Alessandro Peressotti Dip. Scienze Agrarie e Ambientali Univesita’ di Udine

Le fonti United Nation Convention to Combat Desertification (UNCCD) United Nation Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) Permanent Interstate Committe for Drought Control in the Sahel (CILSS)

Documenti UNCCD www.unccd.int (Lupo Alberto) UNFCCC www.unfccc.int (Il protocollo di Kyoto) IPCC www.ipcc.ch (Third assesment Report) FAO www.fao.org (Report Sahel 2004) INSAH www.cilss.org (Annual report 2002-2003)

Le evidenze Extra-strength weather The decline of winter Shifts in the natural world

Le Domande Esiste il riscaldamento globale ? Il riscaldamento globale puo’ essere attribuito alle attivita’ umane ? Quali attivita’ umane contribuiscono ai cambiamenti globali? E’ possibile determinare la provenienza dei gas ad effetto serra in atmosfera? Quali cambiamenti climatici sono previsti ? Quanto affidabili sono queste previsioni ? Gli eventi climatici estremi fanno parte dei cambiamenti climatici Perche’ le emissioni di gas serra sono cosi’ importanti se il vapore acqueo e’ il principale gas responsabile del fenomeno ? Perche’ preoccuparsi dell’ aumento di pochi gradi centigradi ? Perche’ gli ecosistemi non possono semplicemente adattarsi

La Terra: un sistema integrato Source: Petit et al (1999) Nature 399: 429-436 The 420000 year Vostok ice core record showing the regular pattern of atmospheric CO2 and CH4 concentrations and inferred temperature through 4 glacial-interglacial cycles. The upper and lower bounds of all 3 variables are tightly constrained. These features are typical of a self-regulating system. For more information see IGBP Science Series no 4. (online at www.igbp.kva.se - Products)

La nostra era: “ANTROPOCENE” Le attività antropiche oggi influenzano fortemente il Sistema Terra I cambiamenti indotti da queste attività sono molteplici, complessi, interagenti, spesso con tassi esponenziali e rilevanza globale!

A partire dall’era industriale le attività antropiche hanno alterato la composizione dell’ atmosfera

La temperatura superficiale della Terra è aumentata in media di 0,6°C negli ultimi 100 anni SPM 1a

Le temperature attuali sono le più alte degli ultimi 1000 anni!

Il riscaldamento si è verificato sia sulle terre emerse che sugli oceani

L’andamento delle precipitazioni si è modificato

Il livello dei mari si è innalzato in media di 10-20 cm, ed è aumentato il contenuto di calore dell’acqua

Il ciclo del carbonio - 1990s Gt C and Gt C y-1 Atmosfera 3.2 Fanno aumetare i gas serra 63 750 6.3 Combustibili fossili About 16,000 60 1.6 Piante 500 Emissioni … Suoli 2000 91.7 90 … e deforestazione Oceans Il protocollo di Kyoto si propone di ridurre le emissioni nette di 0.3 Gt C y-1 rispetto al 1990 39,000 5

Cambiamenti Globali: molto più che solo ”climate change” Cambiamenti a scala globale che influenzano il funzionamento del sistema Terra Cambiamenti naturali ed antropogenici Socio-economici così come biofisici U.S. Bureau of the Census Goldewijk and Battjes (1997) Richards (1991), WRI (1990) Per esempio, cambiamenti della: Reid & Miller (1989) FAO Popolazione Utilizzo del territori Estensione delle foreste Biodiversità Sfruttamento delle popolazioni Authors, please select example graphs which are appropriate for your presentation. NOTE: More graphs (Climate, Land Cover, Notrous oxide and Overfishing) are available in the ’Extra Slides’ file. Sources: Nitrogen: Vitousek PM (1994) Beyond global warming: Ecology and global change. Ecology 75: 1861-1876 Species Extinction Reid WVC, Miller KR (1989) The scientific basis for the conservation of biodiversity. World Resources Institute, Washington DC. Note: temperature graph shows temperature anomaly of global average temperature from the 1960-91 mean.

E ancora: Fissazione dell’azoto Azoto nelle zone costiere Vitousek (1994) E ancora: Fissazione dell’azoto Azoto nelle zone costiere Emissioni di N2O Ozono stratosferico Mackenzie et al (2002) NASA IPCC Authors, please select example graphs which are appropriate for your presentation. NOTE: More graphs (Climate, Land Cover, Notrous oxide and Overfishing) are available in the ’Global Change Graphs’ file, available on web. Sources: CO2 NOAA Ozone Data from NASA Goddard Space Flight Center Human Population International Database, U.S. Bureau of the Census Nitrogen Flux to the Coastal Zone Mackenzie FT, Ver LM, Lerman A (2002) Century-scale Nitrogen and Phosphorus Controls of the Carbon Cycle. Chemical Geology, Vol.190. Loss of Tropical Rainforest and Woodland Data taken from Richards JF (1991) Land transformation. In: Turner BL, Clark WC, Kates RW, Richards JF, Matthews JT, and Meyers WT (Eds). The Earth as transformed by human action: Global and regional changes in Biosphere over the last 300 years. New York, Cambridge University Press. pp.163-178. World Resources Institute (1990) Forest and Rangelands. In: A Guide to the Global Environment. Washington, DC. WRI. pp.101-120.

Fattori antropici ”drivers” di cambiamenti Componente trasformato Fattore di cambiamento diretto Motivo principe Terre Disboscamento, pratiche agricole, abbandono Richiesta di cibo, ricreazione, altri beni e consumi Atmosfera Combustione dei combustibili fossili, cambiamenti d’uso del territorio, incendi di biomasse, industria Richiesta di mobilità, consumo dei prodotti e cibo Acqua Dighe, irregimentazione dei corsi d’acqua, trattamenti delle acque reflue, pratiche di gestione Richiesta d’acqua, diretta e per irrigazione. Consumo. Ambienti costieri e Mari Depauperamento delle acque di falda, conversione delle terre, intensificazione della pesca, costruzioni costiere, urbanizzazione, trattamento delle acque Richiesta di spazi ricreazionali, stili di vita, cibo, impiego. Biodiversità Deforestazione, trasformazione degli ecosistemi naturali, introduzione di specie aliene Richiesta di cibo, benessere, amenità di paesaggio

Fattori antropici e naturali

Fattori antropici e naturali Non è facile individuare i fattori antropici di cambiamento ed attribuire le relazioni di causa-effetto. Spesso essi si aggiungono ed interagiscono con quelli naturali. E’ quindi indispensabile individuarli e quantificarne l’intensità. I fattori antropogenici in alcuni casi possono superare per intensità quelli naturali!!

Ripercussione del cambiamento I cambiamenti antropici del sistema Terra non agiscono con un legame di tipo causa-effetto. Un singolo cambiamento (i.e. d’uso del territorio) può generare un vasto numero di risposte ecosistemiche, con un effetto cascata sul sistema Terra. A loro volta questi effetti spesso interagiscono con la variabilità naturale, innescando meccanismi di feedback che inducono altri cambiamenti

Global Temperature (°C) IPCC Projections 2100 AD 2 4 3 5 6 1 Global Temperature (°C) Il futuro? 0.5 1 -0.5 N.H. Temperature (°C) 1000 1500 2000 Sources: Mann et al (1999) Northern Hemisphere temperatures during the past millennium: inferences, uncertainties, and limitations. Geophys. Res. Lett. 26: 759-762 IPCC (2000) Third Assessment Report. Mann et al (1999) and IPCC 2000

Si prevede che la temperatura globale superficiale continuerà ad aumentare per tutto il XXI secolo

Ci si attende un riscaldamento maggiore sulle terre emerse che sulle superfici oceaniche, in modo particolare alle alte latitudini Cambiamento della temperatura media annua per il periodo 2071 - 2100 con riferimento al 1990: Media globale nel 2085 = + 3.1oC

Le precipitazioni aumenteranno in alcune aree del globo mentre diminuiranno in altre: complessivamente ci si attende un aumento! Cambiamento della precipitazione media annua: Periodo compreso dal 2071 al 2100 con riferimento al 1990

Scenario per il Bangladesh E’ previsto un innalzamento del livello medio del mare dai 9 agli 88 cm per il 2100, ma con forti differenziazioni a carattere regionale. Adapted from Milliman et al. (1989).

Solo in poche regioni aride è previsto un aumento della disponibilità idrica, mentre nella maggior parte questa diminuirà

La produzione agricola aumenterà in alcune regioni delle medie latitudini, mentre diminuirà nelle regioni tropicali e sub-tropicali 2020 2050 2080

La circolazione termoalina potrebbe essere alterata

Frequenza, tempo di permanenza e magnitudo degli eventi El-Nino sono aumentati negli ultimi 20 anni El Niño years La Niña years I fenomeni El-Nino generano inondazioni e siccità nelle regioni tropicali e subtropicali

Vivere nel Cambiamento Globale Quanto possono i cambiamenti globali influenzare la vita dell’umanità? Potrà l’umanità in futuro approvvigionarsi delle quantità necessarie di acqua e cibo? Quanto i cambiamenti globali stanno compromettendo la stabilità del sistema Terra?

Gli impatti sui sistemi ecologici e socioeconomici è prevedibile che siano in maggior misura a carattere dannoso che benefico

Sistemi antropici Sensibili Risorse idriche Agricoltura, foreste, pesca Insediamenti umani Industria, energia, Servizi finanziari Vulnerabili Sicurezza alimentare e delle acque Reddito e sopravvivenza Salute umana Infrastrutture

I sistemi naturali così come quelli antropici sono vulnerabili ai cambiamenti globali ed alcuni ne saranno danneggiati in modo irreversibile

La produzione di cibo deve raddoppiare per soddisfare i bisogni di altri 3 miliardi di persone nei prossimi 30 anni Si prevede che i cambiamenti globali diminuiranno la produttività agricola nelle regioni tropicali e sub-tropicali

I cambiamenti globali ridurranno la disponibilità idrica in molte regioni aride e semi-aride Water Services Un terzo della popolazione mondiale è attualmente soggetta a scarsezza di risorse idriche, e se ne prevede un raddoppio nel prossimo secolo

Il legno è l’unico combustibile disponibile per un terzo della popolazione mondiale La richiesta di legno raddoppierà per i prossimi 50 anni! I cambiamenti globali aumenteranno la produttività delle foreste, ma la loro superficie è in diminuzione, e la gestione diventerà più difficile a causa di un incremento degli organismi nocivi e degli incendi

Si stima che il 10-15% delle specie nel mondo potranno estinguersinei prossimi 30 anni La Biodiversità è alla base di tutti i beni e servizi offerti dai sistemi ecologici I cambiamenti globali potrebbero aumentare il rischio di perdita di biodiversità

Produzione di cibo e fibre Fornitura di acque pulite Campi agricoli Zone costiere Foreste Acque interne Praterie Produzione di cibo e fibre Fornitura di acque pulite Conservazione della biodiversità Salvaguardia della salute umana Ricircolo di Carbonio, Azoto, Fosforo I cambiamenti globali influenzeranno la capacità dei sistemi di fornire beni e servizi essenziali all’uomo ed alla vita

E’ necessario adottare urgentemente modalità di gestione sostenibile Terra incognita ? I cambiamenti antropogenici stanno portando la Terra oltre i suoi limiti naturali. E’ necessario adottare urgentemente modalità di gestione sostenibile

La scienza del sistema Terra La sfida di capire una Terra in cambiamento richiede una nuova scienza sistemica. Questo nuovo approccio dovrà conservare i convenzionali strumenti di indagine e svilupparne nuovi per integrare i livelli di studio fra le scienze sociali e quelle naturali La “scienza del sistema Terra” è la chiave per implementare qualsiasi approccio finalizzato ad una buona gestione del pianeta Terra

Le riposte internazionali The United Nations General Assembly established the Intergovernmental Panel of Climate Change (IPCC) to advise the world on the potential for climate change, its physical consequences, and the likely effects of various responses.  One of the central questions is the cost effectiveness of strategies aimed at reducing greenhouse gases to stave off climate change versus strategies that assist humankind to adjust to the new conditions.  The answers, of course, are too full of uncertainties to command authority.  What is clear from most assessments is that there will be winners and losers; some areas of the world will benefit from climate change and others will suffer negative impacts.  Given the regional differences in environmental changes that are projected and the regional differences in the ability to adjust (e.g., developed vs. less developed parts of the world), the regions of the world already suffering from poverty and other problems (in other words, those areas that are most vulnerable) seem the most likely to bear the brunt of climate change impacts.

Kyoto Protocol (1997)

Final National Ratification (2002) Most of the developed and undeveloped countries ratified the Kyoto protocol (big exception USA) in 2001-2002 Rio and the following summits produced interesting sets of alliances and agendas among countries.  At least three major groupings emerged:  the developing South, the industrialized North, and the “energy” export countries.  The North-South distinction refers to the prevalence of developed countries in the northern hemisphere (primarily north of 30o latitude), and developing countries in the southern hemisphere.  Classification is based on a “Human Development Index” (HDI) created by the United Nations.  The HDI combines three indicators of economic development:  per capita purchasing power, life expectancy at birth, and literacy rate.  The minimum for each of the indicators was set at the lowest level observed in any country.  The maximum levels were 100% for literacy, the maximum observed life expectancy in any country, and the official poverty level in nine relatively developed countries.

Alliances ? The perspective of the developing South, which has the least ability fiscally to adapt, is that climate change is a problem that has been produced by the industrialized North.  High levels of production and consumption in developed countries have contributed the highest amounts of greenhouse gases to the atmosphere, and therefore those countries should take the first steps on reducing emissions.  The countries of the North, however, are not interested in efforts to reduce emissions that will affect their economies, and their populations are not keen on reducing consumption habits.     The countries of the industrialized North recognize their role to date in greenhouse gas emissions and have the greatest ability not only to reduce these emissions but to adapt to climate change.  Reducing greenhouse gases, however, has enormous consequences for the economies of the North.  No country wants to agree to policies that will negatively affect their own industrial base.  For this reason, the North is more likely to point to population increases in the South as the larger problem because the exponential population growth there makes the development transition more difficult (although this claim is disputed by some).     Energy exporting countries have not favored the convention to reduce greenhouse gases because to do so would, they believe, drive down the use of fossil fuel energy and negatively affect their own economies.

In Sintesi Climate Change Science The greenhouse effect and the carbon cycle Current evidence of climate change Future effects The Intergovermental Panel on Climate Change What can be done Reducing emissions Expanding forests Changing lifestyles and rules Coping United Nations Framework Convention on Climate Change United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) The Rio Conventions The Kyoto Protocol Emissions trading Clean development mechanism Joint implementation

Lo sviluppo sostenibile Sostenibilita’ ecologica: sviluppare alternative alle attuali attivita’ antropiche ad alto impatto: agricoltura, sviluppo urbano,trasporti economia,… Sostenibilita’ tecnologica: i problemi ambientali hanno una soluzione teconologia o economica. “Soddisfare il fabbisogno attuale senza compromettere quello futuro” (WCED)

Sostenibilita’ ecologica (D.W.Orr) La capacita’ umana di comprendere e gestire ha dei limiti Un mondo sostenibile puo essere ridisegnato solo dal basso verso l’ alto La “tradizione” culturale ha un ruolo fondamentale La vera essenza dell’evoluzione e’ codificata nella natura stessa.

Grazie per l’ attenzione