoerapreindustriale con un incremento del 70 tra il 1970 ed il 2004 La maggiore crescita in termini diemissioni di gas serra tra gli anni pocrsquoanzi menzionati proviene dalle seguenti cause [1]

bull rifornimento energetico

bull trasporti

bull industria

Attivitagrave come lrsquoutilizzo di edifici residenziali e commerciali la silvicultura (deforestazione inclusa)ed il settore agricolo invece sono sempre fonte di emissioni di gas serra ma possiedono un impattopiugrave moderato [1]Le emissioni globali di gas serra longevi ricoprono un ruolo di assoluta importanza in termini dicambiamento climatico pertanto si egrave deciso di anticiparne parzialmente la trattazione giagrave in questoparagrafo nonostante si riservi una trattazione piugrave dettagliata al sotto-paragrafo 231 interamentededicato allrsquoanalisi delle attivitagrave antropiche come forzante esterna dei cambiamenti climatici

23 Cambiamenti climatici fattori scatenanti

Variazioni nelle concentrazioni di gas serra in atmosfera e nellrsquoirraggiamento solare alterano ilbilancio energetico del sistema climatico e sono fattori scatenanti in termini di cambiamenticlimatici poicheacute influenzano assorbimento scattering ed emissione della radiazione allrsquointernodellrsquoatmosfera e nei pressi della superficie del pianeta Terra Le risultanti variazioni nel bilancio

4 La forzante radiativa egrave una misura dellrsquoinfluenza che un fattore ha nellrsquoalterazione del bilancio tra energia entrante ed uscente dal sistema atmosferico terrestre ed egrave un indice dellrsquoimportanza di tale fattore come potenziale meccanismo di cambiamento climatico [10] Nel presente documento i valori di forzante radiativa sono relativi ai valori preindustriali (il 1750 egrave lrsquoanno di riferimento) e sono espressi in Wm-25 Gli idrocarburi alogenati sono un gruppo di gas contenenti fluoro cloro e bromo

12

energetico - positive o negative che siano - sono espresse in termini di forzante radiativa la quale egravegeneralmente utilizzata per confrontare le influenze che riscaldamento o raffreddamento globalihanno sul clima [1]

231 Forzanti antropiche

Lrsquoinfluenza antropica sul sistema climatico egrave chiara le recenti emissioni antropiche di gas serralongevi sono le piugrave elevate mai verificatesi nella storia del pianeta Terra ed i conseguenti effetti -assieme a quelli provocati da altre forzanti di natura antropica - sono stati la causa dominante delriscaldamento globale osservato a partire da metagrave del XX secolo entro un livello di confidenzaestremamente elevato [3]Nel 2005 le concentrazioni di CO2 e CH4 in atmosfera hanno superato lrsquointervallo di valori entro iquali risiedevano negli ultimi 650000 anni [1] Inoltre le concentrazioni globali di diossido dicarbonio metano e ossido di diazoto in atmosfera hanno subito un marcato aumento a partire dal1750 a causa di attivitagrave umane (rivoluzione industriale avvento dei motori a scoppio e crescitademografica su tutti) ed hanno raggiunto valori significativamente maggiori rispetto a quellipreindustriali (figura 21 - a b e c)Dal confronto dei grafici di figura 21 (a b e c) si osserva come il valore della forzante radiativa -oltre che della concentrazione - negli anni possieda un andamento simile per i tre gas serra longeviin analisi che prende il nome di hockeyrsquos stick shape (forma a bastone da hockey)Sorge spontaneo chiedersi da dove provengano i dati risalenti a centinaia - o addirittura migliaia - dianni fa si tratta di stime dedotte mediante lrsquoausilio di tecniche di carotaggio operate su ghiaccipermanenti dove si egrave certi che lrsquoanidride carbonica si sia mantenuta e conservata nel tempo senzache vi sia stata alcuna comunicazione con lrsquoaria circostante Si tratta di misure indirette cheprendono il nome di proxy

Figura 21a Concentrazione di CO2 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

13

Figura 21b Concentrazione di CH4 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

Figura 21c Concentrazione di N2O (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

14

Figura 22 Emissioni annuali globali di gas serra di natura antropica tra gli anni 1970 e 2004 (compresi) [1] In ascissacompare lrsquoanno mentre in ordinata le giga-tonnellate (Gt) di CO2-equivalente ossia la massa di diossido di carbonioche causerebbe lo stesso ammontare di forzante radiativa di un altro gas serra o di una miscela di gas serra (longevi)

Il diossido di carbonio egrave il gas serra di natura antropica piugrave importante Le sue emissioni annuesono cresciute dellrsquo80 (da 21 a 38 Gt) tra il 1970 ed il 2004 e rappresentarono il 77 di tutte leemissioni di gas serra di natura antropica nel 2004 (figura 22) [1] Lrsquoincremento globale dellaconcentrazione di CO2 (da 280 ppm [1] del 1750 a 41204 ppm [9] di marzo del 2019) egraveprincipalmente dovuto allrsquoutilizzo di combustibili fossili e in seconda battuta alla deforestazioneLrsquoaumento della concentrazione di metano (da 715 ppb [1] del 1750 a 1-2 ppm [9] del 2019)invece possiede come cause primarie - oltre allrsquoutilizzo di combustibili fossili - anche lrsquoagricolturae lrsquoallevamentoLrsquoincremento di ossido di diazoto (da 270 ppb [1] del 1750 a 050 ppm [9] del 2019) invece egraveprevalentemente dovuto allrsquoagricoltura (fertilizzanti) e allrsquoindustriaInfine per quanto riguarda gli idrocarburi alogenati la loro concentrazione globale in atmosfera siegrave discostata da valori prossimi allo zero dellrsquoera preindustriale prevalentemente a causa delle attivitagraveumane [1]

Molti degli incrementi di temperatura media globale osservati a partire dal 1950 paiono strettamentecorrelati con lrsquoaumento della concentrazione di gas serra dovuto a forzanti antropiche [1]Il riscaldamento globale diffuso di atmosfera ed oceano assieme allo scioglimento dei ghiaccisupporta la conclusione secondo la quale esiste una bassissima probabilitagrave che il cambiamentoclimatico degli ultimi cinquanta anni possa essere spiegato senza introdurre forzanti esterne ed unabuona probabilitagrave che non sia dovuto alle sole cause naturali [1]Il riscaldamento osservato per la troposfera ed il raffreddamento della stratosfera sembrano esseredovuti allrsquoeffetto combinato dellrsquoaumento della concentrazione di gas serra e allrsquoesaurimentodellrsquoozono stratosferico6 [1]

6 Generalmente si distingue tra ozono troposferico ed ozono stratosferico Il primo egrave confinato attorno alla superficie terrestre ed egrave trattato come un fattore inquinante mentre il secondo egrave localizzato attorno ai 30 km di quota e costituisce un elemento fondamentale per consentire la vita sulla Terra (il buco dellrsquoozono costituisce un problema attuale di notevole importanza) duplice ruolo dellrsquoO3

15

Figura 23 Confronto tra le anomalie di temperatura superficiale osservate (in nero) su scala continentale e globale conandamenti simulati a partire da modelli climatici che considerano o solo forzanti naturali (in blu) o sia forzanti naturaliche antropiche (in rosso) [1]

In figura 23 si possono osservare diversi grafici che illustrano lrsquoandamento dellrsquoanomalia annuadi temperatura7 a partire dal 1906 mediato sui vari continenti oltre che su tutto il globo su tuttigli oceani e su tutte le terre emerse Si nota come il riscaldamento osservato per le varie regioni inanalisi - mediato su un arco temporale pari a dieci anni - sia riprodotto con una certa confidenza damodelli che includono sia cause naturali che antropiche (fa eccezione lrsquoAntartide) soprattutto apartire dal 1950 circa Invece i modelli che prevedono lrsquoimpiego esclusivamente di cause naturali sidiscostano dai dati osservati in particolare negli ultimi cinquanta anni circa Questo porta adaffermare con una certa confidenza che le cause antropiche sono le principali responsabili delriscaldamento globale a partire da circa la metagrave del XX secolo [1]Inoltre sempre con una certa confidenza si puograve affermare che la forzante di tipo antropico egrave anchela principale responsabile dei seguenti fenomeni [1]

bull innalzamento del livello medio del mare a partire dalla seconda metagrave del lsquo900

bull variazioni nel pattern di vento e precipitazioni

bull modifica di alcuni sistemi biologici e naturali

7 Lrsquoanomalia annua di temperatura egrave definita come la differenza tra il valore medio annuo di temperatura in un punto e la relativa media calcolata su un periodo di riferimento

16

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 12: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Anche se in proporzioni minori rispetto ad altre alcune specie chimiche costituenti lrsquoatmosfera sonoparticolarmente importanti dal punto di vista del bilancio energetico globale del pianeta Tra questecompaiono ad esempio i cosiddetti gas serra oggetto di indagine dei prossimi due paragrafi

22 Emissioni di gas serra longevi

La forzante radiativa4 del sistema climatico egrave dominata dai gas serra longevi ossia dai gas serrache possiedono un alto tempo di residenza in atmosfera [1] Tra questi spiccano il diossido dicarbonio (CO2) il metano (CH4) lrsquoossido di diazoto (N2O) e gli idrocarburi alogenati5 caratterizzatida un tempo di residenza medio pari a [11]

bull 500 anni per la CO2

bull 7-10 anni per il CH4

bull 140-190 anni per lrsquoN2O

Anche il vapore acqueo (H2O) egrave un gas serra ma risiede in atmosfera esclusivamente per un breveperiodo (circa 10 giorni [11]) pertanto non contribuisce significativamente alla forzante radiativaTuttavia allrsquoaumentare della temperatura dellrsquoatmosfera aumenta anche la capacitagrave di questrsquoultimadi contenere maggiori quantitagrave di vapor drsquoacqua le quali produrranno un ulteriore incrementodellrsquoeffetto serra instaurando quindi un feedback positivo di non trascurabile importanza [12]

Le emissioni globali di gas serra conseguenti ad attivitagrave umane sono cresciute a partire dallrsquoerapreindustriale con un incremento del 70 tra il 1970 ed il 2004 La maggiore crescita in termini diemissioni di gas serra tra gli anni pocrsquoanzi menzionati proviene dalle seguenti cause [1]

bull rifornimento energetico

bull trasporti

bull industria

Attivitagrave come lrsquoutilizzo di edifici residenziali e commerciali la silvicultura (deforestazione inclusa)ed il settore agricolo invece sono sempre fonte di emissioni di gas serra ma possiedono un impattopiugrave moderato [1]Le emissioni globali di gas serra longevi ricoprono un ruolo di assoluta importanza in termini dicambiamento climatico pertanto si egrave deciso di anticiparne parzialmente la trattazione giagrave in questoparagrafo nonostante si riservi una trattazione piugrave dettagliata al sotto-paragrafo 231 interamentededicato allrsquoanalisi delle attivitagrave antropiche come forzante esterna dei cambiamenti climatici

23 Cambiamenti climatici fattori scatenanti

Variazioni nelle concentrazioni di gas serra in atmosfera e nellrsquoirraggiamento solare alterano ilbilancio energetico del sistema climatico e sono fattori scatenanti in termini di cambiamenticlimatici poicheacute influenzano assorbimento scattering ed emissione della radiazione allrsquointernodellrsquoatmosfera e nei pressi della superficie del pianeta Terra Le risultanti variazioni nel bilancio

4 La forzante radiativa egrave una misura dellrsquoinfluenza che un fattore ha nellrsquoalterazione del bilancio tra energia entrante ed uscente dal sistema atmosferico terrestre ed egrave un indice dellrsquoimportanza di tale fattore come potenziale meccanismo di cambiamento climatico [10] Nel presente documento i valori di forzante radiativa sono relativi ai valori preindustriali (il 1750 egrave lrsquoanno di riferimento) e sono espressi in Wm-25 Gli idrocarburi alogenati sono un gruppo di gas contenenti fluoro cloro e bromo

12

energetico - positive o negative che siano - sono espresse in termini di forzante radiativa la quale egravegeneralmente utilizzata per confrontare le influenze che riscaldamento o raffreddamento globalihanno sul clima [1]

231 Forzanti antropiche

Lrsquoinfluenza antropica sul sistema climatico egrave chiara le recenti emissioni antropiche di gas serralongevi sono le piugrave elevate mai verificatesi nella storia del pianeta Terra ed i conseguenti effetti -assieme a quelli provocati da altre forzanti di natura antropica - sono stati la causa dominante delriscaldamento globale osservato a partire da metagrave del XX secolo entro un livello di confidenzaestremamente elevato [3]Nel 2005 le concentrazioni di CO2 e CH4 in atmosfera hanno superato lrsquointervallo di valori entro iquali risiedevano negli ultimi 650000 anni [1] Inoltre le concentrazioni globali di diossido dicarbonio metano e ossido di diazoto in atmosfera hanno subito un marcato aumento a partire dal1750 a causa di attivitagrave umane (rivoluzione industriale avvento dei motori a scoppio e crescitademografica su tutti) ed hanno raggiunto valori significativamente maggiori rispetto a quellipreindustriali (figura 21 - a b e c)Dal confronto dei grafici di figura 21 (a b e c) si osserva come il valore della forzante radiativa -oltre che della concentrazione - negli anni possieda un andamento simile per i tre gas serra longeviin analisi che prende il nome di hockeyrsquos stick shape (forma a bastone da hockey)Sorge spontaneo chiedersi da dove provengano i dati risalenti a centinaia - o addirittura migliaia - dianni fa si tratta di stime dedotte mediante lrsquoausilio di tecniche di carotaggio operate su ghiaccipermanenti dove si egrave certi che lrsquoanidride carbonica si sia mantenuta e conservata nel tempo senzache vi sia stata alcuna comunicazione con lrsquoaria circostante Si tratta di misure indirette cheprendono il nome di proxy

Figura 21a Concentrazione di CO2 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

13

Figura 21b Concentrazione di CH4 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

Figura 21c Concentrazione di N2O (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

14

Figura 22 Emissioni annuali globali di gas serra di natura antropica tra gli anni 1970 e 2004 (compresi) [1] In ascissacompare lrsquoanno mentre in ordinata le giga-tonnellate (Gt) di CO2-equivalente ossia la massa di diossido di carbonioche causerebbe lo stesso ammontare di forzante radiativa di un altro gas serra o di una miscela di gas serra (longevi)

Il diossido di carbonio egrave il gas serra di natura antropica piugrave importante Le sue emissioni annuesono cresciute dellrsquo80 (da 21 a 38 Gt) tra il 1970 ed il 2004 e rappresentarono il 77 di tutte leemissioni di gas serra di natura antropica nel 2004 (figura 22) [1] Lrsquoincremento globale dellaconcentrazione di CO2 (da 280 ppm [1] del 1750 a 41204 ppm [9] di marzo del 2019) egraveprincipalmente dovuto allrsquoutilizzo di combustibili fossili e in seconda battuta alla deforestazioneLrsquoaumento della concentrazione di metano (da 715 ppb [1] del 1750 a 1-2 ppm [9] del 2019)invece possiede come cause primarie - oltre allrsquoutilizzo di combustibili fossili - anche lrsquoagricolturae lrsquoallevamentoLrsquoincremento di ossido di diazoto (da 270 ppb [1] del 1750 a 050 ppm [9] del 2019) invece egraveprevalentemente dovuto allrsquoagricoltura (fertilizzanti) e allrsquoindustriaInfine per quanto riguarda gli idrocarburi alogenati la loro concentrazione globale in atmosfera siegrave discostata da valori prossimi allo zero dellrsquoera preindustriale prevalentemente a causa delle attivitagraveumane [1]

Molti degli incrementi di temperatura media globale osservati a partire dal 1950 paiono strettamentecorrelati con lrsquoaumento della concentrazione di gas serra dovuto a forzanti antropiche [1]Il riscaldamento globale diffuso di atmosfera ed oceano assieme allo scioglimento dei ghiaccisupporta la conclusione secondo la quale esiste una bassissima probabilitagrave che il cambiamentoclimatico degli ultimi cinquanta anni possa essere spiegato senza introdurre forzanti esterne ed unabuona probabilitagrave che non sia dovuto alle sole cause naturali [1]Il riscaldamento osservato per la troposfera ed il raffreddamento della stratosfera sembrano esseredovuti allrsquoeffetto combinato dellrsquoaumento della concentrazione di gas serra e allrsquoesaurimentodellrsquoozono stratosferico6 [1]

6 Generalmente si distingue tra ozono troposferico ed ozono stratosferico Il primo egrave confinato attorno alla superficie terrestre ed egrave trattato come un fattore inquinante mentre il secondo egrave localizzato attorno ai 30 km di quota e costituisce un elemento fondamentale per consentire la vita sulla Terra (il buco dellrsquoozono costituisce un problema attuale di notevole importanza) duplice ruolo dellrsquoO3

15

Figura 23 Confronto tra le anomalie di temperatura superficiale osservate (in nero) su scala continentale e globale conandamenti simulati a partire da modelli climatici che considerano o solo forzanti naturali (in blu) o sia forzanti naturaliche antropiche (in rosso) [1]

In figura 23 si possono osservare diversi grafici che illustrano lrsquoandamento dellrsquoanomalia annuadi temperatura7 a partire dal 1906 mediato sui vari continenti oltre che su tutto il globo su tuttigli oceani e su tutte le terre emerse Si nota come il riscaldamento osservato per le varie regioni inanalisi - mediato su un arco temporale pari a dieci anni - sia riprodotto con una certa confidenza damodelli che includono sia cause naturali che antropiche (fa eccezione lrsquoAntartide) soprattutto apartire dal 1950 circa Invece i modelli che prevedono lrsquoimpiego esclusivamente di cause naturali sidiscostano dai dati osservati in particolare negli ultimi cinquanta anni circa Questo porta adaffermare con una certa confidenza che le cause antropiche sono le principali responsabili delriscaldamento globale a partire da circa la metagrave del XX secolo [1]Inoltre sempre con una certa confidenza si puograve affermare che la forzante di tipo antropico egrave anchela principale responsabile dei seguenti fenomeni [1]

bull innalzamento del livello medio del mare a partire dalla seconda metagrave del lsquo900

bull variazioni nel pattern di vento e precipitazioni

bull modifica di alcuni sistemi biologici e naturali

7 Lrsquoanomalia annua di temperatura egrave definita come la differenza tra il valore medio annuo di temperatura in un punto e la relativa media calcolata su un periodo di riferimento

16

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 13: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

energetico - positive o negative che siano - sono espresse in termini di forzante radiativa la quale egravegeneralmente utilizzata per confrontare le influenze che riscaldamento o raffreddamento globalihanno sul clima [1]

231 Forzanti antropiche

Lrsquoinfluenza antropica sul sistema climatico egrave chiara le recenti emissioni antropiche di gas serralongevi sono le piugrave elevate mai verificatesi nella storia del pianeta Terra ed i conseguenti effetti -assieme a quelli provocati da altre forzanti di natura antropica - sono stati la causa dominante delriscaldamento globale osservato a partire da metagrave del XX secolo entro un livello di confidenzaestremamente elevato [3]Nel 2005 le concentrazioni di CO2 e CH4 in atmosfera hanno superato lrsquointervallo di valori entro iquali risiedevano negli ultimi 650000 anni [1] Inoltre le concentrazioni globali di diossido dicarbonio metano e ossido di diazoto in atmosfera hanno subito un marcato aumento a partire dal1750 a causa di attivitagrave umane (rivoluzione industriale avvento dei motori a scoppio e crescitademografica su tutti) ed hanno raggiunto valori significativamente maggiori rispetto a quellipreindustriali (figura 21 - a b e c)Dal confronto dei grafici di figura 21 (a b e c) si osserva come il valore della forzante radiativa -oltre che della concentrazione - negli anni possieda un andamento simile per i tre gas serra longeviin analisi che prende il nome di hockeyrsquos stick shape (forma a bastone da hockey)Sorge spontaneo chiedersi da dove provengano i dati risalenti a centinaia - o addirittura migliaia - dianni fa si tratta di stime dedotte mediante lrsquoausilio di tecniche di carotaggio operate su ghiaccipermanenti dove si egrave certi che lrsquoanidride carbonica si sia mantenuta e conservata nel tempo senzache vi sia stata alcuna comunicazione con lrsquoaria circostante Si tratta di misure indirette cheprendono il nome di proxy

Figura 21a Concentrazione di CO2 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

13

Figura 21b Concentrazione di CH4 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

Figura 21c Concentrazione di N2O (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

14

Figura 22 Emissioni annuali globali di gas serra di natura antropica tra gli anni 1970 e 2004 (compresi) [1] In ascissacompare lrsquoanno mentre in ordinata le giga-tonnellate (Gt) di CO2-equivalente ossia la massa di diossido di carbonioche causerebbe lo stesso ammontare di forzante radiativa di un altro gas serra o di una miscela di gas serra (longevi)

Il diossido di carbonio egrave il gas serra di natura antropica piugrave importante Le sue emissioni annuesono cresciute dellrsquo80 (da 21 a 38 Gt) tra il 1970 ed il 2004 e rappresentarono il 77 di tutte leemissioni di gas serra di natura antropica nel 2004 (figura 22) [1] Lrsquoincremento globale dellaconcentrazione di CO2 (da 280 ppm [1] del 1750 a 41204 ppm [9] di marzo del 2019) egraveprincipalmente dovuto allrsquoutilizzo di combustibili fossili e in seconda battuta alla deforestazioneLrsquoaumento della concentrazione di metano (da 715 ppb [1] del 1750 a 1-2 ppm [9] del 2019)invece possiede come cause primarie - oltre allrsquoutilizzo di combustibili fossili - anche lrsquoagricolturae lrsquoallevamentoLrsquoincremento di ossido di diazoto (da 270 ppb [1] del 1750 a 050 ppm [9] del 2019) invece egraveprevalentemente dovuto allrsquoagricoltura (fertilizzanti) e allrsquoindustriaInfine per quanto riguarda gli idrocarburi alogenati la loro concentrazione globale in atmosfera siegrave discostata da valori prossimi allo zero dellrsquoera preindustriale prevalentemente a causa delle attivitagraveumane [1]

Molti degli incrementi di temperatura media globale osservati a partire dal 1950 paiono strettamentecorrelati con lrsquoaumento della concentrazione di gas serra dovuto a forzanti antropiche [1]Il riscaldamento globale diffuso di atmosfera ed oceano assieme allo scioglimento dei ghiaccisupporta la conclusione secondo la quale esiste una bassissima probabilitagrave che il cambiamentoclimatico degli ultimi cinquanta anni possa essere spiegato senza introdurre forzanti esterne ed unabuona probabilitagrave che non sia dovuto alle sole cause naturali [1]Il riscaldamento osservato per la troposfera ed il raffreddamento della stratosfera sembrano esseredovuti allrsquoeffetto combinato dellrsquoaumento della concentrazione di gas serra e allrsquoesaurimentodellrsquoozono stratosferico6 [1]

6 Generalmente si distingue tra ozono troposferico ed ozono stratosferico Il primo egrave confinato attorno alla superficie terrestre ed egrave trattato come un fattore inquinante mentre il secondo egrave localizzato attorno ai 30 km di quota e costituisce un elemento fondamentale per consentire la vita sulla Terra (il buco dellrsquoozono costituisce un problema attuale di notevole importanza) duplice ruolo dellrsquoO3

15

Figura 23 Confronto tra le anomalie di temperatura superficiale osservate (in nero) su scala continentale e globale conandamenti simulati a partire da modelli climatici che considerano o solo forzanti naturali (in blu) o sia forzanti naturaliche antropiche (in rosso) [1]

In figura 23 si possono osservare diversi grafici che illustrano lrsquoandamento dellrsquoanomalia annuadi temperatura7 a partire dal 1906 mediato sui vari continenti oltre che su tutto il globo su tuttigli oceani e su tutte le terre emerse Si nota come il riscaldamento osservato per le varie regioni inanalisi - mediato su un arco temporale pari a dieci anni - sia riprodotto con una certa confidenza damodelli che includono sia cause naturali che antropiche (fa eccezione lrsquoAntartide) soprattutto apartire dal 1950 circa Invece i modelli che prevedono lrsquoimpiego esclusivamente di cause naturali sidiscostano dai dati osservati in particolare negli ultimi cinquanta anni circa Questo porta adaffermare con una certa confidenza che le cause antropiche sono le principali responsabili delriscaldamento globale a partire da circa la metagrave del XX secolo [1]Inoltre sempre con una certa confidenza si puograve affermare che la forzante di tipo antropico egrave anchela principale responsabile dei seguenti fenomeni [1]

bull innalzamento del livello medio del mare a partire dalla seconda metagrave del lsquo900

bull variazioni nel pattern di vento e precipitazioni

bull modifica di alcuni sistemi biologici e naturali

7 Lrsquoanomalia annua di temperatura egrave definita come la differenza tra il valore medio annuo di temperatura in un punto e la relativa media calcolata su un periodo di riferimento

16

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 14: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Figura 21b Concentrazione di CH4 (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

Figura 21c Concentrazione di N2O (asse sinistro delle ordinate) in atmosfera negli ultimi 10000 anni (grafico esterno)e a partire dal 1750 (grafico interno) [1] Si tratta di misure eseguite direttamente su campioni atmosferici pressolrsquoosservatorio di Mauna Loa (linea rossa) ed indirettamente su carote di ghiaccio (simboli colorati diversamente aseconda del differente studio) Sullrsquoasse destro delle ordinate (grafico esterno) compaiono i valori della forzanteradiativa relativi a quello del 1750

14

Figura 22 Emissioni annuali globali di gas serra di natura antropica tra gli anni 1970 e 2004 (compresi) [1] In ascissacompare lrsquoanno mentre in ordinata le giga-tonnellate (Gt) di CO2-equivalente ossia la massa di diossido di carbonioche causerebbe lo stesso ammontare di forzante radiativa di un altro gas serra o di una miscela di gas serra (longevi)

Il diossido di carbonio egrave il gas serra di natura antropica piugrave importante Le sue emissioni annuesono cresciute dellrsquo80 (da 21 a 38 Gt) tra il 1970 ed il 2004 e rappresentarono il 77 di tutte leemissioni di gas serra di natura antropica nel 2004 (figura 22) [1] Lrsquoincremento globale dellaconcentrazione di CO2 (da 280 ppm [1] del 1750 a 41204 ppm [9] di marzo del 2019) egraveprincipalmente dovuto allrsquoutilizzo di combustibili fossili e in seconda battuta alla deforestazioneLrsquoaumento della concentrazione di metano (da 715 ppb [1] del 1750 a 1-2 ppm [9] del 2019)invece possiede come cause primarie - oltre allrsquoutilizzo di combustibili fossili - anche lrsquoagricolturae lrsquoallevamentoLrsquoincremento di ossido di diazoto (da 270 ppb [1] del 1750 a 050 ppm [9] del 2019) invece egraveprevalentemente dovuto allrsquoagricoltura (fertilizzanti) e allrsquoindustriaInfine per quanto riguarda gli idrocarburi alogenati la loro concentrazione globale in atmosfera siegrave discostata da valori prossimi allo zero dellrsquoera preindustriale prevalentemente a causa delle attivitagraveumane [1]

Molti degli incrementi di temperatura media globale osservati a partire dal 1950 paiono strettamentecorrelati con lrsquoaumento della concentrazione di gas serra dovuto a forzanti antropiche [1]Il riscaldamento globale diffuso di atmosfera ed oceano assieme allo scioglimento dei ghiaccisupporta la conclusione secondo la quale esiste una bassissima probabilitagrave che il cambiamentoclimatico degli ultimi cinquanta anni possa essere spiegato senza introdurre forzanti esterne ed unabuona probabilitagrave che non sia dovuto alle sole cause naturali [1]Il riscaldamento osservato per la troposfera ed il raffreddamento della stratosfera sembrano esseredovuti allrsquoeffetto combinato dellrsquoaumento della concentrazione di gas serra e allrsquoesaurimentodellrsquoozono stratosferico6 [1]

6 Generalmente si distingue tra ozono troposferico ed ozono stratosferico Il primo egrave confinato attorno alla superficie terrestre ed egrave trattato come un fattore inquinante mentre il secondo egrave localizzato attorno ai 30 km di quota e costituisce un elemento fondamentale per consentire la vita sulla Terra (il buco dellrsquoozono costituisce un problema attuale di notevole importanza) duplice ruolo dellrsquoO3

15

Figura 23 Confronto tra le anomalie di temperatura superficiale osservate (in nero) su scala continentale e globale conandamenti simulati a partire da modelli climatici che considerano o solo forzanti naturali (in blu) o sia forzanti naturaliche antropiche (in rosso) [1]

In figura 23 si possono osservare diversi grafici che illustrano lrsquoandamento dellrsquoanomalia annuadi temperatura7 a partire dal 1906 mediato sui vari continenti oltre che su tutto il globo su tuttigli oceani e su tutte le terre emerse Si nota come il riscaldamento osservato per le varie regioni inanalisi - mediato su un arco temporale pari a dieci anni - sia riprodotto con una certa confidenza damodelli che includono sia cause naturali che antropiche (fa eccezione lrsquoAntartide) soprattutto apartire dal 1950 circa Invece i modelli che prevedono lrsquoimpiego esclusivamente di cause naturali sidiscostano dai dati osservati in particolare negli ultimi cinquanta anni circa Questo porta adaffermare con una certa confidenza che le cause antropiche sono le principali responsabili delriscaldamento globale a partire da circa la metagrave del XX secolo [1]Inoltre sempre con una certa confidenza si puograve affermare che la forzante di tipo antropico egrave anchela principale responsabile dei seguenti fenomeni [1]

bull innalzamento del livello medio del mare a partire dalla seconda metagrave del lsquo900

bull variazioni nel pattern di vento e precipitazioni

bull modifica di alcuni sistemi biologici e naturali

7 Lrsquoanomalia annua di temperatura egrave definita come la differenza tra il valore medio annuo di temperatura in un punto e la relativa media calcolata su un periodo di riferimento

16

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 15: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Figura 22 Emissioni annuali globali di gas serra di natura antropica tra gli anni 1970 e 2004 (compresi) [1] In ascissacompare lrsquoanno mentre in ordinata le giga-tonnellate (Gt) di CO2-equivalente ossia la massa di diossido di carbonioche causerebbe lo stesso ammontare di forzante radiativa di un altro gas serra o di una miscela di gas serra (longevi)

Il diossido di carbonio egrave il gas serra di natura antropica piugrave importante Le sue emissioni annuesono cresciute dellrsquo80 (da 21 a 38 Gt) tra il 1970 ed il 2004 e rappresentarono il 77 di tutte leemissioni di gas serra di natura antropica nel 2004 (figura 22) [1] Lrsquoincremento globale dellaconcentrazione di CO2 (da 280 ppm [1] del 1750 a 41204 ppm [9] di marzo del 2019) egraveprincipalmente dovuto allrsquoutilizzo di combustibili fossili e in seconda battuta alla deforestazioneLrsquoaumento della concentrazione di metano (da 715 ppb [1] del 1750 a 1-2 ppm [9] del 2019)invece possiede come cause primarie - oltre allrsquoutilizzo di combustibili fossili - anche lrsquoagricolturae lrsquoallevamentoLrsquoincremento di ossido di diazoto (da 270 ppb [1] del 1750 a 050 ppm [9] del 2019) invece egraveprevalentemente dovuto allrsquoagricoltura (fertilizzanti) e allrsquoindustriaInfine per quanto riguarda gli idrocarburi alogenati la loro concentrazione globale in atmosfera siegrave discostata da valori prossimi allo zero dellrsquoera preindustriale prevalentemente a causa delle attivitagraveumane [1]

Molti degli incrementi di temperatura media globale osservati a partire dal 1950 paiono strettamentecorrelati con lrsquoaumento della concentrazione di gas serra dovuto a forzanti antropiche [1]Il riscaldamento globale diffuso di atmosfera ed oceano assieme allo scioglimento dei ghiaccisupporta la conclusione secondo la quale esiste una bassissima probabilitagrave che il cambiamentoclimatico degli ultimi cinquanta anni possa essere spiegato senza introdurre forzanti esterne ed unabuona probabilitagrave che non sia dovuto alle sole cause naturali [1]Il riscaldamento osservato per la troposfera ed il raffreddamento della stratosfera sembrano esseredovuti allrsquoeffetto combinato dellrsquoaumento della concentrazione di gas serra e allrsquoesaurimentodellrsquoozono stratosferico6 [1]

6 Generalmente si distingue tra ozono troposferico ed ozono stratosferico Il primo egrave confinato attorno alla superficie terrestre ed egrave trattato come un fattore inquinante mentre il secondo egrave localizzato attorno ai 30 km di quota e costituisce un elemento fondamentale per consentire la vita sulla Terra (il buco dellrsquoozono costituisce un problema attuale di notevole importanza) duplice ruolo dellrsquoO3

15

Figura 23 Confronto tra le anomalie di temperatura superficiale osservate (in nero) su scala continentale e globale conandamenti simulati a partire da modelli climatici che considerano o solo forzanti naturali (in blu) o sia forzanti naturaliche antropiche (in rosso) [1]

In figura 23 si possono osservare diversi grafici che illustrano lrsquoandamento dellrsquoanomalia annuadi temperatura7 a partire dal 1906 mediato sui vari continenti oltre che su tutto il globo su tuttigli oceani e su tutte le terre emerse Si nota come il riscaldamento osservato per le varie regioni inanalisi - mediato su un arco temporale pari a dieci anni - sia riprodotto con una certa confidenza damodelli che includono sia cause naturali che antropiche (fa eccezione lrsquoAntartide) soprattutto apartire dal 1950 circa Invece i modelli che prevedono lrsquoimpiego esclusivamente di cause naturali sidiscostano dai dati osservati in particolare negli ultimi cinquanta anni circa Questo porta adaffermare con una certa confidenza che le cause antropiche sono le principali responsabili delriscaldamento globale a partire da circa la metagrave del XX secolo [1]Inoltre sempre con una certa confidenza si puograve affermare che la forzante di tipo antropico egrave anchela principale responsabile dei seguenti fenomeni [1]

bull innalzamento del livello medio del mare a partire dalla seconda metagrave del lsquo900

bull variazioni nel pattern di vento e precipitazioni

bull modifica di alcuni sistemi biologici e naturali

7 Lrsquoanomalia annua di temperatura egrave definita come la differenza tra il valore medio annuo di temperatura in un punto e la relativa media calcolata su un periodo di riferimento

16

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 16: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Figura 23 Confronto tra le anomalie di temperatura superficiale osservate (in nero) su scala continentale e globale conandamenti simulati a partire da modelli climatici che considerano o solo forzanti naturali (in blu) o sia forzanti naturaliche antropiche (in rosso) [1]

In figura 23 si possono osservare diversi grafici che illustrano lrsquoandamento dellrsquoanomalia annuadi temperatura7 a partire dal 1906 mediato sui vari continenti oltre che su tutto il globo su tuttigli oceani e su tutte le terre emerse Si nota come il riscaldamento osservato per le varie regioni inanalisi - mediato su un arco temporale pari a dieci anni - sia riprodotto con una certa confidenza damodelli che includono sia cause naturali che antropiche (fa eccezione lrsquoAntartide) soprattutto apartire dal 1950 circa Invece i modelli che prevedono lrsquoimpiego esclusivamente di cause naturali sidiscostano dai dati osservati in particolare negli ultimi cinquanta anni circa Questo porta adaffermare con una certa confidenza che le cause antropiche sono le principali responsabili delriscaldamento globale a partire da circa la metagrave del XX secolo [1]Inoltre sempre con una certa confidenza si puograve affermare che la forzante di tipo antropico egrave anchela principale responsabile dei seguenti fenomeni [1]

bull innalzamento del livello medio del mare a partire dalla seconda metagrave del lsquo900

bull variazioni nel pattern di vento e precipitazioni

bull modifica di alcuni sistemi biologici e naturali

7 Lrsquoanomalia annua di temperatura egrave definita come la differenza tra il valore medio annuo di temperatura in un punto e la relativa media calcolata su un periodo di riferimento

16

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 17: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

232 Forzanti naturali interne ed esterne

Alle cause dei cambiamenti climatici o per essere piugrave precisi dal punto di vista terminologico dellavariabilitagrave climatica concorrono anche le seguenti forzanti naturali interne ed esterne al sistemaclimatico [6]

bull posizione dei continenti e delle catene montuose La posizione delle terre emerse rispettoagli oceani e allrsquoasse di rotazione terrestre e la presenza delle principali catene montuosecondizionano la distribuzione dellrsquoenergia solare sul pianeta Terra Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia di milioni di anni

bull variazioni dellrsquoorbita terrestre e dellrsquoasse di rotazione Sono effetti ciclici che cambianole condizioni di esposizione della superficie terrestre al flusso solare in particolare degliemisferi e delle terre emerse prendono il nome di cicli di Milanković Si tratta di variazioniclimatiche su scala di centinaia e decine di migliaia di anni

bull variazione del flusso della radiazione solare Il flusso di energia che proviene dal Solecambia percheacute egrave soggetto a fluttuazioni nella produzione e nel trasporto di energiadallrsquointerno verso la superficie del Sole stesso che egrave una fucina termonucleare Talifluttuazioni possiedono una periodicitagrave principale di circa 11 anni e unrsquoentitagrave pari a 01 delflusso medio di energia solare in entrata nellatmosfera (ossia 1360 Wm-2 circa)

bull effetto serra Si tratta di un fenomeno naturale dovuto alla presenza - in atmosfera - di gasserra i quali assorbono la radiazione a lunga lunghezza drsquoonda (infrarossa) provenientedalla Terra che incide su di essi Ciograve sfocia nellrsquoimmagazzinamento di energia in atmosfera

bull albedo Egrave la frazione di energia solare che viene riflessa nello spazio senza essere assorbitadal pianeta Quello della Terra egrave pari a circa 03 (30) e buona parte della riflessione egraveimputabile alle nubi la cui formazione egrave favorita dagli aerosol presenti in aria

bull eventi eccezionali Si tratta di fenomeni che cambiano le proprietagrave dellrsquoatmosfera terrestresu scala globale poicheacute immettono in aria (troposfera e stratosfera) elevate quantitagrave dipolveri e gas che modificano lrsquoassorbimento della radiazione solare nei pressi dellasuperficie del pianeta o nellrsquoatmosfera stessa Tra questi si annoverano eruzioni vulcanicheed impatti di corpi celesti con la Terra

233 Forzanti naturali ed antropiche effetto combinato

In figura 24 si possono apprezzare i singoli contributi al cambiamento della temperaturasuperficiale osservato nel periodo 1951-2010 che sono raggruppati secondo le seguenti cinquecategorie

bull emissioni di gas serra

bull forzanti antropiche di altro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol chefavoriscono la formazione delle nubi)

bull forzanti antropiche combinate

bull forzanti naturali

bull variabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo)

La distinzione dei contributi individuali alle variazioni di temperatura egrave stata fatta mediantelrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

17

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 18: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Figura 24 Contributi - valore medio (barre spesse colorate) e corrispondente range di confidenza del 95 (barre sottilinere) - al cambiamento della temperatura superficiale osservato nel periodo 1951-2010 anchrsquoesso fornito in termini divalore medio e corrispondente intervallo di confidenza Si considerano emissioni di gas serra forzanti antropiche dialtro tipo (incluso lrsquoeffetto di raffreddamento dovuto agli aerosol) forzanti antropiche combinate forzanti naturali evariabilitagrave naturale interna (come ad esempio lrsquoeffetto dellrsquoalbedo) La distinzione dei contributi individuali allevariazioni di temperatura egrave stata fatta mediante lrsquoutilizzo combinato di osservazioni e modelli simulati [3]

18

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 19: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Capitolo 3

Impatti dei cambiamenti climatici

31 Scenari di emissione

Secondo gli scenari di emissione pubblicati successivamente al SRES (acronimo dellrsquoingleseSpecial Report on Emissions Scenarios 2000) dellrsquoIPCC (Intergovernmental Panel on ClimateChange) - che sono per altro comparabili in range con quelli presentati in SRES stesso - egraveparticolarmente evidente che le politiche di mitigazione in merito ai cambiamenti climatici e lerelative pratiche di sviluppo adottate nei primi anni del XXI secolo non siano sufficienti a limitarele emissioni di gas serra le quali continueranno ad aumentare nel corso delle successive decadi(figura 31) [1]

Figura 31 Scenari per le emissioni globali di gas serra (in Gt di CO2 equivalente per anno) dal 2000 al 2100 in assenzadi politiche climatiche aggiuntive rispetto a quelle in adozione nel corso dei primi anni del XXI secolo Si osservano seiscenari illustrativi riferiti a SRES (linee colorate) e il range di confidenza entro il quale giacciono gli scenari post-SRES(linee tratteggiate) Le emissioni includono CO2 CH4 N2O ed idrocarburi alogenati [1]

19

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 20: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

311 Gli scenari SRES

Gli scenari SRES prevedono un incremento delle emissioni globali di gas serra in un intervallo divalori compreso tra 97 Gt (25) e 367 Gt (90) di CO2 equivalente tra gli anni 2000 e 2030 Intali scenari i combustibili fossili mantengono la propria posizione dominante in termini di fonteenergetica Da ciograve si deduce che le emissioni di anidride carbonica corrispondenti cresceranno tra il40 ed il 110 nellrsquointervallo di tempo considerato (2000-2030) [1]Gli scenari in analisi sono classificati secondo quattro categorie denominate A1 A2 B1 e B2 cheesplorano alternative vie di sviluppo includendo forzanti di tipo demografico economico etecnologico oltre alle emissioni di gas serra Le categorie in analisi non includono politicheaddizionali rispetto a quelle in corso nel 2000 [1]Di seguito si analizzano brevemente le quattro categorie pocrsquoanzi elencate [1]

bull lo scenario A1 assume un mondo caratterizzato da una rapida crescita economica unapopolazione globale che raggiunge un valore massimo attorno a metagrave del XXI secolo ed unarepentina introduzione di nuove e piugrave efficienti tecnologie A1 egrave suddiviso in tre sottogruppiche descrivono direzioni alternative in termini di cambiamento economico

- A1FI intensivo di fossili - A1T risorse energetiche non fossili - A1B bilanciamento tra le fonti energetiche

bull lo scenario B1 descrive un mondo convergente con la stessa popolazione globale di A1 macon variazioni piugrave rapide in termini economici

bull lo scenario B2 assume un mondo caratterizzato da una crescita economica e demograficaintermedia enfatizzando soluzioni locali allrsquoeconomia allrsquoambito sociale e alla sostenibilitagraveambientale

bull lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con un alto tasso di crescitademografica un lento sviluppo economico ed un altrettanto lento cambiamento tecnologico

312 Gli scenari RCP

Gli scenari RCP - acronimo dellrsquoinglese Representative Concentration Pathway - sono dei modellipost-SRES che sostituiscono gli stessi scenari SRES Questi sono stati adottati dallrsquoIPCC allrsquointernodellrsquoAR5 (Fifth Assessment Report 2014) e constano di quattro diverse varianti in termini dimodellazione climatica che vengono elencate di seguito [3]

bull RCP26 scenario di mitigazione (elevata riduzione delle emissioni)

bull RCP45 scenario di stabilizzazione (consistente riduzione delle emissioni)

bull RCP60 scenario di stabilizzazione (moderata riduzione delle emissioni)

bull RCP85 scenario ad alte emissioni

Tali varianti quindi differiscono lrsquouna dallrsquoaltra in base alla quantitagrave di gas serra che potrebberoessere emessi negli anni a venireGli scenari in analisi utilizzano valori minori - rispetto agli scenari SRES - per alcune forzantilegate alle emissioni in particolare in termini di variazione demografica Nonostante ciograve il tuttosfocia in un ridotto cambiamento - in difetto - nelle emissioni complessive rispetto agli scenariSRES [1] Diversamente da questi ultimi gli scenari RCP tengono in considerazione anche lerecenti politiche climatiche [3]

20

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 21: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Figura 32 Anomalia annua di temperatura relativa al periodo 1980-1999 secondo i seguenti scenari SRES A2 A1B eB1 Egrave riportata anche la curva corrispondente allrsquoesperimento in cui le concentrazioni di gas serra sono state mantenutecostanti ai valori dellrsquoanno 2000 Le barre sul lato destro indicano la miglior stima (trattino interno) e lrsquointervallo diconfidenza (95) dello scenario corrispondente (riferiti agli anni 2090-2099 e relativi agli anni 1980-1999) [1]

32 Predizione di cambiamenti climatici futuri

Il clima futuro dipenderagrave dal riscaldamento globale causato da emissioni antropiche passate di gasserra noncheacute dalle emissioni future e dalla variabilitagrave climatica naturale [3]

321 Cambiamenti climatici globali durante il XXI secolo

Allrsquointerno di un certo range di confidenza degli scenari SRES questi ultimi prevedono - in terminidi temperatura superficiale globale media e di livello medio del mare - quanto esposto in tabella 31

Secondo gli scenari RCP che come giagrave affermato nel corso del sotto-paragrafo 312 sostituisconogli scenari SRES la variazione di temperatura superficiale media su scala globale nel periodo2016-2035 (relativa al ventennio 1986-2005) saragrave probabilmente compresa tra 03degC e 07degCnellrsquoipotesi che non si verifichino importanti eruzioni vulcaniche oppure inattesi cambiamenti inalcune sorgenti naturali o nellirradiazione solare totale [3]Si osserva che le predizioni sullrsquoandamento della temperatura negli anni dipendono fortemente dallaspecifica proiezione considerata sia per gli scenari SRES (figura 32) che per gli scenari RCP(figura 33)In figura 34 si propone lrsquoandamento dellrsquoanomalia di temperatura media globale atmosferica abreve termine relativa al periodo 1986-2005 secondo tutti i modelli numerici disponibili In talefigura si puograve apprezzare come la sostanziale totalitagrave delle proiezioni preveda una tendenzamonotogravena crescente dellrsquoanomalia di temperatura in analisi negli anni Egrave importante osservare cheanche queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6]come ad esempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzantinaturali interne ed esterne al sistema climatico

Giagrave a partire dallrsquoAR4 (Fourth Assessment Report 2007) dellrsquoIPCC crsquoegrave stato un significativomiglioramento in termini di comprensione e proiezione del cambiamento del livello del mare

21

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 22: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Tabella 31 Temperatura superficiale globale media e livello medio del mare predetti per la fine del XXI secolo [1]secondo gli scenari SRES

Scenario

Variazione di temperatura in degC(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)

Variazione del livello medio del mare in m(riferita agli anni 2090-2099 e relativa agli

anni 1980-1999)Miglior stima Intervallo di confidenza

B1 18 11 ndash 29 01 ndash 038

A1T 24 14 ndash 38 020 ndash 045

B2 24 14 ndash 38 020 ndash 043

A1B 28 17 ndash 44 021 ndash 048

A2 34 20 ndash 54 023 ndash 051

A1FI 40 24 ndash 64 026 ndash 059

Lrsquoaumento del livello medio marino continueragrave durante il XXI secolo molto probabilmente con untasso piugrave elevato di quello osservato nel periodo 1971-2010 Per il ventennio 2081-2100 relativo alperiodo 1986-2005 lrsquoincremento saragrave probabilmente compreso tra 026 m e 082 m secondo gliscenari RCP Inoltre tale incremento non saragrave uniforme tra le regioni [3]In figura 35 si riporta lrsquoandamento dellrsquoanomalia del livello medio del mare su scala globalerelativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenari RCP26 ed RCP85 stimata per il periodo2006-2100 Per completezza essendo i fenomeni strettamente correlati si riporta in figura 36 laproiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembrearco di tempo in cui questa egrave minoreEgrave importante osservare che il mare - a causa della sua elevata capacitagrave termica - ha tempi dirisposta (plurisecolari) piugrave lunghi rispetto a quelli dellrsquoatmosfera (sub-secolari) A tal proposito sipropongono - in figura 37 - le risposte di mare ed atmosfera ad un particolare scenario (Accordo diParigi) di riduzione delle emissioni di gas serra rispettivamente in termini di temperatura mediaglobale e di livello medio del mare Anche nel caso di riduzione completa delle emissioni di tutti igas serra entro la metagrave del XXI secolo il livello medio del mare continueragrave ad aumentare almenofino agli inizi del XXIV secolo [2]

Figura 33 Anomalia di temperatura superficiale globale media relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

22

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 23: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Figura 34 Anomalia della temperatura media globale atmosferica a breve termine relativa al periodo 1986-2005secondo tutti i modelli numerici disponibili [3] La sostanziale totalitagrave delle proiezioni prevede una tendenza monotogravenacrescente Queste simulazioni numeriche globali non assumono il verificarsi di eventi imponderabili [6] come adesempio importanti eruzioni vulcaniche oppure cambiamenti inattesi in termini di forzanti naturali interne ed esterne alsistema climatico

Figura 35 Anomalia del livello medio del mare su scala globale relativa al ventennio 1986-2005 secondo gli scenariRCP26 (in blu) ed RCP85 (in rosso) stimata per il periodo 2006-2100 Allrsquoandamento medio (linee continue colorate)egrave associata anche la relativa incertezza (area ombreggiata) [3]

Figura 36 Proiezione - secondo gli scenari RCP - dellrsquoestensione dei ghiacci artici nel mese di settembre [3]

23

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 24: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Figura 37 a) Proiezione delle emissioni di gas serra e conseguente risposta da parte di atmosfera - b) - ed oceano - c) -rispettivamente in termini di temperatura media globale e di livello medio del mare (valori relativi a quelli del 2000)[2] Atmosfera ed oceano sono rispettivamente caratterizzati da tempi di risposta sub-secolari e plurisecolari

322 Cambiamenti climatici globali durante i secoli successivi al XXI

Anche se si riuscisse a stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera limitandone leemissioni riscaldamento di natura antropica ed aumento del livello medio del mare continuerebberoa verificarsi per secoli a causa delle scale temporali associate ai processi climatici ed ai relativifeedback [1] come peraltro giagrave evidenziato alla fine del sotto-paragrafo precedenteSe si riuscisse a stabilizzare la forzante radiativa mantenendo costanti tutti gli agenti forzantiprevisti dagli scenari B1 e A1B nellrsquoanno 2100 si prevede che si verificherebbe un ulterioreaumento della temperatura media globale di circa 05 degC nei successivi cento anni Inoltre ilprocesso di espansione termica dellrsquoacqua conseguente a questo incremento di temperaturaporterebbe ad un innalzamento del livello medio del mare - rispetto al periodo 1980-1999 -compreso tra 03 m e 08 m entro il 2300 Tale processo di espansione termica persisterebbe perdiversi secoli a causa del tempo necessario per trasportare il calore nel profondo oceanoAllrsquoincremento del livello medio del mare contribuirebbe anche lo scioglimento dei ghiaccicontinentali in Groenlandia sempre secondo gli scenari in analisi [1]Infine si sottolinea ciograve che egrave giagrave stato anticipato allrsquoinizio del presente sotto-paragrafo anchestabilizzando le concentrazioni di gas serra in atmosfera emissioni passate e future di questi ultimicontinuerebbero a contribuire al riscaldamento globale e allrsquoinnalzamento del livello medio delmare per piugrave di un millennio [1] Questo possiede come causa lrsquoelevato tempo di residenza medio inatmosfera dei gas serra longevi che quindi necessitano di tempi altrettanto elevati per essererimossi dallrsquoatmosfera stessa

33 Cambiamenti climatici futuri impatti e rischi

In questo paragrafo si analizzano brevemente alcuni degli impatti e dei rischi che i cambiamenticlimatici futuri potrebbero avere su sistemi e settori nellrsquointervallo di variazione previsto dai varimodelli (scenari) per il XXI secolo

Si elencano di seguito i sistemi ed i settori che ci si aspetta essere maggiormente perturbati daicambiamenti climatici futuri previsti [3]

bull ecosistemi (rischio di estinzione di alcune specie animali e vegetali)

bull cibo ed alimentazione

24

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 25: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

bull coste

bull industria insediamenti e societagrave

bull salute

bull acqua

Questo elenco potrebbe anche essere esteso alle varie regioni che si prevede essere maggiormenteinfluenzate dai futuri cambiamenti climatici ma ciograve esula dallo scopo di questo documento

331 Acidificazione dellrsquooceano

Lrsquoassorbimento di carbone di natura antropica da parte dellrsquooceano a partire dal 1750 ha condotto adun processo di acidificazione dellrsquooceano stesso con una riduzione del pH pari a 01 per le acquesuperficiali corrispondente ad un incremento di aciditagrave del 26 misurato in termini diconcentrazione di ioni idrogeno [3] Lrsquoincremento della concentrazione di CO2 in atmosfera porta adulteriore acidificazione in quanto aumenta anche il passaggio di tale gas nelle acque dei mariSecondo gli scenari SRES egrave prevista una riduzione globale media - compresa tra 014 e 035 - delpH della superficie oceanica nel corso del XXI secolo [1] Si tratta di una proiezione che - come sipuograve osservare in figura 38 - egrave in accordo con quanto previsto dagli scenari RCP Lrsquoeffetto chelrsquoacidificazione dellrsquooceano ha sulla biosfera marina non egrave ben nota anche se ci si aspetta che unaprogressiva acidificazione possa condurre ad effetti negativi soprattutto su organismi caratterizzatida un guscio - come ad esempio i coralli - e sulle specie da essi dipendenti [1]

332 Eventi estremi

A partire dal 1950 si sono osservati cambiamenti in molti eventi estremi - meteorologici e climatici- alcuni dei quali sono stati associati allrsquoinfluenza antropica in particolare [3]

bull diminuzione delle temperature minime

bull aumento delle temperature massime

bull incremento del livello massimo dei mari

bull crescita del numero di eventi di precipitazioni pesanti in alcune regioni

Figura 38 a) pH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 1850-2100 La linea nera verticale stabilisce lrsquoanno apartire dal quale si ha a che fare con delle previsioni stimate secondo gli scenari RCP b) Proiezione dellrsquoanomalia delpH superficiale globale dellrsquooceano per il periodo 2081-2100 secondo gli scenari RCP e relativa al ventennio 1986-2005 [3]

25

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 26: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Gli impatti dovuti agli eventi estremi legati ai recenti cambiamenti climatici - come ondate dicalore siccitagrave inondazioni cicloni ed incendi spontanei - rivelano (con un livello di confidenzamolto elevato) una vulnerabilitagrave significativa ed unrsquoesposizione di alcuni ecosistemi e molti sistemiumani allrsquoattuale variabilitagrave climatica [3]

333 Rischio di cambiamenti improvvisi o irreversibili

Il riscaldamento di natura antropica puograve condurre ad impatti improvvisi o addirittura irreversibili iquali dipendono dal tasso di variazione e dallrsquoentitagrave dei cambiamenti climaticiAd esempio si stima che il 2030 circa delle specie animali e vegetali note siano ad un maggiorrischio di estinzione in caso di aumento di temperatura media globale - rispetto ai valori medirelativi al periodo 1980-1999 - compreso tra 15 degC e 25 degC Se si dovessero raggiungereincrementi superiori a circa 35 degC i modelli analizzati prevedono il verificarsi di estinzioni checoinvolgerebbero le specie di tutto il globo (tra il 40 ed il 70 di quelle note)

26

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 27: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Capitolo 4

Adattamento e mitigazione opzioni erisposte

41 Rispondere ai cambiamenti climatici cenni

Il miglior modo di rispondere ai cambiamenti climatici consiste nel ridurre il tasso e lrsquointensitagrave ditali cambiamenti [1] Esistono due principali tipologie di risposte

bull adattamento agli impatti dei cambiamenti climatici

bull mitigazione ossia riduzione delle emissioni di gas serra

411 Opzioni di adattamento

Lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici - che storicamente ha ricevuto minore attenzione rispettoalla mitigazione in termini di politica climatica internazionale [3] - puograve ridurre la vulnerabilitagrave sia abreve che a lungo termine Oltre alle strategie di adattamento attualmente in vigore in merito adeventi climatici e meteorologici - come ad esempio inondazioni siccitagrave e tempeste - sono necessarieulteriori misure di adattamento su scala regionale e locale per ridurre gli impatti dei cambiamenticlimatici previsti Tuttavia non ci si aspetta che ladattamento da solo faccia fronte a tutti gli effettidei cambiamenti climatici previsti in particolare a lungo termine poicheacute la maggior parte degliimpatti aumenta di intensitagrave [1]La capacitagrave di adattarsi dipende da circostanze socio-economiche ed ambientali oltre che dalladisponibilitagrave di informazioni Si tratta di una capacitagrave dinamica influenzata dalla base produttiva diuna societagrave che egrave limitata nella sua realizzazione e nella sua efficacia dai seguenti molteplicivincoli [1]

bull finanziari

bull tecnologici

bull cognitivi

bull comportamentali

bull politici

bull sociali

bull istituzionali

bull culturali

Anche societagrave con unrsquoalta capacitagrave di adattamento rimangono vulnerabili ai cambiamenti climaticialla variabilitagrave climatica ed agli eventi estremi [1] Ad esempio lrsquouragano Katrina (2005 NewOrleans) causograve ingenti costi - sia umani che economici - negli Stati Uniti

27

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 28: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

412 Opzioni di mitigazione

Opzioni di mitigazione sono disponibili in ogni settore principale Queste possono essere piugravecostose - ma allo stesso tempo anche piugrave efficaci - nel caso in cui si adotti un approccio volto allariduzione dellrsquoutilizzo di energia oltre che alla diminuzione dellrsquointensitagrave delle emissioni di gasserra da parte dei settori di uso finale [3] Lo scopo egrave quello di ridurre le emissioni nette di gas serrae di favorire risorse energetiche diverse da quelle rappresentate dai combustibili fossili perminimizzare lrsquoutilizzo di questi ultimi Alla realizzazione di tale obiettivo si puograve giungere mediantele due seguenti categorie di opzioni [1]

bull indirette come ad esempio il miglioramento dellrsquointensitagrave dellrsquoenergia mediantelrsquoaccrescimento dellrsquoefficienza di risorse produzione comportamento e tecnologia

bull dirette come ad esempio la riduzione della deforestazione della degradazione e degliincendi delle foreste o lrsquoimmagazzinamento di CO2 in sistemi naturali (riforestazione) edartificiali (pozzi di raccolta)

413 Relazione tra adattamento e mitigazione

Le politiche in merito ai cambiamenti climatici legate allrsquoefficienza energetica e alle risorserinnovabili portano spesso benefici economici migliorano la sicurezza energetica e riducono leemissioni locali di inquinanti Queste possono essere implementate in maniera socialmente edeconomicamente sostenibile purcheacute ciograve sia fatto adeguatamente senza entrare in conflitto consettori e sistemi quali ad esempio la biodiversitagrave [1]

Esistono sinergie tra opzioni di adattamento e mitigazione che includono ad esempio le seguentiattivitagrave [1]

bull produzione di biomasse

bull creazione di aree protette

bull gestione del territorio

bull utilizzo di energia negli edifici

bull silvicoltura

Tuttavia le sinergie che si instaurano tra adattamento e mitigazione sono generalmente limitate inaltri settori [1]

Inoltre esistono anche dei potenziali compromessi che includono lrsquoincremento delle emissioni digas serra a causa dellrsquoaumento del consumo di energia dovuto alle risposte di adattamento aicambiamenti climatici [1]

42 Cooperazioni internazionali cenni

Siccome il cambiamento climatico ha la peculiaritagrave di essere un processo collettivo su scalaglobale affincheacute un meccanismo di mitigazione sia efficace non puograve trarre vantaggio da singoleopzioni indipendenti nonostante ciograve possa comunque condurre a benefici locali secondari Pertantoal fine di mitigare con efficacia le emissioni di gas serra sono necessarie risposte cooperative cheincludano cooperazioni internazionali [1]

28

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 29: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Mentre lrsquoadattamento ai cambiamenti climatici si focalizza principalmente su scale comprese traquelle locali e quelle nazionali la sua efficacia puograve essere migliorata attraverso una meccanismo dicoordinamento che coinvolga scale di governance e che includa una cooperazione internazionalecome per il processo di mitigazione Infatti la cooperazione internazionale ha contribuito afacilitare la creazione di strategie piani e azioni di adattamento a livello nazionale sub-nazionale elocale Una varietagrave di strumenti per la politica climatica egrave stata impiegata a livello internazionale eregionale per affrontare la mitigazione oltre che per sostenere e promuovere ladattamento su scalenazionali e sub-nazionali [1]

421 La Convenzione UNFCCC

La Convenzione UNFCCC (acronimo dellrsquoinglese United Nations Framework Convention onClimate Change in italiano Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici) egrave ilprincipale forum multilaterale adibito ad affrontare i cambiamenti climatici Essa vanta unapartecipazione quasi universale [1]A partire dal 2007 le attivitagrave dellUNFCCC hanno cercato di migliorare le azioni nellambito dellaConvenzione e hanno portato ad un numero crescente di istituzioni e altri arrangiamenti per lacooperazione internazionale circa i cambiamenti climatici Tra le realizzazioni della presenteConvenzione compaiono anche le seguenti attivitagrave [1]

bull Cancuacuten Agreements (2010)

bull Durban Platform for Enhanced Action (2011)

422 Il Protocollo di Kyoto

Il Protocollo di Kyoto (11 dicembre 1997) egrave un trattato internazionale in materia ambientaleriguardante il riscaldamento globale Egrave stato il primo passo obbligato verso lattuazione dei principie degli obiettivi forniti dalla Convenzione UNFCCC ed offre conferenze volte alla realizzazionedel fine ultimo di questrsquoultima [1]Il Protocollo prevede lobbligo di operare una riduzione delle emissioni di inquinanti - qualidiossido di carbonio metano ossido di diazoto ed idrocarburi alogenati - in una misura noninferiore all865 rispetto alle emissioni registrate nel 1985 In attuazione di ciograve lrsquoUnione Europea(UE) e gli altri Paesi firmatari (tra cui non figurano gli Stati Uniti) hanno istituito un sistemafinanziario basato sui cosiddetti crediti di emissione [1] I Paesi che riducono le emissioniacquisiscono un numero di crediti - certificati da apposite agenzie - corrispondente alle tonnellate diCO2 (o di un qualsiasi altro gas che provoca un effetto serra equivalente) sottratte allrsquoatmosfera Talicrediti sono rivendibili a Paesi che invece ne emettono oltre la soglia consentita In questo modo -dal momento che egrave prevista una tassa per chi non ha intrapreso una strategia di riduzionedellrsquoimpatto negativo delle emissioni di gas serra sul clima - si impone ad industrie e governiinquinanti lrsquoacquisto di crediti da Paesi che ne sono possidenti I crediti di emissione quindi sonouno strumento istituito per consentire a governi ed aziende di raggiungere i propri obiettivi diriduzione delle emissioni di gas serra nel modo piugrave flessibile ed economicamente efficacemassimizzando le riduzioni ottenibili a paritagrave di investimento

29

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019
Page 30: Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti · 2020. 6. 16. · UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Rapporti OM N. 187 Alessandro Minigher Stefano Cirilli Renzo Mosetti I cambiamenti

Bibliografia

[1] IPCC Fourth Assessment Report (AR4) 2007

[2] L Marchesi D Giaiotti Cambiamenti climatici e variazioni del livello del mare ARPAFVG 2018

[3] IPCC Fifth Assessment Report (AR5) 2014

[4] NOAA httpstidesandcurrentsnoaagovsltrendssltrends_globalshtml

[5] National amp Snow Data Center httpsnsidcorgcryospherequickfactsicesheetshtml

[6] D Giaiotti Cenni di climatologia e cambiamenti climatici Lezioni di Fisica dellrsquoAtmosfera(Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[7] Wikipedia httpsenwikipediaorgwikiGeologic_temperature_record

[8] US Geological Survey httpswaterusgsgoveduwatercycleicehtml

[9] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiAria

[10] Wikipedia httpsitwikipediaorgwikiForzante_radiativo

[11] R Mosetti Lrsquoeffetto serra e il riscaldamento globale Lezioni di Oceanografia (Universitagrave degli Studi di Trieste anno accademico 20182019)

[12] OASI httpoasirse-webitindexphpvapore-acqueo

30

  • Alessandro Minigher
  • Trieste settembre 2019