Atmosfera: composizione e

cambiamenti climatici

Alcide Giorgio di SarraCLIM-OSS, Casaccia

disarra@casaccia.enea.it

Quali variazioni si osservano?

Sono prodotte dall’uomo?

Quali sono gli effetti?

340

350

360

370

380

390

1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004

CO

2 (

ppm

)

Lampedusa

Monte Cimone

Plateau Rosa21 ppm / 13 anni 1.61 ppm/anno

Antropocene(Crutzen, 2002)

350 360 370 380CO2 (ppm)

-60

-50

-40

-30

-20

-10

O2

(per

meg)

350 360 370 380CO2 (ppm)

-60

-50

-40

-30

-20

-10

O2

(per

meg)

1990

350 360 370 380CO2 (ppm)

-60

-50

-40

-30

-20

-10

O2

(per

meg)

1990

350 360 370 380CO2 (ppm)

-60

-50

-40

-30

-20

-10

O2

(per

meg)

1990

1991

350 360 370 380CO2 (ppm)

-60

-50

-40

-30

-20

-10

O2

(per

meg)

1990

1991

1992

350 360 370 380CO2 (ppm)

-60

-50

-40

-30

-20

-10

O2

(per

meg)

1990

1991

19921993

1994

1995

350 360 370 380CO2 (ppm)

-60

-50

-40

-30

-20

-10

O2

(per

meg)

1990

1991

19921993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

350 360 370 380CO2 (ppm)

-60

-50

-40

-30

-20

-10

O2

(per

meg)

1990

1991

19921993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

350 360 370 380CO2 (ppm)

-60

-50

-40

-30

-20

-10

O2

(per

meg)

1990

1991

19921993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

350 360 370 380CO2 (ppm)

-60

-50

-40

-30

-20

-10

O2

(per

meg)

1990

1991

19921993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

350 360 370 380CO2 (ppm)

-60

-50

-40

-30

-20

-10

O2

(per

meg)

1990

1991

19921993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

60

70

80

90

100

110

120

130

J-95 J-96 J-97 J-98 J-99 J-00 J-01 J-02 J-03 J-04 J-05

Date

Pacific Transect Avg

Pt. Barrow, AK

Niwot Ridge, CO

Montana De Oro, CA

Sweden

Falls Creek, OR

Blodgett, OR

Harvard Forest, MA

Monitoba, Canada

Izana/Tenerife, Spain

Jungfraujoch Monthly

Schauinsland Annual

Vermunt Annualal

!1

4C (

‰)

Xu et al., 2004

Marland et al., 2005Keeling et al., 2005

1995 2005

60

70

80

90

100

110

120

130

J-95 J-96 J-97 J-98 J-99 J-00 J-01 J-02 J-03 J-04 J-05

Date

Pacific Transect Avg

Pt. Barrow, AK

Niwot Ridge, CO

Montana De Oro, CA

Sweden

Falls Creek, OR

Blodgett, OR

Harvard Forest, MA

Monitoba, Canada

Izana/Tenerife, Spain

Jungfraujoch Monthly

Schauinsland Annual

Vermunt Annualal

!1

4C (

‰)

Xu et al., 2004

1995 2005

Marland et al., 2005Keeling et al., 2005

Le emissioni di CO2 provenienti dall’uso dei combustibili fossili sono di circa 7 GTon C /anno,di cui circa il 57% rimane in atmosfera

ANNI

350

360

370

380

390

400

CO

NC

EN

TR

AZ

ION

E (

pp

m)

1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004

ENEA, CLIM-OSS

Chamard et al., 2003

Dai combustibili fossili abbiamo circa 6 GTon C /anno, di cui circa il 57% rimane in atmosfera

Gli scambi con vegetazione ed oceani sono di circa 130 Gton C/anno

ANNI

350

360

370

380

390

400

CO

NC

EN

TR

AZ

ION

E (

pp

m)

1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004

ENEA, CLIM-OSS

12 ppm25.6 Gton C

Chamard et al., 2003

CO

ANNI

350

360

370

380

390

CO

NC

EN

TR

AZ

ION

E (

pp

m)

1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004

2

ENEA, CLIM-OSS

0

2

4

TA

SS

O D

I C

RE

SC

ITA

(pp

m/a

nn

o)

Piacentino et al., 2006

1750

1800

1850

1900

1950

1995 1997 1999 2001 2003 2005

methane (ppbv)

year

140

160

180

200

220

240

HCFC-22

0

10

20

30

40

50

60

70

Jan 04

Mar 04

May 04

Jul 04

Sep 04

Nov 04

Jan 05

SF6

HFC-134aHCFC-142bHCFC-141b

Concentration (ppt)

Time (Year)

Artuso et al., 2006

1957 - Revelle e Suess: “l’umanità, utilizzando in brevetempo i combustibili fossili che si sono accumulati inmilioni di anni, si sta imbarcando in un esperimentogeofisico irreversibile a larga scala".

IPCC, 2001

IPCC, 2001

Philipona et al., 2004

IPCC, 2001

A

C

BB

0

2000

4000

6000

8000

10000

Heigh

t [m

]

6 10 14 18 22

0

2000

4000

6000

8000

10000

6 10 14 18 22

Time [UT]

0

2000

4000

6000

8000

10000

1.15

1.26

1.40

1.59

1.84

2.16

2.60

3.17

3.94

4.94

6.27

20.00

a

b

c

Di Iorio et al., 2003

Instantaneous and daily average aerosol radiative forcing, in W m-2, at thesurface and at the top of the atmosphere (TOA), over the spectral range300-800 nm.

May 18 May 25 May 27 Notes

surface -70.8 -37.2 -39.1 instantaneous

TOA -7.5 +3.3 +0.2 instantaneous

surface -36.7 -18.8 -20.0 daily average

TOA -1.6 +1.1 -0.6 daily average

Meloni et al., 2003

14 Luglio 2002 16 Luglio 2002

Meloni et al., 2004

Meloni et al., 2004

FR istantaneo (W m-2) FR medio giornaliero (W m-2)

Giorno superficie TOA superficie TOA

14/07/2002 -27.4 -4.8 -15.3 -4.7

16/07/2002 -31.7 -0.7 -16.5 -2.1

3-19 Agosto 2003

0

2

4

6

8

10

Alti

tud

e (

km)

0.0 1.0 2.0 3.0

C0

C1

C2

C3

0.0 1.0 2.0 3.0

Heating rate (K/day)

0

2

4

6

8

10

Alti

tud

e (

km)

Pace et al., 2005

Casadio et al., 2005

Trenberth et al., 2005

Le variazioni della concentrazione di vari costituenti osservate inatmosfera sono riconducibili alle attività umane

Ci sono indicazioni forti che le variazioni di temperatura osservatesiano un effetto delle modifiche antropiche

Esistono grandi incertezze sul ruolo di alcuni costituenti importanti(aerosol e nubi) e sui meccanismi di reazione (in particolare quelliche coinvolgono aerosol, nubi, vapor d’acqua...)

E’ necessario potenziare reti di misura e esperimenti per lo studiodei processi, per una migliore comprensione del funzionamento delsistema e per migliorare le capacità di rappresentare il clima neimodelli.