VARIAZIONI CLIMATICHE: CAUSE NATURALI E ANTROPICHE Prof. Franco Prodi Università degli Studi di...

VARIAZIONI CLIMATICHE: CAUSE NATURALI E ANTROPICHE

Prof. Franco ProdiUniversità degli Studi di Ferrara – Dipartimento di FisicaUniversità degli Studi di Ferrara – Dipartimento di Fisica

Istituto di Scienze dell'Atmosfera e del ClimaIstituto di Scienze dell'Atmosfera e del ClimaConsiglio Nazionale Delle RicercheConsiglio Nazionale Delle Ricerche

CLIMA E “TEMPO METEOROLOGICO”CLIMA E “TEMPO METEOROLOGICO”

La definizione di tempo meteorologicotempo meteorologico è molto semplice: esso è lo stato del sistema esso è lo stato del sistema (in particolare dell'atmosfera) ad un preciso istante(in particolare dell'atmosfera) ad un preciso istante.

Il senso comunesenso comune ci porta spesso a confondere le due cose, in particolare non è completamente chiara la necessità di definire separatamente la climatologia e la meteorologia e una semplicistica distinzione comunemente accettata tra le due discipline è essenzialmente basata sulla diversa scala temporale.In realtà i diversi obiettivi implicano una ben più netta separazione di metodo e di formulazioni teoriche generali.

La definizione di climaclima è invece più complessa: il clima è infatti rappresentato dallo rappresentato dallo stato medio e dalle variazioni nel tempo del sistema stessostato medio e dalle variazioni nel tempo del sistema stesso; ma poiché i fenomeni climatici hanno variazioni che avvengono su scale di tempo diversissime, da 1 giorno a 1 milione di anni o più, non è possibile prenderle in considerazione tutte contemporaneamente, ma è necessario concentrarsi su una scala di tempo di interesse e di volta in volta considerare i fenomeni che hanno variazioni tipiche su scale di tempo più lunghe come costanti e quelli che hanno variazioni su scale più brevi come rapide fluttuazioni casuali del sistema.

100 anni100 anni

1.000 anni1.000 anni

10.000 anni10.000 anni

420.000 anni420.000 anni

1 milione di anni1 milione di anni

4.5 miliardi di anni4.5 miliardi di anni

LA RADIAZIONE SOLARELA RADIAZIONE SOLARE

R=6378 km

S0=1367 W/m2

1/3 RIFLESSA (ALBEDO α=0.3)

πR2

INCIDENTE SU

4πR2

DISTRIBUITA SU

(1-α)S0/4 = 240 W/m2

150.000.000 km

LA RADIAZIONE MEDIA CHE INCIDE SULLA NOSTRA

ATMOSFERA E’

EQUILIBRIO RADIATIVOEQUILIBRIO RADIATIVO

ANCHE LA TERRA, COME OGNI CORPO AVENTE UNA TEMPERATURA SUPERIORE ALLO ZERO ASSOLUTO (-273°C), EMETTE RADIAZIONE!!

LA RADIAZIONE EMESSA DIPENDE DALLA TEMPERATURA:

Energia Totale = Energia Totale = TT44

ANCHE LA LUNGHEZZA D’ONDA DELLA RADIAZIONE EMESSA DIPENDE DALLA TEMPERATURA:

λλMAXMAX T= A T= A

QUINDI IL SOLE E LA TERRA EMETTONO IN DUE BANDE BEN DISTINTE DELLO SPETTRO


4

4

1

σ

ST

T = 255 KT = 255 K

OVVERO

4σTα)(14

S0 ==

ENERGIAENERGIAEMESSAEMESSA

ENERGIAENERGIAASSORBITAASSORBITA ==

-18 °C-18 °C==

L’ATMOSFERAL’ATMOSFERA

L’atmosfera è abbastanza trasparente alla radiazione visibile, ma ha una forte capacità di assorbire la

radiazione infrarossa.

IRVIS

UV

AS

SO

RB

IME

NT

O

EFFETTO SERRAEFFETTO SERRA

La conseguenza è che solo una piccola parte della radiazione emessa dalla superficie terrestre e dagli strati inferiori dell'atmosfera riesce ad abbandonare il nostro Pianeta, mentre la parte predominante viene assorbita dall’atmosfera sovrastante. Naturalmente anch’essa emette radiazione infrarossa di cui una parte consistente viene riassorbita dal suolo e dall’atmosfera sottostante.

Questo fenomeno di intrappolamento della radiazione infrarossa prende il nome di:

EFFETTO SERRA

MODELLO DI EFFETTO SERRAMODELLO DI EFFETTO SERRA

4SσT

4AσT

4AσT

4

S0

SUPERFICIE

ATMOSFERA

4

S0

Ipotesi di lavoro:- Il suolo emette come un corpo nero;- L’atmosfera è trasparente alla radiazione solare ed opaca alla radiazione terrestre

IL BILANCIO ALLA SUPERFICIE SARÀ:

4

S0RICEVE )1(4

S0 DEI QUALI ASSORBE

4ATRICEVE

4STCEDE

4 40 )1(4

SAS TT

SI AVRÀ QUINDI

MAGGIORE DI QUELLO OTTENUTO SENZA CONSIDERARE IL

CONTRIBUTO DELL’ATMOSFERA

4 0 )1(4

S

ST

440 )1(4

SSA TT BILANCIO:

)1(4

S0

BILANCIO ENERGETICOBILANCIO ENERGETICO

PERCHÉ IL CLIMA VARIA?PERCHÉ IL CLIMA VARIA?

Perché varia la quantità di radiazione

che giunge al top dell’atmosfera

Perché varia la composizione dell’atmosfera

VARIAZIONE DELLA RADIAZIONE AL TOP DELL’ATMOSFERAVARIAZIONE DELLA RADIAZIONE AL TOP DELL’ATMOSFERA

CAUSECAUSE

ATTIVITA’ SOLAREATTIVITA’ SOLARE

PROCESSI ASTROFISICIPROCESSI ASTROFISICI

MACCHIE SOLARIMACCHIE SOLARI VENTO SOLAREVENTO SOLARE

GETTI DI MASSA CORONALEGETTI DI MASSA CORONALE FLARESFLARES

PROCESSI ASTRONOMICIPROCESSI ASTRONOMICI

TEORIA DI MILANKOVITCHTEORIA DI MILANKOVITCH

VARIAZIONI DELL’ORBITA VARIAZIONI DELL’ORBITA TERRESTRETERRESTRE

VARIAZIONE DELL’ASSE VARIAZIONE DELL’ASSE TERRESTRETERRESTRE

VARIAZIONI DELLA COMPOSIZIONE ATMOSFERICAVARIAZIONI DELLA COMPOSIZIONE ATMOSFERICA

NATURALI ANTROPICHE

ERUZIONI VULCANICHE

INTERAZIONI TRA LE DIVERSECOMPONENTI DEL SISTEMA CLIMA

El Niño

Scambi di vapore acqueo e CO2 tra atmosfera e oceano

Scambi di vapore acqueo e CO2 tra biosfera e atmosfera

Interazioneatmosfera-oceano

IMMISSIONE DI GAS SERRA IN ATMOSFERA

SO2 CO2 O3

Incendi

Combustibili fossili

CIRCOLAZIONE OCEANICA E ATMOSFERICA

CO2 CH4

AllevamentiCH4

SO2 CO2Immissione di aerosols in atmosfera

IMMISSIONE DI AEROSOLS IN ATMOSFERA

Black Carbon, Organic Carbon

Incendi

Combustibili fossili

Black Carbon

SFRUTTAMENTO DEL TERRENO

Variazioni di albedo Riduzione delle foreste

CAUSE

Ciclo idrologico Vapore acqueo precipitazioni e copertura nuvolosa

Interazioneatmosfera-biosfera

IL SISTEMA CLIMAIL SISTEMA CLIMA

Il sistema clima può essere schematicamenteIl sistema clima può essere schematicamente suddiviso in 5 componenti suddiviso in 5 componenti

ATMOSFERAATMOSFERA(componente gassosa del sistema climatico, è quella più rapidamente variabile nel tempo)

IDROSFERAIDROSFERA(oceani, mari, fiumi e laghi)

CRIOSFERACRIOSFERA(comprende ghiacciai, nevai

e ghiacci oceanici)BIOSFERABIOSFERA

(flora, fauna, attività umane)

LITOSFERALITOSFERA(struttura orografica della Terra, ha una

variazione nel tempo estremamente lenta)

Bisogna poi considerare la sorgente esterna di energia costituita dal SoleBisogna poi considerare la sorgente esterna di energia costituita dal Sole

INTERAZIONI ATMOSFERA-OCEANOINTERAZIONI ATMOSFERA-OCEANO

L’oceano e l’atmosfera interagiscono attraverso i flussi di calore e vapore acqueo che determinano la dinamica dei due fluidi

PRECIPITAZIONE-EVAPORAZIONEPRECIPITAZIONE-EVAPORAZIONE

LA CIRCOLAZIONE OCEANICALA CIRCOLAZIONE OCEANICA

La circolazione oceanica generale e’ descritta schematicamente dalla cosiddetta “conveyor belt”. La corrente del Golfo, giunta ai mari marginali, cede calore all’atmosfera e sprofonda nel fondo dell’oceano.

La corrente profonda collega le masse d’acqua degli

oceani. Il tempo di rimescolamento degli oceani

ha una scala temporale di circa 1000 anni.

EL NIEL NIÑÑOO

In normal, non-El Niño conditions

• Trade winds blow towards the west.• Sea surface is about 1/2 meter higher at Indonesia than at Ecuador. • SST is about 8 degrees C lower in the east supporting marine ecosystems fisheries. • West Pacific regions are wet while east Pacific is relatively dry.

During El Niño

• Trade winds relax in the western Pacific • Depression of the thermocline in the eastern Pacific and elevation of the thermocline in the west. • Rise in SST and a drastic decline in primary productivity. • Rainfall follows the warm water eastward, flooding in Peru and drought in Indonesia and Australia. • Large changes in the global atmospheric circulation.

WEST EAST

WEST EAST

EL NIEL NIÑÑOO

Normal ConditionsDecember 1993

El Niño (warm) ConditionsDecember 1997

La Niña (cold) ConditionsDecember 1998

INTERAZIONE ATMOSFERA-BIOSFERAINTERAZIONE ATMOSFERA-BIOSFERA

La vegetazione influenza il clima in diversi modiLa vegetazione influenza il clima in diversi modi

Gli alberi assorbono anidride carbonica (CO2), trattenendo il carbonio (C) dalla molecola di CO2 e rilasciando l’ossigeno (O2) in atmosfera. La biosfera contribuisce alla rimozione della CO2 dall’atmosfera.

FOTOSINTESIFOTOSINTESI

EVAPORAZIONEEVAPORAZIONE

Sulle aree ricoperte da foreste si ha una maggiore evaporazione poiché le radici degli alberi assorbono acqua dal terreno e la trasferiscono all’atmosfera sotto forma di vapore.


Il potere riflettente della vegetazione (albedo) è inferiore a quello della terreno.

IL CICLO DEL CARBONIOIL CICLO DEL CARBONIO

SCAMBI DI COSCAMBI DI CO22 ATMOSFERA-OCEANO ATMOSFERA-OCEANO

CONCENTRAZIONI DI COCONCENTRAZIONI DI CO22

Variazione della concentrazione di CO2

atmosferico su varie scale temporali.

(a) Misure Dirette. (b) Ghiacci Antartici.

(c) Carotaggio del ghiaccio Antartico del Taylor Dome.

(d) Carotaggio del ghiaccio Antartico del Vostok.

(e, f) Concentrazioni dedotte con mteodi geochimici.

EFFETTO RADIATIVO DELLE NUBIEFFETTO RADIATIVO DELLE NUBI

Quindi, l’effetto delle nubi sul flusso radiativo netto e’ pari a di 17 Wm2, ovvero un effetto medio globale di raffreddamento dell’atmosfera.

• Si stima che le nubi aumentino, in media, il flusso uscente di radiazione solare di circa 48 Wm2 su scala globale.

• Le nubi causano un incremento dell’albedo (cloud albedo forcing).

• Le nubi causano effetto serra (cloud greenhouse forcing).

• Si stima che le nubi diminuiscano, in media, il flusso uscente di radiazione infrarossa di circa -31 Wm2 su scala globale.

L’EFFETTO DELLE NUBI SUL CLIMAL’EFFETTO DELLE NUBI SUL CLIMA

• Influenzano il bilancio radiativo terrestre attraverso lo scattering e

l’assorbimento della radiazione.

• Giocano un ruolo fondamentale nel bilancio idrico del pianeta.

• Considerate essere tra le maggiori cause di incertezza nelle simulazioni

climatiche di modelli numerici, dovute principalmente a:

la determinazione delle proprietà radiative delle nubi in modelli climatici: morfologia e microfisica.

simulazione adeguata dei feedbacks legati al mutamento delle proprietà delle nubi in simulazioni di cambiamento climatico.

CRESCITA PER DIFFUSIONE DI VAPORECRESCITA PER DIFFUSIONE DI VAPORE

La crescita diffusiva é limitata a poche decine (max centinaia) di metri al di sopra della base della nube

CCN

IL PROBLEMA DELLO SCAVENGINGIL PROBLEMA DELLO SCAVENGING

Un esempio di effetto indiretto dell’aerosol sul clima

GLI AEROSOLSGLI AEROSOLS

• Gli aerosols sono particelle liquide e solide sospese nell’aria.

• Essi variano largamente nello spazio e nel tempo.

• Apportano un effetto radiativo sia positivo che negativo.

• Influenzano il clima in maniera:

- diretta, per diffusione e assorbimento della radiazione solare e terrestre.

- indiretta, modificando le proprietà ottiche delle nubi.

(Deuzé et al., G.R.L.,1999)

Airborne aerosol particles Airborne aerosol particles can produce important scattering and absorption effects on the incoming solar radiation causing marked marked changes in Earth’s radiation changes in Earth’s radiation budgetbudget through their direct extinction effects.

In EuropeEurope and North North AmericaAmerica, where anthropic anthropic sourcessources of aerosols are intense, the columnar particulate matter content mainly consists of sulphates and some soot substances, presenting rather high values high values of AODof AOD at VIS and NIR wavelengths

Aerosol direct effects on the radiation balance

Aerosol from different sources is transportedtransported through the Mediterranean region following the prevailing circulation

TOMS image of August 25, 2000Aerosol Index from 0.5 (blue) to 2.5 (red)

SeaWiFS image of August 25, 2000

(NASA/GSFC and ORBIMAGE)

Anthropogenic pollution: the“Asian Brown

Cloud”

Model calculation of pollution transport from South Asia. Thunderstorms in the summer monsoon carry pollution to the Mediterranean at altitudes above 8-10 km (the upper troposphere). Part of this pollution can subsequently be transported into the stratosphere.

Image: MPI for Chemistry

Long-range pollution transport over the eastern Mediterranean Sea

““China’s Growing Deserts are Suffocating China’s Growing Deserts are Suffocating Korea”Korea” (Sunday NYTimes 14 April 2002)

SeaWiFs - Sea-viewing Wide Field of view Sensor

COS’E’ L’IPCCCOS’E’ L’IPCC

IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change): Comitato Intergovernativo per i Cambiamenti Climatici

L’IPCC è stato istituito nel 1988 dalla World Meteorological Organisation (WMO) e dallo United Nations Environment Programme (UNEP) allo scopo di fornire ai politici una valutazione scientifica della letteratura tecnico-scientifica e socio-economica disponibile in materia di cambiamenti climatici, impatti, adattamento, mitigazione.

Mandato

E’ un organo intergovernativo (e non di ricerca diretta) aperto a tutti i Paesi membri della WMO e dell’UNEP. Il ruolo principale dell’IPCC è quello di valutare scientificamente l’informazione tecnico-scientifica e socio-economica rilevante per comprendere il fenomeno del cambiamento climatico, i suoi possibili impatti e in particolare i rischi per l’uomo ad essi associati, nonché le eventuali misure di risposta di adattamento e mitigazione da mettere in atto.

Struttura organizzativaL’IPCC è strutturato in tre gruppi di lavoro (Working Group - WG) e una Task Force:•il Gruppo di lavoro I (WG I) sul sistema clima e sui cambiamenti climatici; •il Gruppo di lavoro II (WG II) sulla vulnerabilità dei sistemi naturali e socio-economici, gli impatti dei cambiamenti climatici e le opzioni di adattamento; •il Gruppo di lavoro III (WG III) sulla mitigazione dei cambiamenti climatici (vale a dire la riduzione delle emissioni dei gas effetto serra (Green House Gas - GHG); •la Task force sugli Inventari Nazionali dei gas effetto serra, responsabile del programma IPCC sugli Inventari Nazionali dei gas effetto serra.

IN BASE AL 4° RAPPORTO IPCCIN BASE AL 4° RAPPORTO IPCC

Le concentrazioni di CO2, CH4 e N2O sono

aumentate marcatamente a causa delle attività umane e sono oggi di gran lunga

superiori ai valori precedenti al 1750

La crescita di CO2 è dovuta principalmente ai

combustibili fossili e all’uso del territorio, mentre quella di CH4 e N2O è dovuti

prevalentemente alle attività agricole

IN BASE AL 4° RAPPORTO IPCCIN BASE AL 4° RAPPORTO IPCC

LE ATTUALI CONCENTRAZIONI DI GAS SERRA NON SONO IN LE ATTUALI CONCENTRAZIONI DI GAS SERRA NON SONO IN EQUILIBRIO CON LE EMISSIONIEQUILIBRIO CON LE EMISSIONI

tEN in

tNNout

N: numero di molecoleE: rateo di emissione (numero di molecole al secondo)t: tempo

= 1/T: probabilità di rimozione (al secondo)

outin NNN 0t

dtEN

dN

)1()( teE

tN

tempon

um

ero

mo

leco

le

La rapidità con cui la concentrazione di un composto “risponde” a variazioni nelle

emissioni è inversamente proporzionale alla sua “vita media”

EMISSIONE E CONCENTRAZIONEEMISSIONE E CONCENTRAZIONE

L’ESEMPIO DELLA CO2

……ABBIAMO, INOLTRE, MOLTE INFORMAZIONI SULLE EMISSIONIABBIAMO, INOLTRE, MOLTE INFORMAZIONI SULLE EMISSIONI

Fonte: UNEP-GEMSFonte: UNEP-GEMS

America settentrionale33,2%

Ex URSS14,1%

Europa occidentale26,1%

Europa orientale5,5%

Giappone3,7%

AustraliaNuova Zelanda

1,1%

PAESI INDUSTRIALIZZATI83,7%

PAESI IN VIA DI SVILUPPO16,3%

Brasile: 0,6% Restante America Latina: 3,2% Africa Sett. e Medio Oriente: 2,2% Restante Africa: 1,6% India: 1,6% Cina: 5,5% Restante Asia: 1,5%

……ABBIAMO, INOLTRE, MOLTE INFORMAZIONI SULLE EMISSIONIABBIAMO, INOLTRE, MOLTE INFORMAZIONI SULLE EMISSIONI

DA USI DI FONTI ENERGETICHE di cui 424,9 452,3 484,1

Industrie energetiche 147,4 160,8 170,4

termoelettrico 124,9 140 150,1

raffinazione (consumi diretti) 18,0 17,4 19,2

altro 4,5 3,4 1,1

Industria manifatturiera e costruzioni 85,5 77,9 80,2

Trasporti 103,5 124,7 142,2

Civile (incluso terziario e Pubbl. Amm.ne) 70,2 72,1 74,1

Agricoltura 9,0 9,0 9,6

Altro (fughe, militari, aziende di distribuzione) 9,3 7,8 7,6

DA ALTRE FONTI 96,1 94,5 95,6

Processi industriali (industria mineraria, chimica,) 35,9 33,9 30,4

Agricoltura 43,4 42,6 41,0

Rifiuti 13,7 14,2 7,5

Altro (solventi, fluorurati) 3,1 3,8 16,7

TOTALE 521,0 546,8 579,8

Emissioni CO2 Italia 1990 – 2000 – 2010 in Mt CO2 equivalenti. Stime 2010 fatte nel 2001,

assumendo assenza di interventi legislativi

NOTIZIE SULL’EVOLUZIONE DEL CLIMA DEL PASSATONOTIZIE SULL’EVOLUZIONE DEL CLIMA DEL PASSATO

DATI STRUMENTALIDATI STRUMENTALI

•Ricostruzione più precisaRicostruzione più precisa delle variazioni a breve termine (dopo omogeneizzazione!)

•Limitati nel tempoLimitati nel tempo (le serie sono disponibili da quando esistono gli strumenti)

Adatti per studiare le variazioni climatiche variazioni climatiche a breve e medio terminea breve e medio termine

PROXY DATAPROXY DATA

•Permettono di risalire al clima in epoche remoteepoche remote

•Hanno un’incertezza maggioremaggiore dei dati strumentali

Adatti per studiare le variazioni climatiche a variazioni climatiche a lungo periodolungo periodo (fino a scale geologiche)

……E ALCUNE DELLE SUE CONSEGUENZEE ALCUNE DELLE SUE CONSEGUENZE

Snow cover decrease

Sea ice extent anomaly

……I GHIACCIAII GHIACCIAI

……I MARII MARI

TEMPERATURETEMPERATURE

QUINDI….QUINDI….

Alla luce dei precedenti elementi, rispetto ai quali praticamente nessuno ha riserve significative,

sembrerebbe non esservi spazio per alcun dubbio sull’importanza del riscaldamento di natura antropica

Tuttavia, purtroppo, la questione non è così semplice in quanto vi sono molti aspetti ancora poco conosciuti

NON SOLO GAS SERRANON SOLO GAS SERRA

Un primo aspetto è che, accanto ai gas-serra, vi sono numerosi altri fattori, di carattere sia naturale che antropico, in grado di influenzare il bilancio energetico del nostro Pianeta. Uno dei più importanti è costituto dagli aerosol atmosferici. Il loro effetto è molto difficile da quantificare in quanto, oltre ad interagire direttamente con la radiazione, essi hanno anche importanti conseguenze sulla formazione delle nubi.

COME SI VALUTA IL PROBLEMA?COME SI VALUTA IL PROBLEMA?

Gas-serra Altri fattoriAerosol

Modello di bilancio radiativo (energetico) del Sistema Terra

Effetti per ogni singolo fattore (W/m2) – Forcing radiativo

Forcing radativo gas-serra (W/m2)Forcing radiativo aerosol (W/m2)

Forcing radiativo altri fattori (W/m2)

DAL 4° RAPPORTO IPCCDAL 4° RAPPORTO IPCC

Tutti i valori sono espressi rispetto all’anno 1750

FEED-BACKSFEED-BACKS

Purtroppo anche se disponessimo di stime affidabili dei contributi di tutti i fattori in grado di influire sul bilancio energetico del Sistema Terra, le nostre valutazioni relative ad eventuali cambiamenti climatici sarebbero comunque affette da significative incertezze. Infatti,

1) Non conosciamo la sensibilità del Sistema (cioè non sappiamo quantificare la risposta del Sistema ad una forzante, questo a causa dei feed-backs). 2) Non sappiamo quali sono le scale temporali coinvolte (cioè non sappiamo dopo quanto tempo il Sistema va in equilibrio con un’eventuale forcing).

STIAMO CERCANDO DI MIGLIORARCI….STIAMO CERCANDO DI MIGLIORARCI….

SCENARISCENARI

Uno SCENARIO è la descrizione di un possibile futuro conseguenza di una successione di eventi stabiliti a priori.

NON È UNA PREVISIONE, ma fornisce un largo spettro di possibili situazioni.

Sono costituiti da una parte narrativa o storyline nella quale vengono definite diverse condizioni indicanti vari indici di sviluppo economico e ambientale e la loro ipotetica variazione futura.

Sulla base di queste condizioni di sviluppo, si stimano i tassi di emissione in atmosfera dei gas serra prodotti dai processi produttivi e, da questi, la loro concentrazione in atmosfera.

L’IPCC ha pubblicato nel 2000 uno Special Report on Emission Scenarios (SRES) nel quale viene proposta una rosa di ipotesi per quanto riguarda le emissioni di gas serra legate a diversi modelli di sviluppo economico, politico, demografico e tecnologico.

Questi sono nuovi scenari rispetto a quello classico proposto nel dallo stesso IPCC nel 1992 (IS92) nel quale la forzante generale era un incremento annuo della concentrazione di CO2 pari all’1%.

SCENARISCENARI

SCENARISCENARI

Scenari AA1: - rapida crescita economica, bassa crescita demografica, nuove tecnologie, convergenze di regioni, aumentato sviluppo delle potenzialità, interazioni sociali e culturali, meno differenze regionali in reddito pro capita. La tecnologia si divide in: A1FI: combustibile fossile sistema energia intensivo; A1T: combustibile non-fossile sistema energia intensivo; A1B: nessuna unica fonte di energia.A2: - economia autosufficiente, conservazione di identità locali, mondo molto eterogeneo. Lentissima convergenza regionale di modelli di fertilità, che risulta in un’espansione demografica alta. Sviluppo economico regionale, crescita economica pro capita e cambiamenti tecnologici più frammentati e più lenti.Scenari B B1: - economia basata su servizi ed informazioni, tecnologia pulita, e soluzioni globali. Un mondo convergente con il lento aumento demografica e cambi rapidi in strutture economiche, con decrementi in intensità di materiale, e tecnologie pulite e risorsa-efficienti. Soluzioni globali alla sostenibilità economica, sociale ed ambientale, più equità sociali ma senza iniziative di clima supplementari.B2: come B1 ma con soluzioni locali, aumento di popolazione, e meno tecnologia. Soluzioni locali alla sostenibilità economica, sociale, ed ambientale. Moderata crescita di popolazione, e dello sviluppo economico. Cambiamenti tecnologici meno rapidi e più diversi. Protezione ambientale ed equità sociale.

LE PRECIPITAZIONILE PRECIPITAZIONI

Le precipitazioni molto probabilmente Le precipitazioni molto probabilmente aumentanoaumentano nelle zone polari e subpolari nelle zone polari e subpolari

Probabilmente Probabilmente diminuisconodiminuiscono nelle zone tropicali nelle zone tropicali

COSA DICE IL 4° RAPPORTO IPCCCOSA DICE IL 4° RAPPORTO IPCC

Rispetto al TAR i risultati dei modelli climatici risultano più affidabili.

Le proiezioni prevedono un riscaldamento durante il XXI secolo maggiore di quello osservato nel XX secolo. La temperatura media superficiale potrebbe crescere, da oggi al 2100, in un range, dipendente dagli scenari applicati e dai modelli usati, tra 1,1 °C a 6,4 °C.

Le proiezioni per l’innalzamento del livello marino (sempre al 2100) prevedono un range di 0,19 – 0,58 m, dipendente dagli scenari applicati e dai modelli usati. Inoltre, l’aumento di concentrazione atmosferica di CO2 causerà un aumento nell’acidificazione degli oceani.

Il ghiaccio marino dovrebbe ridursi ancora di più nell’Artico e nell’Antartide nel corso di questo secolo.

Sarà molto probabile che le onde di calore e gli eventi di intensa precipitazione diventino più frequenti. Inoltre, i cicloni tropicali dovrebbero diminuire annualmente di numero, ma diventare più intensi.

La circolazione termoalina dell’Oceano Atlantico, potrebbe rallentare nel XXI secolo, ma non dovrebbe subire blocchi.

A causa delle scale temporali lunghe che caratterizzano la circolazione globale degli oceani, i cambiamenti climatici causati dai gas-serra avranno un effetto a lungo termine (molti secoli) sul sistema climatico globale.

Purtroppo, al di là di tutte le informazioni solide che abbiamo, i media danno spesso enfasi solo alle proiezioni che sono, come abbiamo già visto, affette da grandi incertezze

……E PER IL FUTURO?E PER IL FUTURO?

Intervenire sulle emissioni o aspettare di sciogliere ogni riserva?

I limiti degli scenari per il futuro fanno sì che sia molto difficile utilizzare uno schema come il

seguente che sarebbe il “sogno” di ogni decisore

……E PER IL FUTURO?E PER IL FUTURO?

… ma dobbiamo comunque decidere …

Gli aspetti per i quali disponiamo di conoscenze consolidate sono:

Conosciamo le dinamiche del bilancio energetico del Sistema Terra, siamo consapevoli dell’importanza del ruolo dei gas-serra e sappiamo quali sono le nazioni

ed i comparti che causano le maggiori emissioni;

Sappiamo che le concentrazioni atmosferiche di alcuni importanti gas-serra sono in forte aumento per effetto delle emissioni antropiche;

Sappiamo che la temperatura del Pianeta è significativamente aumentata nell’ultimo secolo, con un trend più forte negli ultimi decenni.

L’aspetto più problematico è:

Non siamo ancora in grado di modellizzare in modo del tutto efficace il Sistema climatico e pertanto non siamo in grado di rispondere in modo quantitativo a molte importanti domande sull’entità del contributo antropico al riscaldamento presente e

a quello futuro

……QUINDI?QUINDI?

Come dobbiamo comportarci?

… qui la parola passa ai decisori …

“Policy Makers”

Tenendo presente che il principio di precauzione è sempre una valida strategia in caso di incertezza

……E PER L’ITALIA?E PER L’ITALIA?

LA TEMPERATURA È CRESCIUTA: di 1.7 °C negli ultimi due secoli

di 1.4 °C negli ultimi 50 anni

E IN ITALIAE IN ITALIA

TMED TMAX TMIN

Y

Sp

W

S

A

1816

1816

2003

2003

2003 2003

ANOMALIA ESTATE 2003(RISPETTO ALLA MEDIA 1961-1990)

TMAX +4.8°TMIN +4.0°

1816L’ANNO SENZA ESTATE

Aprile 1815 esplosione del Tambora (Indonesia)

150-180 km3 di materiale in atmosfera[eruzione Krakatoa (1883) 20 km3 di materiale]

TREND POSITIVO DELLE TEMPERATURETREND POSITIVO DELLE TEMPERATURE

TEMPERATURE MINIME TEMPERATURE MASSIME

1865-2003

DTR

1950-2003

DTR

TEMPERATURE MINIME TEMPERATURE MASSIME

+1.0k/100yA LIVELLO NAZIONALE

ANALISI DELLE VARIAZIONI CLIMATICHE IN ITALIAANALISI DELLE VARIAZIONI CLIMATICHE IN ITALIA

TREND NEGATIVO DELLE PRECIPITAZIONITREND NEGATIVO DELLE PRECIPITAZIONI

-5%/100yA LIVELLO NAZIONALE


SENSIBILE DIMINUZIONE DEL NUMERO DI GIORNI PIOVOSISENSIBILE DIMINUZIONE DEL NUMERO DI GIORNI PIOVOSI

-10%/100yA LIVELLO NAZIONALE


AUMENTO DELL’INTENSITÀ (mm per giorno piovoso)AUMENTO DELL’INTENSITÀ (mm per giorno piovoso)

+5%/100yA LIVELLO NAZIONALE


AUMENTO AUMENTO DEL CONTRIBUTO RELATIVODEGLI EVENTI INTENSI EVENTI INTENSI ALLE PIOGGE TOTALI

NORD

SUD

DIMINUZIONE DIMINUZIONE DEL CONTRIBUTO RELATIVODEGLI EVENTI DEBOLI EVENTI DEBOLI ALLE PIOGGE TOTALI

NORD

SUD

APPORTO RELATIVO DELLE DIVERSE CATEGORIE DI INTENSITÀ ALLE PRECIPITAZIONI TOTALI


FREQUENZA DEGLI EVENTI DELLEDIVERSE CATEGORIE DI INTENSITÀ

DIMINUZIONE DIMINUZIONE DELLA FREQUENZA DEGLIEVENTI DEBOLIEVENTI DEBOLI

NORD

SUD

NORD

SUD

AUMENTO AUMENTO DELLA FREQUENZA DEGLIEVENTI INTENSIEVENTI INTENSI



DIMINUZIONE DELLA COPERTURA NUVOLOSADIMINUZIONE DELLA COPERTURA NUVOLOSA

AUMENTO DELLA PRESSIONE AL LIVELLO DEL MAREAUMENTO DELLA PRESSIONE AL LIVELLO DEL MARESUL BACINO DEL MEDITERRANEOSUL BACINO DEL MEDITERRANEO

……NEGLI ULTIMI 50 ANNINEGLI ULTIMI 50 ANNI

CIÒ GIUSTIFICA L’AUMENTO DEL DTR NEL MEDESIMO PERIODO

OLTRE ALL’AUMENTO DEL GRDIENTE SUD-NORD, SI È VERIFICATO UN AUMENTO NELLA DIFFERENZA TRA LA PRESSIONE DEL BACINO

OCCIDENTALE E DI QUELLO ORIENTALE DEL MEDITERRANEO, CIÒ A SUPPORTO DELL’IPOTESI DI MAGGIOR FREQUENZA E PERSISTENZA DI

ANTICICLONI SUL MEDITERRANEO CENTRO-OCCIDENTALE

LE TAPPE PIU’ IMPORTANTILE TAPPE PIU’ IMPORTANTI

1979: 1979: prima Conferenza mondiale sul climaprima Conferenza mondiale sul clima1988: 1988: constituzione dell'IPCCconstituzione dell'IPCC (Gruppo di esperti intergovernativo sull'evoluzione dell (Gruppo di esperti intergovernativo sull'evoluzione dell

clima)clima)1990: 1990: primo Rapporto di valutazione dell'IPCCprimo Rapporto di valutazione dell'IPCC1990: secondo Conferenza mondiale sul clima1990: secondo Conferenza mondiale sul clima19901990: : IPCC First Assessment ReportIPCC First Assessment Report1992: Vertice della Terra di Rio de Janeiro1992: Vertice della Terra di Rio de Janeiro Convenzione sul climaConvenzione sul clima1995: secondo Rapporto di valutazine dell'IPCC1995: secondo Rapporto di valutazine dell'IPCC

dal 1995: conferenza annuale delle Parti della Convenzione sul clima (COP):dal 1995: conferenza annuale delle Parti della Convenzione sul clima (COP):

1995: COP1: Berlino1995: COP1: Berlino19961996: : IPCC Second Assessment ReportIPCC Second Assessment Report1996: COP2: Ginevra1996: COP2: Ginevra1997: COP3: Kyoto 1997: COP3: Kyoto Protocollo di KyotoProtocollo di Kyoto1998: COP4: Buenos Aires1998: COP4: Buenos Aires1999: COP5: Bonn1999: COP5: Bonn2000: COP6: L'Aia2000: COP6: L'Aia20012001: : IPCC Third Assessment ReportIPCC Third Assessment Report2001: COP6 bis: Bonn2001: COP6 bis: Bonn2001: COP7: Marrakesch2001: COP7: Marrakesch2002: COP8: Nuova Dehli2002: COP8: Nuova Dehli2003:2003: COP9: MilanoCOP9: Milano2004: COP10: Buenos Aires2004: COP10: Buenos Aires16 Febbraio 2005: 16 Febbraio 2005: Entrata in vigore del Protocollo di KyotoEntrata in vigore del Protocollo di Kyoto2005: COP 11: Montreal2005: COP 11: Montreal2006: COP 12: Nairobi (6-17 Novembre)2006: COP 12: Nairobi (6-17 Novembre)2007: 2007: IPCC Forth Assessment ReportIPCC Forth Assessment Report

VARIAZIONI CLIMATICHE: CAUSE NATURALI E ANTROPICHE Prof. Franco Prodi Università degli Studi di...

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