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1 Luca Fiorani Didattica della fisica I cambiamenti climatici.

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Presentazione sul tema: "1 Luca Fiorani Didattica della fisica I cambiamenti climatici."— Transcript della presentazione:

1 1 Luca Fiorani Didattica della fisica I cambiamenti climatici

2 2 Atmosfera Strato sottile ma indispensabile alla vita Strato sottile ma indispensabile alla vita Costituita dall’aria, miscela di gas (N 2, O 2 e gas traccia), particelle e aerosol (H 2 O) Costituita dall’aria, miscela di gas (N 2, O 2 e gas traccia), particelle e aerosol (H 2 O)

3 3 Pressione atmosferica Diminuisce con l’altitudine in maniera continua Diminuisce con l’altitudine in maniera continua

4 4 Temperatura atmosferica Varia con l’altitudine individuando quattro strati Varia con l’altitudine individuando quattro strati

5 5 Tempo meteorologico e clima Tempo meteorologico Stato dell’atmosfera in un dato luogo e in un dato momento Tempo meteorologico Stato dell’atmosfera in un dato luogo e in un dato momento Clima Combinazione delle condizioni meteorologiche prevalenti per lunghi periodi (30 anni) Clima Combinazione delle condizioni meteorologiche prevalenti per lunghi periodi (30 anni)

6 6 Esempi di clima Precipitazioni (barre) e temperatura (rombi) in un clima tropicale desertico (Tindouf, Algeria) e in un clima tropicale della foresta pluviale (Iquitos, Perù) Precipitazioni (barre) e temperatura (rombi) in un clima tropicale desertico (Tindouf, Algeria) e in un clima tropicale della foresta pluviale (Iquitos, Perù)

7 7 Esempi di clima

8 8 Dinamica del clima La dinamica del clima è provocata dall’energia solare, assorbita in modo diverso da un punto all’altro della Terra La dinamica del clima è provocata dall’energia solare, assorbita in modo diverso da un punto all’altro della Terra

9 9 Circolazione atmosferica La circolazione atmosferica generale concorre all’equilibrio energetico La circolazione atmosferica generale concorre all’equilibrio energetico

10 10 Circolazione oceanica La circolazione termoalina concorre all’equilibrio energetico La circolazione termoalina concorre all’equilibrio energetico

11 11 Nuova definizione di clima Clima Stato di equilibrio tra il flusso di energia in entrata e in uscita Clima Stato di equilibrio tra il flusso di energia in entrata e in uscita

12 12 Dati climatici Numerosi dati climatici sono raccolti da strumenti a terra o su palloni, aerei e satelliti Numerosi dati climatici sono raccolti da strumenti a terra o su palloni, aerei e satelliti

13 13 Dati climatici Grazie ai dati climatici è possibile osservare la storia del clima Grazie ai dati climatici è possibile osservare la storia del clima

14 14 Dati paleoclimatici Analizzando l’aria intrappolata nei ghiacci o osservando gli anelli di accrescimento degli alberi è possibile ricostruire i dati climatici quando non esistevano strumenti Analizzando l’aria intrappolata nei ghiacci o osservando gli anelli di accrescimento degli alberi è possibile ricostruire i dati climatici quando non esistevano strumenti

15 15 Dati paleoclimatici Grazie ai dati paleoclimatici è possibile ricostruire l’evoluzione del clima Grazie ai dati paleoclimatici è possibile ricostruire l’evoluzione del clima

16 16 Evoluzione del clima 500 milioni di anni fa (cambriano), il clima era caldo e privo di ghiacci 500 milioni di anni fa (cambriano), il clima era caldo e privo di ghiacci 300 milioni di anni fa (permiano), la parte meridionale di Pangea era ricoperta da ghiacci 300 milioni di anni fa (permiano), la parte meridionale di Pangea era ricoperta da ghiacci 150 milioni di anni fa (giurassico), il clima era caldo e le calotte polari assenti (foreste) 150 milioni di anni fa (giurassico), il clima era caldo e le calotte polari assenti (foreste) 25 milioni di anni fa (paleogene), la temperatura è calata repentinamente (praterie) 25 milioni di anni fa (paleogene), la temperatura è calata repentinamente (praterie) Durante l’ultimo milione di anni (quaternario) si sono susseguiti quattro periodi glaciali Durante l’ultimo milione di anni (quaternario) si sono susseguiti quattro periodi glaciali

17 17 Storia del clima 8000 aC, termina l’ultimo breve episodio glaciale 8000 aC, termina l’ultimo breve episodio glaciale 5500 – 2600 aC, il clima è caldo 5500 – 2600 aC, il clima è caldo 2600 – 1400 aC, il clima è arido 2600 – 1400 aC, il clima è arido 1400 – 300 aC, il clima è fresco e umido 1400 – 300 aC, il clima è fresco e umido 300 aC – 800, l’aridità spinge i nomadi dall’Asia all’Europa 300 aC – 800, l’aridità spinge i nomadi dall’Asia all’Europa 800 – 1200, periodo caldo 800 – 1200, periodo caldo 1200 – 1400, instabilità climatica tendente al freddo 1200 – 1400, instabilità climatica tendente al freddo 1400 – 1850, “piccola era glaciale” 1400 – 1850, “piccola era glaciale” 1850 – oggi, la temperatura aumenta 1850 – oggi, la temperatura aumenta

18 18 Cambiamenti recenti del clima Riduzione della calotta polare artica Riduzione della calotta polare artica

19 19 Errori di misura Le misure sperimentali sono affette da errori sistematici e statistici Le misure sperimentali sono affette da errori sistematici e statistici Esempio: misura della clorofilla-a con lidar fluorosensore e radiometro satellitare Esempio: misura della clorofilla-a con lidar fluorosensore e radiometro satellitare Il comò della bisnonna… Il comò della bisnonna…

20 20 Correlazioni La temperatura della troposfera diminuisce La temperatura della troposfera diminuisce La temperatura della stratosfera aumenta La temperatura della stratosfera aumenta Esiste una correlazione tra eruzioni vulcaniche e temperatura Esiste una correlazione tra eruzioni vulcaniche e temperatura

21 21 Correlazioni Esiste una correlazione tra temperatura oceanica e potere distruttivo degli uragani Esiste una correlazione tra temperatura oceanica e potere distruttivo degli uragani

22 22 Correlazioni Esiste una correlazione tra gas serra e temperatura troposferica Esiste una correlazione tra gas serra e temperatura troposferica

23 23 Casualità o causalità? La correlazione tra fenomeni, da sola, non dimostra l’esistenza di un nesso causale tra loro La correlazione tra fenomeni, da sola, non dimostra l’esistenza di un nesso causale tra loro Se i nessi esistono, la situazione è seria Se i nessi esistono, la situazione è seria Come capire se i nessi esistono? Come capire se i nessi esistono?

24 24 Rottura dell’equilibrio Se un sistema dinamico è allontanato di poco dal punto di equilibrio, tenderà a tornarci Se un sistema dinamico è allontanato di poco dal punto di equilibrio, tenderà a tornarci Se un sistema dinamico è allontanato di molto dal punto di equilibrio, tenderà ad abbandonarlo con conseguenze imprevedibili (soprattutto se è complesso e non lineare) Se un sistema dinamico è allontanato di molto dal punto di equilibrio, tenderà ad abbandonarlo con conseguenze imprevedibili (soprattutto se è complesso e non lineare)

25 25 Affrontare la complessità… L’evoluzione del clima è il risultato della complessa relazione tra atmosfera, idrosfera, geosfera, biosfera e Sole L’evoluzione del clima è il risultato della complessa relazione tra atmosfera, idrosfera, geosfera, biosfera e Sole Dalla rivoluzione industriale si è aggiunta l’influenza dell’uomo! Dalla rivoluzione industriale si è aggiunta l’influenza dell’uomo!

26 26 … con i modelli climatici Scomposizione del “Sistema Terra” in sottosistemi e processi Scomposizione del “Sistema Terra” in sottosistemi e processi Ricostruzione della complessità del reale attraverso sistemi di equazioni risolte numericamente con potenti computer Ricostruzione della complessità del reale attraverso sistemi di equazioni risolte numericamente con potenti computer

27 27 Cause antropiche di evoluzione? L’uomo sta cambiando il clima? L’uomo sta cambiando il clima? Ovvero: 1 – Il clima sta cambiando? 2 – L’uomo contribuisce a tale cambiamento? Ovvero: 1 – Il clima sta cambiando? 2 – L’uomo contribuisce a tale cambiamento? L’IPCC (fondato nel 1988 da UNEP e WMO, Nobel per la pace nel 2007) ha pubblicato cinque rapporti (1990, 1995, 2001, 2007 e 2013) per rispondere a queste domande L’IPCC (fondato nel 1988 da UNEP e WMO, Nobel per la pace nel 2007) ha pubblicato cinque rapporti (1990, 1995, 2001, 2007 e 2013) per rispondere a queste domande

28 28 Il clima sta cambiando! Dal 1880 al 2012 la temperatura del pianeta è aumentata di 0.85 ± 0.2 °C Dal 1880 al 2012 la temperatura del pianeta è aumentata di 0.85 ± 0.2 °C Dal 1901 al 2010 il livello del mare si è innalzato di 0.19 ± 0.02 m Dal 1901 al 2010 il livello del mare si è innalzato di 0.19 ± 0.02 m Dalla fine degli anni ’60, la copertura nevosa terrestre si è ridotta Dalla fine degli anni ’60, la copertura nevosa terrestre si è ridotta Dagli anni ’70, si hanno indizi di cambiamenti nella circolazione atmosferica e oceanica Dagli anni ’70, si hanno indizi di cambiamenti nella circolazione atmosferica e oceanica Negli ultimi decenni, sono aumentati precipitazioni ed eventi climatici estremi Negli ultimi decenni, sono aumentati precipitazioni ed eventi climatici estremi

29 29 I gas serra aumentano! GasFormula/SiglaConcentrazione: preindustriale 2011 Sorgente Anidride carbonica CO ppm 391 ppm Centrali, industrie, auto Metano CH ppm ppm Allevamenti, discariche Protossido di azoto N2ON2ON2ON2O ppm ppm Centrali, concimi, auto IdrofluorocarburiHFC ~ 0 decine di ppt Refrigerazione PerifluorocarburiPFC Refrigerazione Esafluoruro di zolfo SF 6 ~ 0 decine di ppt Processi industriali

30 30 Effetto serra La radiazione solare (visibile) attraversa la serra e riscalda il suolo La radiazione solare (visibile) attraversa la serra e riscalda il suolo La radiazione riemessa da suolo (infrarossa) è assorbita dalla serra che si riscalda La radiazione riemessa da suolo (infrarossa) è assorbita dalla serra che si riscalda L’atmosfera funziona come una serra tanto più fortemente quanti più gas serra contiene L’atmosfera funziona come una serra tanto più fortemente quanti più gas serra contiene Serra Suolo Radiazione dal suolo (infrarossa) Radiazione solare (visibile)

31 31 C’è un nesso causale? La maggior parte degli scienziati pensa di sì, sulla base di modelli matematici che ci permettono di affrontare la complessità La maggior parte degli scienziati pensa di sì, sulla base di modelli matematici che ci permettono di affrontare la complessità

32 32 Conclusioni scientifiche Alcuni equilibri del pianeta sono molto delicati Alcuni equilibri del pianeta sono molto delicati La temperatura è in aumento La temperatura è in aumento L’uomo ha incrementato i gas serra L’uomo ha incrementato i gas serra Molto probabilmente c’è un nesso tra incremento di gas serra e aumento della temperatura Molto probabilmente c’è un nesso tra incremento di gas serra e aumento della temperatura

33 33 Dalla scienza alla etica Il problema si sposta dal piano scientifico a quello etico: considerata l’elevata probabilità che l’uomo stia cambiando il clima, è il caso che sia adottato un modello di sviluppo diverso da quello attuale? Il problema si sposta dal piano scientifico a quello etico: considerata l’elevata probabilità che l’uomo stia cambiando il clima, è il caso che sia adottato un modello di sviluppo diverso da quello attuale?

34 34 Principio di precauzione “In tutte le attività dell’uomo connesse con la natura e le generazioni future, è necessario usare le dovute precauzioni affinché non siano procurati danni, soprattutto se a lungo termine o irreversibili” “In tutte le attività dell’uomo connesse con la natura e le generazioni future, è necessario usare le dovute precauzioni affinché non siano procurati danni, soprattutto se a lungo termine o irreversibili” United Nations Framework Convention on Climate Change, Rio de Janeiro 1992

35 35 Principio di responsabilità “Tutti i Paesi sono responsabili, tuttavia tale responsabilità è differente sia per motivi storici, sia in relazione alle condizioni di sviluppo e alla capacità di perturbare l’ambiente” “Tutti i Paesi sono responsabili, tuttavia tale responsabilità è differente sia per motivi storici, sia in relazione alle condizioni di sviluppo e alla capacità di perturbare l’ambiente” United Nations Framework Convention on Climate Change, Rio de Janeiro 1992

36 36 Principio di equità “Tutti i paesi partecipano alle decisioni, cooperano per attuarle e devono raggiungere un consenso su loro priorità e attuazione per la salvaguardia delle generazioni presenti e future” “Tutti i paesi partecipano alle decisioni, cooperano per attuarle e devono raggiungere un consenso su loro priorità e attuazione per la salvaguardia delle generazioni presenti e future” Principio base di tutti i trattati delle Nazioni Unite

37 37 Altri principi di etica ambientale Di uguaglianza – Equo accesso alle risorse a tutte le persone, presenti e future Di uguaglianza – Equo accesso alle risorse a tutte le persone, presenti e future Di responsabilità – Le conseguenze della decisione di un soggetto ricadono su altri soggetti Di responsabilità – Le conseguenze della decisione di un soggetto ricadono su altri soggetti Relazionale – La persona è in relazione con le altre persone e con la natura: la scarsità di risorse può causare conflitti Relazionale – La persona è in relazione con le altre persone e con la natura: la scarsità di risorse può causare conflitti

38 38 Altri principi di etica ambientale Della cura – Disporsi nei confronti dell’ambiente con un atteggiamento di cura, cioè di relazione con la natura che suppone attenzione, coinvolgimento e premura Della cura – Disporsi nei confronti dell’ambiente con un atteggiamento di cura, cioè di relazione con la natura che suppone attenzione, coinvolgimento e premura Di solidarietà – Promuovere la cooperazione su progetti comuni per l’ambiente (solidarietà con le persone presenti e future) Di solidarietà – Promuovere la cooperazione su progetti comuni per l’ambiente (solidarietà con le persone presenti e future)

39 39 Capire il dibattito sul clima Scienza e media hanno linguaggi diversi Scienza e media hanno linguaggi diversi L’uomo della strada ha bisogno degli strumenti di base per capire il linguaggio scientifico L’uomo della strada ha bisogno degli strumenti di base per capire il linguaggio scientifico Come? Istruzione scolastica e divulgazione scientifica Come? Istruzione scolastica e divulgazione scientifica

40 40 Formale e quantitativo Formale e quantitativo Fornisce l’errore di misura Fornisce l’errore di misura Il processo di pubblicazione si basa sulla peer review Il processo di pubblicazione si basa sulla peer review I media possono essere influenzati da interessi economici I media possono essere influenzati da interessi economici Il metodo scientifico

41 41 Alcuni giorni del gennaio 2010 in Italia sono stati particolarmente freddi Alcuni giorni del gennaio 2010 in Italia sono stati particolarmente freddi Certi giornali hanno confuso un episodio limitato nel tempo e nello spazio con il cambiamento climatico Certi giornali hanno confuso un episodio limitato nel tempo e nello spazio con il cambiamento climatico Esempio di disinformazione

42 42 Nel frattempo a Vancouver, sede delle olimpiadi invernali, si trasportava la neve con i camion Nel frattempo a Vancouver, sede delle olimpiadi invernali, si trasportava la neve con i camion Il 2010 è stato l’anno più caldo mai registrato Il 2010 è stato l’anno più caldo mai registrato Esempio di disinformazione

43 43 Difendersi e orientarsi Come riconoscere un risultato scientifico da un’opinione personale? Come riconoscere un risultato scientifico da un’opinione personale? Come smascherare un falso esperto? Come smascherare un falso esperto? Il libro aiuta a districarsi nella giungla mediatica… Il libro aiuta a districarsi nella giungla mediatica…

44 44 Basterebbe il buon senso…

45 45 È ora di terminare…


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