clima e cambiamenti climatici Carlo Pona ENEA

Le osservazioni: Temperatura Composizione atmosfera Livelli dei mari Ghiacci Uragani

Temperatura media globale Variazioni della temperatura media superficiale + 0,4°C (2002) Anomalie in °C rispetto alle media 1961-90 Negli ultimi 140 anni Anomalie in °C rispetto alle media 1961-90 Negli ultimi 1000 anni Negli ultimi 1000 anni (emisfero nord) 1910

Anomalie della Temperatura. Locale. + caldo Temperature medie superficiali 2001-05 relative al 1951-80 (°C) + freddo Fonte: Hansen, J., Sato, M., Ruedy, R., Lo, K., Lea, D.W. and Medina-Elizade, M. (2006). Global temperature change. Proc. Natl. Acad. Sci., 103, 14288-14293

Temperatura superficiale dei mari Oceani Oceano indiano Bacini chiusi Pacifico Occidentale Mar Mediterraneo + 1,3 °C Nord Atlantico

Le osservazioni: Temperatura Composizione atmosfera Livelli dei mari Ghiacci Uragani

Atmosfera: CO2 osservazioni fatte alle Hawaii Ciclo stagionale Atmosfera: CO2 osservazioni fatte alle Hawaii

Atmosfera: CO2, CH4 CO2 CH4 La concentrazione atmosferica di CO2 e CH4 nel 2005 è di gran lunga superiore a quella naturale degli ultimi 650.000 anni!!!

Atmosfera: CO2, CH4 ingrandimento ultimi 150 anni da 270 a 380 ppm + 40% CH4: da 600 a 1700 ppm + 183% Ultimi 150 anni!!

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livello medio del mare La causa? + 20 cm La causa? Dilatazione termica e scioglimento dei ghiacci boe satellite

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Settembre 1979 Estensione ghiacci Artici Settembre 2003

ghiaccio artico Settembre 2007: minimo storico mai rilevato!! - 38%

La neve si scioglie sul Kilimanjaro -90%

Le osservazioni: Temperatura Composizione atmosfera Livelli dei mari Ghiacci Uragani

Eventi catastrofici Tutti i disastri (terremoti, calore, carestie, alluvioni, infestazioni, valanghe, eruzioni, tsunami, incendi, tempeste) Confronto tra terremoti e disastri climatici alluvioni terremoti cicloni terremoti

Un passo indietro: Le variazioni naturali del clima astronomiche terrestri umane

Che cos’è il clima ? Il termine Clima deriva dal greco antico “klima” (=inclinazione) coniato da Hipparco di Nicea (190-120 AC)

Che cosa è il clima? Il clima è l’equilibrio tra l’energia entrante nel nostro pianeta dal sole, e l’energia uscente, (radiazione solare riflessa dall’atmosfera, dal suolo e dalle nubi, ed energia emessa o irraggiata dalla superficie terrestre). Il clima (=l’equilibrio) può modificarsi sia per cause esterne che per cause interne al sistema terrestre.

Clima e Tempo Tempo meteorologico e Clima nel linguaggio comune vengono spesso confusi; dal punto di vista scientifico invece, i loro significati sono ben distinti.

Clima e Tempo Il tempo meteorologico è la risultato di fenomeni che avvengono in aree limitate e in un breve intervallo di tempo (giornaliero e orario; pioggia, neve, caldo, freddo). Il clima invece si definisce su fenomeni stagionali e su tempi lunghi (almeno 30 anni) e su ambienti vasti (ad esempio, le zone climatiche comprendono parti molto estese di più continenti).

La Temperatura terrestre dipende dal bilancio energetico In assenza di atmosfera la temperatura terrestre sarebbe di -19°C. Ma l’atmosfera trattiene, grazie all’effetto serra naturale, parte della energia che riceve dal sole. Il risultato è che la temperatura media terrestre OGGI è di circa 15°C.

L’equilibrio energetico e l’effetto serra naturale

Un passo indietro: Le variazioni naturali del clima astronomiche terrestri umane

Cause astronomiche di variazione dell’energia entrante Rotazione della Galassia periodicità 200 - 500 Milioni di anni Eccentricità dell’orbita terrestre: periodicità da 96 a 413.000 anni Precessione degli equinozi Inclinazione asse terrestre: 23.44° (21,5° - 24.5°) Da 19.000 - 24.000 anni Obliquità dell’orbita Periodicità circa 41.000 anni Attività solare (macchie) Periodicità circa 11 anni

Variazioni Astronomiche (lungo periodo)

Variazioni Astronomiche (breve periodo) Attività solare Dovuto alla presenza delle macchie solari: variazioni di 0.07% sull’energia entrante; Ciclo solare: 11 anni. Ciclo magnetico solare: 22 anni circa

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Cause interne di variazione dell’energia uscente (di lungo periodo) Orogenesi Formazione delle catene montuose (centinaia di milioni di anni). Modifica la circolazione delle correnti aeree, l’albedo. Epirogenesi Deriva dei continenti e tettonica (centinaia di milioni di anni). Modifica l’albedo, la circolazione oceanica e il trasporto di calore dall’equatore ai poli. Vulcanismo Polveri e aerosol riducono provocano un raffreddamento terrestre. Le emissioni di gas provocano invece un riscaldamento che, spesso, viene bilanciato dal raffreddamento.

Cause interne di variazione dell’energia uscente (fluidodinamiche e chimico-fisiche) circolazione oceanica Gli oceani sono un immenso serbatoio di energia: di conseguenza se per qualsiasi motivo cambia la circolazione oceanica, cambia anche l’equilibrio del sistema climatico e cambia il clima. composizione atmosferica Regola la trasmissione, la diffusione e l’assorbimento della radiazione solare incidente, e della radiazione terrestre. Se cambia la composizione dell’atmosfera, cambia anche l’equilibrio del sistema climatico e cambia il clima.

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Perché il clima cambia? L’apporto umano Lo sviluppo demografico e tecnologico, modifica l’ambiente, e mette a dura prova le capacità di adattamento e di sopravvivenza, non solo dell’uomo, ma di tutti i sistemi viventi.

Emissioni globali di carbonio Uso di combustibili fossili (petrolio, gas, ecc.) Cambio d’uso dei suoli (deforestazione, agricoltura, cementificazione) 2005: Emissioni Globali 7 GtC = 26 GtCO2 2005: Assorbimenti Globali 3 GtC = 11 GtCO2

I principali gas-serra Inserire tabella GWP dei vari gas

USA 20 tonnellate a testa Italia 9 tonnellate a testa Mali 0,1 tonnellate a testa

Cosa ci aspetta in questo secolo Cosa dicono le simulazioni

Non è mai stato così alto negli ultimi 400.000 anni CO2 in atmosfera nel 21° secolo Non è mai stato così alto negli ultimi 400.000 anni Proiezione 2100 (IPCC) CO2 Concentration (ppmv) Oggi (BP 1950)

Temperatura terrestre 1000-1861 emisfero nord, proxy; 1861-2000 globali, strumentali; 2000-2100 proiezioni SRES Ipotesi peggiore: +6,1 °C Ipotesi migliore: +1,6 °C

Estensione ghiacci Artici al minimo stagionale proiezione a fine secolo

Produzione di cereali. Confronto 2060/oggi Paesi sviluppati Totale mondo Paesi in via di sviluppo

Cambiamento climatico e malaria 2050 oggi

Scioglimento dei ghiacci Uragani Coste Piccole isole Delta dei fiumi Desertificazione Rifugiati climatici