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Sta cambiando il clima? Il pianeta e il cambiamento, Museo Civico di Reggio Emilia, 19 Luglio 2006.

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1 Sta cambiando il clima? Il pianeta e il cambiamento, Museo Civico di Reggio Emilia, 19 Luglio 2006

2 Che cosa determina la temperatura di un pianeta? Che cosè leffetto serra? E lorigine antropica? I cambiamenti osservati: CO 2, temperatura, precipitazione, mare, ghiacci, eventi estremi: dalla scala globale alla scala locale Quale clima futuro? I modelli climatici I modelli sono attendibili? I problemi della modellistica Rimedi e adattamento. Stiamo facendo qualcosa? Schema della presentazione

3 Che cosa è il clima di un pianeta? n Linsieme dei valori medi di tutte le variabili che, nella loro quotidiana variabilità, determinano il tempo atmosferico n Non solo valori medi delle variabili ma anche comportamento medio della variabilità (che cosè la media?) n Che cosa lo determina? Distanza dal sole, struttura fisica e composizione chimica del pianeta e della sua atmosfera (e degli oceani, se ci sono) n Quali di questi fattori sono influenzabili dalluomo sulla terra?

4 Notare la differenza!

5 (corte) (un po più lunghe)

6 E allora, che cosè leffetto serra?

7 Latmosfera si comporta diversamente a seconda del tipo di onde elettromagnetiche che la attraversano (lunghe o corte): è trasparente alla luce visibile del sole che la può attraversare facilmente ma non è completamente trasparente ai raggi infrarossi emessi dalla terra, come il vetro di una serra.

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9 Per poter emettere tutta lenergia che riceve dal sole (poiché deve rimanere in equilibrio termico), la terra è quindi costretta a scaldarsi per poter emettere più energia (ricordiamo che un corpo più è caldo più energia emette), cosicché lenergia che riesce ad uscire sia uguale a quella che entra: questo è leffetto serra naturale

10 Leffetto serra naturale permette quindi alla terra di avere una temperatura alla superficie di circa 15°C, invece di quella che avrebbe senza latmosfera, cioè circa -20°C (per esempio come quella della luna).

11 Perché latmosfera non è trasparente alla radiazione infrarossa come lo è a quella visibile (cioè, perché si comporta come il vetro di una serra)? Perché contiene dei gas che assorbono e riemettono la radiazione infrarossa. Questi gas vengono chiamati gas otticamente attivi o gas serra

12 La composizione della nostra atmosfera

13 (N 2 O) -- GWP (20Y) 0,00003 (N 2 O)

14 Fin qui tutto normale e naturale, anzi molto utile! In effetti non ci sarebbe vita umana senza leffetto serra naturale, dovuto soprattutto al vapor dacqua. Allora dove sta il problema?? Il problema è che le attività delluomo (per esempio la produzione di energia ottenuta bruciando materiali fossili come carbone e petrolio) fanno aumentare i gas serra nellatmosfera, e in particolare lanidride carbonica (CO 2 ), il che fa aumentare la temperatura della superficie della terra e dellatmosfera vicina al suolo: ecco quindi leffetto serra di origine antropica. Sarebbe più corretto parlare di aumento antropico delleffetto serra naturale

15 Laumento della CO 2 (ma non solo) Dal 1750 ad oggi la concentrazione di CO 2 nellatmosfera è cresciuta di un terzo. La concentrazione attuale è a un livello che non ha precedenti negli ultimi anni e forse negli ultimi 20 milioni di anni; I due terzi dellincremento negli ultimi 20 anni è dovuto al consumo di combustibili fossili (perché non tutto? Da dove viene il resto della CO 2 ?); Con la concentrazione in crescita e la diminuzione dellassorbimento naturale di CO 2, i modelli prevedono per il 2100 una concentrazione che va dalle 540 alle 970 parti per milione (ppm), da confrontare con le 280 ppm dellera pre-industriale alle circa 367 ppm di oggi.

16 LAUMENTO DELLANIDRIDE CARBONICA (Cortesia del SMAM, Sestola)

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18 CO 2 CH 4 N2ON2O

19 Il clima del passato

20 GLI ULTIMI 150 ANNI

21 GLI ULTIMI 1000 ANNI

22 GLI ULTIMI ANNI (ASSE X INVERTITO!) La CO2 OGGI

23 I cambiamenti del clima si vedono già? La temperatura Le precipitazioni Il livello del mare I ghiacci di calotte polari e ghiacciai Gli eventi estremi?

24 Climate Change 2001: The Scientific Basis Climate Change 2001: Impacts, Adaptation and Vulnerability Climate Change 2001: Mitigation Climate Change 2001: Synthesis Report IPCC Reports: FAR-1990, SAR-1996 e TAR-2001 In arrivo lAR (bozza ancora riservatissima!!)

25 I dati globali

26 I DATI sino ad oggi (dal 3° Rapporto IPCC: TAR) Temperatura La temperatura media dellaria è cresciuta di circa 1 grado dal 1860 ad oggi, e il riscaldamento del 20° secolo è probabilmente il più alto degli ultimi 10 secoli. Gli anni 90 e il 1998 sono stati rispettivamente il decennio e lanno più caldi. Lincremento medio globale della temperatura dellaria dal 1990 al 2100 è stimato da circa 1.5 a 6 gradi, questo sarebbe un evento che non ha precedenti negli ultimi diecimila anni. Livello del mare Il livello medio dei mari è cresciuto fra 10 e 20 centimetri nel corso del 20° secolo, probabilmente a causa dellespansione termica delle acque dei mari e dello scioglimento dei ghiacci. Il livello di innalzamento dei mari durante il 20° secolo non ha precedenti negli ultimi tremila anni. (Il Mediterraneo è aumentato di livello molto meno, malgrado si sia riscaldato più della media: come mai?)

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28 E i ghiacci delle calotte polari e quelli dei ghiacciai montani (per esempio alpini)?

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30 Ghiacciaio andino di Upsala, Argentina

31 Sono molti più i ghiacciai che stanno scomparendo di quelli che aumentano: n Stanno scomparendo quasi tutti i ghiacciai alpini n Stanno scomparendo quasi tutti i ghiacciai andini n Aumentano i ghiacciai dellemisfero sud (Nuova Zelanda) n Stazionarietà o variabilità in Asia n Ghiacci artici? Diminuiscono enormemente. Tempi durissimi per gli Inuit e per gli orsi polari n Ghiacci antartici? Pareri discordi, peccato per CryoSat…. n Perché lAntartide non perde volume di ghiaccio come lArtide?

32 Che legame cè tra aumento di temperatura, fusione dei ghiacci e aumento del livello dei mari? n Laumento di temperatura fa fondere i ghiacci e quindi fa aumentare il livello dei mari: ma solo il ghiaccio che non galleggia fa aumentare il livello, controllare per credere con un cubetto di ghiaccio (la banchisa artica galleggia, ma i ghiacci antartici e groenlandesi no) n Laumento della temperatura dellaria riscalda lacqua dei mari che si espande, cioè aumenta di volume, come quasi tutti i corpi che si riscaldano, e quindi aumenta il livello n Leffetto espansione da riscaldamento è ritenuto maggiore di quello da fusione (di quanto dipende dalla profondità raggiunta dal riscaldamento marino, questione di tempi di risposta)

33 Il Nord Italia

34 T Max T Min

35 I P E A ANNO

36 Trend della precipitazione nel nord Italia: la tropicalizzazione? Brunetti, Buffoni, Maugeri e Nanni, 2000, Int Jour of Clim

37 PRECIPITAZIONI significativo aumento degli eventi intensi ed estremi TROPICALIZZAZIONE: significativo aumento degli eventi intensi ed estremi. Tale tendenza è stata spesso riscontrata non solo dove le pioggie aumentano ma anche dove le piogge mostrano un trend negativo o assente.

38 Emilia-Romagna

39 TEMPERATURE ANNUE MONTE CIMONE

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41 Alcuni punti fermi sulle tendenze in atto per il Nord Italia Temperature medie, minime e massime tutte in deciso aumento, di più in primavera e estate ( ). Precipitazione totale in lieve diminuzione, ma tropicalizzazione dei regimi di pioggia Ghiacciai alpini in decisa diminuzione, sia per laumento della temperatura che per la diminuzione della precipitazione, ma più per la prima causa che per la seconda Qualche aumentato rischio di periodi siccitosi estivi, soprattutto se si tiene conto dei fabbisogni irrigui, sempre in aumento

42 Quale potrebbe essere allora il clima che ci attende nel futuro prossimo? Lo si può prevedere e come? Ovvero, siamo in grado di fare una previsione quantitativa dei futuri cambiamenti climatici a scala globale, regionale e locale ? Gli strumenti: I modelli (numerici e statistici) del clima globali e regionali

43 I modelli matematici numerici: si chiamano modelli di circolazione generale dellatmosfera e delloceano o modelli climatici regionali: usano i grandi supercalcolatori Sono essenzialmente gli stessi modelli usati per le previsioni meteorologiche

44 I modelli Globali di Circolazione della Atmosfera e dellOceano (GCM/AGCM/OGCM)

45 La modellistica del clima: Modelli Globali (GCM) e Modelli Regionali (RCM)

46 Ma i modelli hanno bisogno di scenari di sviluppo economico sui quali basarsi…

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48 Dal 3 o report IPCC del Gli scenari possibili

49 Le conseguenze su temperatura e livello del mare (e le correnti oceaniche, p.es. quella del golfo? collasso?)

50 Laumento previsto della temperatura (IPCC 2001)

51 Laumento previsto del livello del mare (IPCC 2001)

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53 LA CREDIBILITA DELLE PREVISIONI CLIMATICHE GLOBALI??? n Fin qui niente di terribilmente nuovo e/o originale rispetto a ciò che ci avevano detto i rapporti IPCC del 1995 o del 1990 (o che ci dirà il rapporto del 2006). n Perché dobbiamo essere più preoccupati oggi di allora? E forse migliorata la credibilità delle previsioni climatiche basate sui modelli globali?

54 Quali sono le aree problematiche, o addirittura critiche, della modellistica climatica? I feed-back: n Più gas serra fanno aumentare la temperatura della superficie terrestre e della bassa atmosfera e raffreddare quella della alta atmosfera (stratosfera) senza necessariamente cambiare la temperatura complessiva del sistema (ecco perché il sistema tropicalizza…>>più convezione umida) n Se la temperatura della superficie terrestre si riscalda, si riscalda anche il mare e quindi a) evapora più acqua e b) si rilascia parte della CO 2 disciolta nellacqua marina (effetto acqua frizzante, feed-back positivo) n Se evapora più acqua, si potrebbero formare più nubi n Se si formano più nubi, si innesca un processo contrastante: le nubi sono riflettenti e quindi il sistema terra più atmosfera si raffredda: feed-back negativo

55 Quali sono le aree problematiche, o addirittura critiche, della modellistica climatica? I feed-back: n I modelli hanno difficoltà a rappresentare bene i processi fisici connessi alla convezione umida, alla formazione delle nubi e alla loro interazione con la radiazione, quindi anche i feed-back connessi n E leffetto degli aerosol? Gli aerosol agiscono come le nubi: sono riflettenti, mentre invece le polveri carboniose (black carbon) riscaldano. I primi modelli del clima non contenevano leffetto degli aerosol, mentre oggi tutti i modelli climatici ne tengono conto (e infatti le stime del riscaldamento sono progressivamente calate) n E il ciclo del carbonio (p.es. siamo in grado di modellare i flussi della CO2 disciolta nel mare)?

56 quindi: Il riscaldamento globale finale si ottiene come il risultato finale (piccolo) che esce dalla somma di molti numeri grandi, incerti e di segno opposto: lerrore è sicuramente alto ma… La prova del pudding sta nel mangiarlo, dicono gli anglosassoni, e allora:

57 Cause delle variazioni del clima n Variabilità naturale n Variazioni della radiazione solare n Eruzioni vulcaniche n Gas serra n Aerosol n Sfruttamento del terreno (albedo) Naturali Antropiche

58 La modellazione degli ultimi 150 anni della nostra storia (sole + vulcani)(gas serra+ aerosol)

59 Gli ultimi 150 anni della nostra storia: i due effetti insieme IPCC-TAR

60 Gli effetti importanti sono troppi e troppo interagenti tra loro per essere modellati singolarmente. E ormai accettato che lunico strumento adeguato per fare previsioni e/o dare stime quantitative sono i modelli matematici globali del clima. Non possiamo aspettare che i modelli siano perfetti (non lo saranno mai) per considerarne i risultati. Le decisioni vanno prese sulla base della miglior modellistica disponibile: la politica che non decide se non di fronte a dati assolutamente certi, non deciderà mai. Non decidere (attendere sempre il modello migliore, che verrà) equivale a decidere di non fare niente. Effetti del riscaldamento, modelli e decisioni…

61 Che cosa stiamo facendo per risolvere il problema, o almeno per limitare i danni (poco…)? Cambiare i metodi di produzione dellenergia? Cambiare i comportamenti? Adattarsi al cambiamento?

62 Gli impatti del Protocollo di KYOTO Proiezioni di impatto del Protocollo di Kyoto sulle emissioni di Gas Serra dei Paesi dellAllegato I alla Convenzione. (gigaton. di carbone) Senza il Protocollo Con il Protocollo

63 La parola dordine sembra quindi essere: Adattarsi!

64 Conclusioni n Sicuramente ci sono evidenze che lo stato del clima stia cambiando sulla Terra, in Europa ma anche nella nostra regione, sia nelle temperature che nelle precipitazioni, valori medi ed estremi n Nel futuro i trend osservati sembrano permanere, poiché le pressioni globali sul sistema clima aumentano incessantemente mentre le incertezze sulle previsioni stanno calando, anche per merito dei nuovi sistemi di monitoraggio e previsione n Azioni (globali): Kyoto non è ancora morto del tutto, la sua anima si agita ancora da qualche parte…ma la parola dordine sembra essere: Adattamento (per chi se lo può permettere) n Il problema appare complessivamente sottostimato dalla politica in generale, quindi ritengo ci sia in un certo modo da preoccuparsi, anche se le nazioni non ricche e più esposte dovrebbero preoccuparsi di più… (ma il collasso della Corrente del Golfo??)

65 Grazie per lattenzione

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67 I contributi locali: linventario regionale delle emissioni di gas serra Realizzato un inventario regionale delle emissioni di CO 2, CH 4 ed N 2 O, quali principali sostanze responsabili delleffetto serra (anno di riferimento 2000 ) Obbiettivi: Individuare, a livello di singola provincia, i settori di maggiore criticità, sia in termini di emissioni che di consumi di energia Disporre di uno strumento utile a valutare gli effetti delle politiche di riduzione Metodologia utilizzata: Linee guida dell Intergovernamental Panel on Climate Change (IPCC)

68 Confronto emissioni regionali CO2 fonte dati Apat (1999) Media nazionale Il contributo dellEmilia-Romagna è superiore alla media nazionale: il dato deve essere accompagnato da altri indicatori economici quali il tasso di disoccupazione e altri quali il PIL che collocano la nostra regione nella classifica delle regioni più ricche e produttive

69 Mappa emissioni provinciali CO 2 eq (t/anno) - anno 2000

70 Quali azioni (locali?, globali?) per migliorare ?

71 n assunzione degli obiettivi di sostenibilità in tutti i settori (trasporti, industria, agricoltura,..); n responsabilità estesa dei produttori e dei consumatori; n co-decisione e co-partecipazione alle scelte e alle cose da fare; Il Piano Triennale RER di Azione Ambientale per uno sviluppo sostenibile

72 n Trasporti n Energia n Edilizia I principali settori dintervento per la riduzione dei gas ad effetto serra Le strategie : - Contrastare il cambiamento climatico conseguendo, per quanto di competenza della Regione, gli obiettivi del Protocollo di Kyoto; - Sviluppare accordi volontari, settoriali e territoriali per assicurare la condivisione degli obiettivi strategici per contrastare il cambiamento climatico; - Integrare gli obiettivi relativi al cambiamento climatico nelle politiche settoriali della Regione e degli Enti pubblici.

73 Cosa serve ancora ? n Migliorare la conoscenza dei cambiamenti futuri a scala locale n Valutare e quantificare a scala locale, con maggior dettaglio, gli impatti sui vari sistemi fisici, sociali ed economici del cambiamento climatico n Continuare a progettare politiche per la mitigazione degli eventuali impatti negativi, nei vari sistemi fisici, sociali ed economici n E Kyoto?

74 INFO BY EU COMMISSION: Nella riunione del Consiglio dei Ministri europei per l'ambiente che si terrà a Bruxelles il 17 ottobre prossimo è all'ordine del giorno la discussione e la decisione su quale posizione la UE debba assumere e quale strategia la UE deve adottare per il seguito del Protocollo di Kyoto (post-Kyoto) ai fini dei negoziati ONU che si terranno a Montreal alla fine del mese di novembre (COP-11 della Convenzione quadro sui cambiamenti climatici). La Commisssione UE ha già preparato una bozza; alcuni dei punti essenziali: - obiettivo generale del post-Kyoto è quello di contenere il riscaldamento climatico gobale entro 2°C rispetto all'epoca preindustrriale: ciò implicherà una riduzione delle emissioni di almento il 50% rispetto al 1990 da attuarsi entro al massimo entro l'anno 2050; - il raggiungimento di questo obiettivo deve essere conseguito attraverso una azione multilaterale e con la partecipazione di tutti i Paesi (sviluppati ed in via di sviluppo) che si assumeranno i rispettivi impegni di riduzione, tenendo conto del principio della responsabilità comune ma differenziata; - negli impegni di riduzione devono essere inclusi altri settori delle attività umane che erano stati esclusi dal Protocollo di Kyoto, come il trasporto aereo e marittimo, e le atttività di deforestazione, ecc.;

75 - negli impegni di riduzione si dovrà dare un forte impulso all'innovazione tecnologica in Europa, affinchè tali impegni non abbiano ripercussioni negative sulla competitività delle imprese e sullo sviluppo socio economico europeo; - si dovrà altresì favorire la convenienza economica degli impegni di riduzione promuovendo il mercato dei meccanismi flessibili già previsto dall'attuale protocollo di Kyoto; -si dovranno aumentare gli sforzi per l'adattamento ai cambiamenti del clima sia in ambito europeo che extra europeo, attraverso azioni che riducano la vulnerabilità ambientale e dei sistemi socio-economici e ne aumentino la resilienza. Il principio di realtà suggerisce che lultimo punto sarà il favorito… Maggiori informazioni su:

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77 Il sole, a circa 5700°C, emette circa 4x10 26 Watt La terra, a circa 15°C, emette circa 2x10 17 Watt (questi sono flussi radianti, energia/tempo; per il sole, lirradianza cioè il flusso radiante per unità di area alla sua superficie vale 6.3x10 7 W/m 2, con r=7x10 8 m), che è esattamente lenergia che riceve dal sole: la terra è quindi in EQUILIBRIO TERMICO cioè emette tanta energia quanta ne riceve (altrimenti si scalderebbe disastrosamente) ma mentre la riceve come luce visibile dal sole, la riemette come raggi infrarossi (invisibili) in tutte le direzioni. Anche la luna fa lo stesso ma è molto diversa dalla terra: perché? Perché non ha unatmosfera!!

78 (1) Flusso radiante dal sole: 3.9x10 26 W Irradianza (o flusso incidente, cioè potenza per unità di area) del sole alla distanza dellorbita terrestre (8 min-luce=1.5x10 11 m) è F s =1370W/m 2 Se la terra (di raggio a=6200km) fosse un corpo nero in equilibrio termico: F s πa 2 =4πa 2 σT 4 con σ=5.67x10 -8 Wm -2 K -4 (costante di Stefan- Boltzmann) da cui T279K (T vera288K). (2) Se (notevole miglioramento) consideriamo la terra un corpo nero soltanto per lemissione infrarossa, mentre nel visibile ricordiamo che ha unalbedo A di circa 0.3, allora: (1-A)F s πa 2 = 4πa2σT 4, da cui T255K molto peggio!

79 (3) Terzo modello: W&H prob 6.8 pag 293 oppure Andrews1.3.2, pag 6-7: come nel modello (2), cioè suolo corpo nero nellinfrarosso, ma con unatmosfera sottile con trasmittanza τ s =0.9 nel visibile e τ t =0.2 nellinfrarosso allequilibrio radiativo: al top F 0 =F a +τ t F g con F a =(1- τ t )σT a 4 al suoloF g =F a + τ s F 0 e F 0 =1/4(1-A)F s eliminando Fa, si ha F g =σT g 4 =F 0 (1+ τ s )/(1+ τ t ) (se τ s = τ t =1 caso precedente) con i valori giusti, T g =286K (finalmente simile a 288K!) e T a =245K

80 Laumento della CO 2 fa aumentare la temperatura dellaria, della superficie della terra e degli oceani. Ma se gli oceani si scaldano, rilasciano CO 2 disciolta nellacqua di mare, se si raffreddano ne sequestrano di più (effetto acqua minerale frizzante). Allora cè da chiedersi: è la CO 2 che fa aumentare la temperatura o è la temperatura (che aumenta per altre ragioni) che fa aumentare la CO 2 ?

81 GLOBAL COOLING OVER THE PAST 60 MILLION YEARS. The MILANKOVITCH CYCLES AMPLIFY ENORMOUSLY over the PAST 1 Ma NOTE: Time Scale changes at 3 Million Years Recurrent Ice Ages Evolution of African Hominids

82 Stima delle emissioni Emilia-Romagna (t/anno. Anno 2000) PESO % MACROSETTORI Emilia-Romagna PESO % MACROSETTORI Dati Nazionali (APAT) GWP: coefficienti di trasformazione CO 2 = 1; CH 4 = 21; N 2 O = 310

83 C. Schar et. Al. Nature 2004 CTRL SCENARIO Temperature estive

84 EC Environment Programme CENAS Project " Study on the Coastline Evolution of the eastern Po plain due to sea level change caused by climate variation and to Natural and Anthropic Subsidence" Impatti sullarea costiera

85 Progetto CENAS Aree che possono essere episodicamente inondate a causa di subsidenza ed intensi eventi meteomarini Scenario al 2100 con eventi meteomarini aventi 1 anno di periodo di ritorno

86 Trasporti Alcune iniziative messe in campo: Accordi di Programma per il miglioramento della QA tra Regione, Province, Comuni capoluogo e quelli con popolazione superiore a abitanti nel ; Nelle giornate di interdizione della circolazione veicolare nelle aree urbane, ARPA ha stimato una riduzione della CO2 pari a 3450 tonnellate/giorno. Obiettivi: Riduzione delle emissioni, Abbattimento dei consumi energetici nel settore dei trasporti (Sostituzione degli autobus a gasolio con autobus alimentati a metano o elettrici) Sviluppo di forme ambientalmente e socialmente sostenibili di mobilità (zone a traffico limitato, rotatorie ecc.)

87 Energia Tra le iniziative da segnalare: La legge regionale 23 dicembre 2004, n. 26 "Disciplina della programmazione energetica territoriale ed altre disposizioni in materia di energia" La conversione di tutte le centrali ad olio combustibile (altamente inquinanti e poco efficienti) in impianti a metano e a ciclo combinato, realizzate con le migliori tecnologie secondo quanto indicato dalle direttive europee

88 Edilizia/Energia Tra le iniziative da segnalare: Il programma (gennaio 2004) per la produzione di energia fotovoltaica, orientato a raggiungere l'obiettivo fissato dal Piano Energetico Regionale che delinea uno sviluppo del fotovoltaico nell'arco di dieci anni pari a chilowatt di potenza installata.

89 Fonte: elaborazioni Arpa Emilia-Romagna su dati Enea S.I.E.R. - Sistema Informativo Energetico Regionale Dato nazionale per il 1990: ktCO2

90 Temperature Change Precipitation Change Cambiamenti di Temperatura e Precipitazione, Scenario A2 (10 anni) Winter Summer Winter Summer HOT HOT WET DRY Cortesia di Filippo Giorgi: ICTP - Progetto EU PRUDENCE ris. 50Km

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92 IL SISTEMA CLIMA Dal punto di vista climatico la Terra può essere suddivisa in 5 componenti ATMOSFERA (componente gassosa del sistema climatico, è quella più rapidamente variabile nel tempo) IDROSFERA (oceani, mari, fiumi e laghi) CRIOSFERA (comprende ghiacciai, nevai e ghiacci oceanici) BIOSFERA (flora, fauna, attività umane) LITOSFERA (struttura orografica della Terra, ha una variazione nel tempo estremamente lenta) Bisogna poi considerare la sorgente esterna di energia costituita dal Sole

93 Filmato NASA sullArtico I ghiacci artici dal 1979 al 2003

94 INFO: Bollettino NOAA del : Il settembre 2005 il più caldo dal 1880 (cioè da quando abbiamo misure dirette). Riduzione record dei ghiacci artici. L'anno 2005 è finora il secondo anno più caldo dal Continua ad essere elevata la temperatura dei mari artici. Per la serie: un altro record battuto!

95 4.5 MILIARDI (LINTERA STORIA DEL PIANETA)

96 LATMOSFERA TERRESTRE

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98 VARIAZIONI DEL TREND

99 Indeed, we know that doubling carbon dioxide should lead to a heating of about 3.7 watts per square meter, and that man made greenhouse heating is already about 2.7 watts per square meter. Thus, we have seen less warming than would be predicted by any model showing more than about 0.8 degrees C warming for a doubling of carbon dioxide. This is consistent with independent identifications of negative feedbacks. RICHARD S. LINDZEN Alfred P. Sloan Professor of Atmospheric Sciences Massachusetts Institute of Technology

100 LA CONVENZIONE Dicembre 1990 Lassemblea generale dellONU passa una risoluzione per iniziare le negoziazioni su una Convenzione sui cambiamenti climatici 9 Maggio 1992 La Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui Cambiamenti Climatici (UNFCCC) viene adottata 20 Giugno 1992 La UNFCCC viene aperta per la firma alla Conferenza delle Nazioni Unite su ambiente e sviluppo (UNCED), a Rio de Janeiro 21 Marzo 1994 La UNFCCC entra in vigore. LItalia ratifica la UNFCCC 185 Paesi lhanno ad oggi ratificata

101 La nascita del Protocollo di Kyoto Aprile 95 Prima Conferenza delle Parti (COP 1) della UNFCCC si tiene a Berlino Vengono lanciate le negoziazioni per un protocollo legale per la UNFCCC Luglio 1996 COP 2 si tiene a Ginevra Dicembre 1997 COP 3 si tiene a Kyoto Viene adottato il Protocollo di Kyoto per la UNFCCC, strumento legalmente vincolante e che prevede una riduzione globale di gas serra del 5,2% sotto i livelli del 1990,nel periodo , per i Paesiindustrializzati. Per avere la piena validità del protocollo, esso deve essere ratificato da almeno 55 Paesi che rappresentino il 55% delle emissioni globali di CO2 nel 1990.

102 RICOSTRUZIONE DEL CLIMA DEL PASSATO PROXY DATA DATI 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) Permettono di ricostruire il clima per epoche molto remotePermettono di ricostruire il clima per epoche molto remote incertezza maggioreHanno unincertezza maggiore dei dati strumentali variazioni climatiche a breve e medio termine Adatti per studiare le variazioni climatiche a breve e medio termine variazioni climatiche a lungo periodo Adatti per studiare le variazioni climatiche a lungo periodo (fino a scale geologiche)

103 6-8°C costantemente al di sopra della media

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106 LE PREVISIONI: (dal 3° Rapporto IPCC) Temperatura Lincremento medio globale della temperatura dellaria dal 2000 al 2100 è stimato da circa 1.5 a 6 gradi; questo sarebbe un evento che non ha precedenti negli ultimi diecimila anni. Non è ancora possibile fare una stima accurata dei cambiamenti climatici a scala regionale, però sulla base dei più recenti modelli di simulazione si può ipotizzare che tutte le regioni della Terra si riscalderanno, in particolare quelle alle alte latitudini nelle stagioni fredde. Livello del mare Gli scenari futuri prevedono un ulteriore innalzamento del livello del mare da 15 a 80 centimetri per il periodo , con un valore centrale più probabile di circa 50 centimetri, che è circa da 2 a 4 volte quanto verificatosi nel corso del 20° secolo.

107 1.000 ANNI oggi

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110 GLI ULTIMI ANNI

111 Cambiamenti di Temperature e Precipitazioni, A2 (10 anni) Temperature ChangePrecipitation Change Winter SummerSummer Winter Cortesia di Filippo Giorgi: ICTP - Progetto MIUR Italia-USA ris. 20Km

112 Eventi estremi: es: Lestate del 2003 Katrina et al. 2005

113 Anomalia climatica stagionale delle medie mensili delle temperature massime giornaliere (°C) Stazione di Bologna - Borgo Panigale. Dalla primavera 1991 all'estate 2005

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115 I GHIACCIAI ALPINI Ghiacciai delle Alpi italiane in avanzata e in ritiro dal 1925 al Valori espressi come percentuale dei ghiacciai con variazioni misurate.

116 Emilia-Romagna

117 Ha senso chiedersi se un evento estremo (unonda di calore, un uragano, una inondazione) è colpa delleffetto serra? Se levento è un evento singolo, la domanda in questi termini è malposta. Allaumentato effetto serra possono essere attribuite soltanto colpe esprimibili in senso statistico. Bisogna quindi più correttamente chiedersi se la probabilità di accadimento di una data tipologia di eventi estremi è aumentata o diminuita da un aumentato effetto serra o se ne è indifferente.

118 trend in hot summer (JJA) 90p

119 E i cicloni tropicali, (o uragani o tifoni)? Aumentano in numero e/o potenza? La modellistica propone un no alla prima e un sì alla seconda…

120 IPCC: International Panel on Climate Change (più alcuni dati più locali Arpa e Cnr-Isac) Torniamo ai dati globali a lungo termine: Fonte:

121 Portate medie mensili del Po a Pontelagoscuro Portata [m³/s]

122 Un esempio di Co2>>T o T>>CO2? n Sui tempi brevi i feed back atmosfera oceano non hanno modo di svilupparsi aol completo (turnover time delloceano globale alcune migliaian di anni): iol

123

124 Siamo in grado di fare previsioni a scala regionale, oltre che previsioni globali? Sono attendibili? Anticipo la risposta: meno, ma migliorano rapidamente.

125 Indice di disponibilità di precipitazione in E-R

126 VARIAZIONE DELLA RADIAZIONE SOLARE CAUSE ATTIVITA SOLARE PROCESSI ASTROFISICI MACCHIE SOLARI VENTO SOLARE GETTI DI MASSA CORONALE FLARES PROCESSI ASTRONOMICI TEORIA DI MILANKOVITCH VARIAZIONI DELLORBITA TERRESTRE VARIAZIONE DELLASSE TERRESTRE

127 COPERTURA NEVOSA ED ESTENSIONE DEI GHIACCI PERENNI diminuzione della copertura nevosapositivamente correlata alla crescita della temperatura -La diminuzione della copertura nevosa e dellestensione dei ghiacci perenni è positivamente correlata alla crescita della temperatura media della superficie terrestre. diminuzione della copertura nevosa del 10% - Dalle osservazioni satellitari si è stimata una diminuzione della copertura nevosa del 10% a partire dagli anni 60. ghiacci marini dellemisfero nord sono diminuiti - I ghiacci marini dellemisfero nord sono diminuiti: lestensione dei ghiacci Artici in primavera ed estate è diminuita del 10-15% a partire dagli anni 50. Ghiacciaio Dana, Sierra Nevada, California (3660 m, 37º 54' N, 119º 13' W) nel 1883 (sinistra) e 1985 (destra).

128 Il ciclo del Carbonio - I pozzi e le sorgenti

129 Ulteriore obiezione (più sciocca) sollevata da Michael Crichton in Stato di paura: Gli scienziati/modellisti del clima del mondo intero hanno ordito un complotto, insieme allambientalismo fondamentalista, per ricavarne notorietà e fondi di ricerca (e per soddisfare una oscura pulsione pseudo-religiosa…?). Possibile risposta: Si possono ricavare molti fondi di ricerca anche dallindustria della produzione dellenergia (petrolio e carbone) e, se riaggiustare modelli e risultati fosse così semplice, almeno un modellista che (alla stregua di Lomborg) persegue la ricerca della notorietà a tutti i costi si sarebbe già dovuto trovare.

130 LULTIMO MILIONE DI ANNI

131 VARIAZIONI CLIMATICHE NATURALIANTROPICHE VARIAZIONE DELLA RADIAZIONE SOLARE ERUZIONI VULCANICHE INTERAZIONI TRA LE DIVERSE COMPONENTI DEL SISTEMA CLIMA El Niño Diretta Indiretta Interazione atmosfera-oceano Param. Orb. (Milankovitch) Attività Solare IMMISSIONE DI GAS SERRA IN ATMOSFERA SO 2 CO 2 O 3 Incendi Combustibili fossili DERIVA DEI CONTINENTI CO 2 CH 4 AllevamentiCH 4 SO 2 CO 2 Immissione di aerosols in atmosfera IMMISSIONE DI AEROSOLS IN ATMOSFERA Black Carbon, Organic Carbon Incendi Combustibili fossili Black Carbon SFRUTTAMENTO DEL TERRENO Variazioni di albedoRiduzione delle foreste CAUSE

132 Che cosa determina la temperatura media di un pianeta (o delle sue parti)? n Che cosa intendiamo per temperatura di un pianeta? In genere quella complessiva del sistema terra solida/liquida/ghiaccio più atmosfera (se cè). n Rispondendo alla domanda, per prima cosa la sua distanza dal sole (forse, prima ancora, la potenza della stella stessa, escludendo la presenza di sorgenti interne di calore). n Poi la sua composizione: come e di che cosa è fatto il pianeta, se ha una atmosfera o no, da che cosa è composta la sua atmosfera (cè, è trasparente?). n Quali di questi fattori sono influenzabili dalluomo sulla terra?

133 Perché la terra emette energia radiante, cioè radiazione (infrarossa) in tutte le direzioni? Perché TUTTI i corpi lo fanno. I corpi emettono più radiazione se la loro temperatura è maggiore: E=kT? No! Invece: E= T 4 Esempi? Caminetto, ferro da stiro, sole, terra, lampadine, noi, …

134 McIntyre & McKytrick, oggi

135 Sappiamo che un raddoppio della CO2 porta ad un aumento del forcing radiativo di circa 3.7 W/m2. Laumento della CO2 dallinizio dellera industriale è di circa il 30%, il che porta ad un aumento del forcing di circa 2 W/m2 il che, in assenza di feed-back, dovrebbe produrre un riscaldamento globale di circa 4 °C. Il riscaldamento osservato dal 1700 a oggi è di circa 1,2 °C quindi: o ci devono essere degli importanti feed-back negativi (ma magari anche dei positivi) o ci sono altre cause naturali (sole, vulcani) o i dati sono sbagliati o i modelli sono sbagliati Le (vecchie) obiezioni di uno scettico famoso (Prof. Lindzen, MIT):

136 Quando si conoscono i risultati in anticipo, si riesce sempre a farli tornare (R: come mai nessuno riesce a far tornare risultati opposti, e molti ci hanno provato?). Nel caso dei GCM, lesistenza di molti fattori incogniti lascia molto spazio a operazioni di aggiustamento, anche e soprattutto attraverso i feed-back e la relativa sensitività dei modelli globali (R: nei modelli globali le operazioni di aggiustamento sono difficilissime e non riescono quasi mai, altrimenti se riuscissero la modellistica sarebbe quasi perfetta). Il fatto che i fattori incogniti siano veramente incogniti rende difficile falsificare i risultati della modellistica (R: lobiezione non si applica al risultato finale, ma solo, parzialmente, ad alcuni processi intermedi; il risultato finale è il clima attuale, noto e quindi falsificabile). Principali obiezioni, e risposte, agli (apparentemente ottimi) risultati della modellistica globale del clima recente (di nuovo da Lindzen, Erice, 2005)


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