Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico Luca Fiorani

Atmosfera Strato sottile ma indispensabile alla vita Costituita dall’aria, miscela di gas (N2, O2 e gas traccia), particelle e aerosol (H2O) Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Pressione atmosferica Diminuisce con l’altitudine in maniera continua Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Temperatura atmosferica Varia con l’altitudine individuando quattro strati Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Tempo meteorologico e clima 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) Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

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) Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Esempi di clima Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Dinamica del clima La dinamica del clima è provocata dall’energia solare, assorbita in modo diverso da un punto all’altro della Terra Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Circolazione atmosferica La circolazione atmosferica generale concorre all’equilibrio energetico Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Circolazione oceanica La circolazione termoalina concorre all’equilibrio energetico Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Nuova definizione di clima Clima Stato di equilibrio tra il flusso di energia in entrata e in uscita Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Dati climatici Numerosi dati climatici sono raccolti da strumenti a terra o su palloni, aerei e satelliti Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Dati climatici Grazie ai dati climatici è possibile osservare la storia del clima Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

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 Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Dati paleoclimatici Grazie ai dati paleoclimatici è possibile ricostruire l’evoluzione del clima Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Evoluzione del clima 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 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) Durante l’ultimo milione di anni (quaternario) si sono susseguiti quattro periodi glaciali Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

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

Cambiamenti recenti del clima Riduzione della calotta polare artica Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Capire il passato… Le misure sperimentali sono affette da errori sistematici e statistici Esempio: misura della clorofilla-a con lidar fluorosensore e radiometro satellitare Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

… per capire il presente La discrepanza media è dell’ordine del 25 – 50% I dati del radiometro satellitare possono essere calibrati con le misure del lidar fluorosensore Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Correlazioni La temperatura della troposfera diminuisce La temperatura della stratosfera aumenta Esiste una correlazione tra eruzioni vulcaniche e temperatura Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Una parentesi vulcanica Misure Lidar del pennacchio dell’Etna Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Una parentesi vulcanica 14 luglio 2008 Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Una parentesi vulcanica Il lidar è montato in un laboratorio mobile Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Una parentesi vulcanica Segnale lidar Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Una parentesi vulcanica Carico di aerosol Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Una parentesi vulcanica Carico di aerosol Strato limite planetario Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Una parentesi vulcanica Carico di aerosol Troposfera libera Strato limite planetario Strato limite planetario Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Una parentesi vulcanica Carico di aerosol Strato limite planetario Pennacchio Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Correlazioni Esiste una correlazione tra gas serra e temperatura troposferica Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Correlazioni Esiste una correlazione tra temperatura oceanica e potere distruttivo degli uragani Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Casualità o causalità? La correlazione tra fenomeni, da sola, non dimostra l’esistenza di un nesso causale tra loro Se i nessi esistono, la situazione è seria Come capire se i nessi esistono? Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

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 molto dal punto di equilibrio, tenderà ad abbandonarlo con conseguenze imprevedibili (soprattutto se è complesso e non lineare) Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Affrontare la complessità… 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! Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

… con i modelli climatici Scomposizione del “Sistema Terra” in sottosistemi e processi Ricostruzione della complessità del reale attraverso sistemi di equazioni risolte numericamente con potenti computer Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Cause antropiche di evoluzione? L’uomo sta cambiando il clima? 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 quattro rapporti (1990, 1995, 2001 e 2007) per rispondere a queste domande Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Il clima sta cambiando! Dal 1861 al 2000 la temperatura del pianeta è aumentata di 0.6 ± 0.2 °C Negli ultimi decenni, sono aumentati precipitazioni ed eventi climatici estremi Dalla fine degli anni ’60, la copertura nevosa terrestre si è ridotta di circa il 10% Nell’ultimo secolo il livello del mare si è innalzato di 0.15 ± 0.05 m Dagli anni ’70, si hanno indizi di cambiamenti nella circolazione atmosferica e oceanica Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

I gas serra aumentano! Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Effetto serra Serra Suolo Radiazione dal suolo (infrarossa) Radiazione solare (visibile) Radiazione solare (visibile) Radiazione solare (visibile) Radiazione solare (visibile) Radiazione dal suolo (infrarossa) Radiazione dal suolo (infrarossa) Radiazione dal suolo (infrarossa) Serra Serra Serra Suolo Suolo 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 L’atmosfera funziona come una serra tanto più fortemente quanti più gas serra contiene Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

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 Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Conclusioni Alcuni equilibri del pianeta sono molto delicati La temperatura è in aumento L’uomo ha incrementato i gas serra Molto probabilmente c’è un nesso tra incremento di gas serra e aumento della temperatura Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

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? Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

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” United Nations Framework Convention on Climate Change, Rio de Janeiro 1992 Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

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” United Nations Framework Convention on Climate Change, Rio de Janeiro 1992 Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

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” Principio base di tutti i trattati delle Nazioni Unite Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Altri principi di etica ambientale 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. Relazionale – La persona è in relazione con le altre persone e con la natura: la scarsità di risorse può causare conflitti. Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

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. Di solidarietà – Promuovere la cooperazione su progetti comuni per l’ambiente (solidarietà con le persone presenti e future). Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

Basterebbe il buon senso… Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico

È ora di terminare… Grazie della vostra attenzione. Per continuare il discorso: luca.fiorani@enea.it Capire il “Sistema Terra”: introduzione al dibattito sul cambiamento climatico