IL CLIMA CHE CAMBIA: Evidenze e Scenari Futuri.

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1 IL CLIMA CHE CAMBIA: Evidenze e Scenari Futuri enrico.scoccimarro@ingv.it

2 Il CLIMA CHE CAMBIA: EVIDENZE E SCENARI FUTURI OUTLINE - Cosa e il clima - Cosa sono i cambiamenti climatici - Evidenze di cambiamento climatico nel clima presente - Scenari di cambiamento climatico futuro enrico.scoccimarro@ingv.it

3 Meteo o Clima? Il TEMPO METEOROLOGICO è lo stato dell'atmosfera in un dato momento e in un certo luogo. Come sarà il tempo domani a...? è la domanda che ci poniamo prima di fare una gita... Il CLIMA rappresenta le condizioni medie di una certa zona (temperatura, precipitazioni, umidità, vento, etc.) considerando un arco di tempo più lungo (30 anni).

4 The Climate Machine H2O CH4 CO2 Solar Radiation Earth Radiation N2 O2

5 Energy radiates from the earth surface Radiation from the sun warms the earth s surface Energy radiates from the atmosphere Greenhouse gases are being warmed by the radiation from earth With Without greenhouse gases: -18 degrees! +15 degrees!

6 Come il sole riscalda il pianeta terra

7 I sistemi di ridistribuzione del calore tra le basse e le alte latitudini La circolazione atmosferica La circolazione oceanica rosso = caldo e superficiale blu = freddo e profondo

8 I climi della Terra

9 Cosa sono i cambiamenti climatici? CAMBIAMENTO CLIMATICO si riferisce ad una variazione significativa sia dello stato medio che della variabilità del clima che persista per un tempo lungo (circa 30 anni). Il clima della Terra è cambiato, in genere su scale temporali molto lunghe, dalle centinaia alle migliaia di anni, ma ci sono anche prove di cambiamenti più improvvisi.

10 Cause dei Cambiamenti Climatici Cause esterne Attivita solare orbita terrestre meteoriti Cause interne Natural Cause interne Anthropogenic Feedback Eruzioni vulcaniche Emissioni di gas naturale Particelle/Nuvole Cambiamenti alla superficie della terra

11 Why unprecedented perturbation? CO2 concentration today: parts per million (ppm) Climate Variability and Change Fall School on "Modeling CC Impacts on Water and Crops at Different Scales, Novemb

12 Fate of Anthropogenic CO2 Emissions (10y average) 1.1±0.7 PgC y-1 4.1±0.1 PgC y-1 47% 7.7±0.5 PgC y PgC y-1 27% Calculated as the residual of all other flux components 26% 2.3±0.4 PgC y-1 Average of 5 models Global Carbon Project 2010; Updated from Le Quéré et al. 2009, Nature Geoscience; Canadell et al. 2007, PNAS

13 Variazioni nella temperatura superficiale Temperature change difference ( ) - ( ): +0,76 ± 0,19 C

14 Variazioni nell estensione del ghiaccio Artico

15 Variazioni nell estensione dei ghiacciai Ghiacciaio della Vedretta di Vallelunga

16 Variazioni dell altezza del livello del mare

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18 Il modello numerico di simulazione del Sistema Terra Ocean biogeochemical proces Land biogeochemical processes

19 Scenari di emissione futuri: tanti e diversi, in base all impegno che porremo nel ridurre le emissioni antropiche di gas serra. CO2 Anomalia di temperatura rispetto al periodo storico [oc]

20 Proiezioni della Temperatura Massima in ITALIA Rosso: Scenario piu catastrofico (se non ci impegnamo) Blu: Scenario pu moderato (se ci impegnamo ad emettere meno)

21 PROIEZIONE DELLA PRECIPITAZIONE X LA FINE DEL SECOLO (2061:2100 rispetto a 1996:2005) Intensa (90p) Estrema (99p) Inverno DJF Media % [variazione %] Ref: - Scoccimarro E. et al. 2016: Heavy precipitation events over Europe: future projections. Regional Environmental Change, DOI: /s y - Scoccimarro E., et al., 2015: Projected changes in intense precipitation over Europe at the daily and sub-daily time scales Journal of Climate, DOI: /JCLI-D Scoccimarro E. et al. 2013: Heavy precipitation events in a warmer climate: results from CMIP5 models. Journal of Climate, DOI: /JCLI-D DJF 99p proj in a very high (14 km) regional climate model (COSMO-CLM) Risultati ottenuti tramite l utilizzo di modelli climatici di Circolazione Generale e Modelli Regionali.

22 DOMANDE!! IL CLIMA CHE CAMBIA: Evidenze e Scenari Futuri enrico.scoccimarro@ingv.it

23 La Fondazione CMCC: Centro euro-mediterraneo sui Cambiamenti Climatici Missione del CMCC: realizzare studi e modelli del nostro sistema climatico e delle sue interazioni con la società per garantire risultati affidabili, tempestivi e rigorosi al fine di stimolare una crescita sostenibile, proteggere l ambiente e sviluppare, nel contesto dei cambiamenti climatici, politiche di adattamento e mitigazione fondate su conoscenze scientifiche.

24 URAGANI e TIFONI in un clima piu caldo: Meno frequenti ma piu intensi (venti + forti e precipitazioni + abbondanti )

25 CLIMA = media sul lungo periodo (30 anni!) delle condizioni METEO

26 L accordo in pillole Obiettivo: mantenere l innalzamento della temperatura sotto i 2 e guidare gli sforzi per limitare l innalzamento della temperatura fino a 1,5 al di sopra dei livelli pre-industriali. Ogni 5 anni si terrà uno stocktake globale per fare il punto sui progressi collettivi verso l obiettivo di lungo termine. Adattamento: E stato stabilito un goal globale per aumentare la capacità di adattarsi, aumentare resilienza e ridurre vulnerabilità ai cambiamenti climatici; Tutti i paesi si devono impegnare ad implementare piani ed azioni di adattamento; i paesi in via di sviluppo riceveranno supporto internazionale; Loss and damage: Si riconosce l importanza di Mitigazione: Ogni Paese deve preparare, comunicare e mantenere successivi contributi nazionali di mitigazione con l obbligo di perseguire misure domestiche per la loro attuazione (ogni 5 anni). L'accordo di Parigi prevede un Comitato di facilitazione e controllo che monitorerà gli sforzi dei Paesi, e li assisterà, se necessario, nell'attuazione degli impegni. Carbon Markets: Include provvidimento per l utilizzo di meccanismi di mercato/ carbon trading Foreste e Agricoltura: L accordo incoraggia le parti ad attuare azioni di protezione e gestione sostenibile delle foreste come strumento di mitigazione ed adattamento, utilizzando gli strumenti già disponibili nella Convenzione, come il REDD+ (riduzione della deforestazione, degrado e promozione della gestione sostenibile nei paesi in via di sviluppo). Finanza: Continua l obbligo per i paesi sviluppati a mobilizzare risorse, sia pubbliche che privatefino al 2025, per aiutare i paesi in via di sviluppo a ridurre le proprie emissioni, per adattarsi ai cambiamenti climatici, e accrescere le proprie competenze nel lungo periodo. Capacity Building: Rafforzare e proseguire le attività di capacity building per i paesi in via di sviluppo; Technology: Viene promossa l innovazione tecnologica per fornire una risposta globale a lungo termine per i cambiamenti climatici, la crescita economica e lo sviluppo sostenibile 26

27 La Conferenza di Parigi sui cambiamenti climatici, COP 21 si è tenuta a Parigi, Francia, dal 30 novembre al 12 dicembre del È stata la 21ª sessione annuale della conferenza delle parti della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC) del 1992 La conferenza ha negoziato l'accordo di Parigi, un accordo globale sulla riduzione dei cambiamenti climatici, il cui testo ha rappresentato un consenso dei rappresentanti delle 196 parti partecipanti. L'accordo e giuridicamente vincolante, E ratificato da 55 paesi che insieme rappresentano almeno il 55% delle emissioni globali di gas serra. Le parti hanno firmato l'accordo a New York in Aprile 2016.

28 DOMANDE!!!!! Picture by Paola Secco

29 The global carbon cycle Ocean uptake (model estimat Land uptake (derived by difference) Atmospheric growth rate (observations Canadell et al., 2007

30 Evoluzione dal 1979 ad oggi del volume del ghiaccio Artico

31 Earth System experiments

32 IMPATTI

33 IMPATTI

34 IMPATTI

35 COSA POSSIAMO FARE??!! (video realizzato da Luca Lombroso

36 Il cambiamento climatico in corso ha portato a: AUMENTO: DIMINUZIONE: (dal pre-1970) 1) Temperature superficiali globali ico 2) Temperature della troposfera 3) Temperature globali degli oceani 4) Livello globale dei mari uragani/tifoni 5) Vapor acqueo 6) Intensità delle piogge 7) Onde di calore 8) Siccità 9) Estremi di alta temperatura 10) Intensità degli uragani/tifoni 11) Estremi di precipitazione 1) ghiaccio marino Art 2) ghiacciai 3) temperature bass 4) numero di

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39 CAMBIAMENTI CLIMATICI: un emergenza planetaria Enrico Scoccimarro, INGV CMCC Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia enrico.scoccimarro@bo.ingv.it

40 La circolazione oceanica

41 IPCC 4th Assessment Report (AR4, 2007) Global atmospheric concentrations of carbon dioxide, methane and nitrous oxide have increased markedly as a result of human activities since 1750 and now far exceed pre-industrial values determined from ice cores spanning many thousands of years. The global increases in carbon dioxide concentration are due primarily to fossil fuel use and land use change, while those of methane and nitrous oxide are primarily due to agriculture (WG1 SPM) Warming of the climate system is unequivocal, as is now evident from observations of increases in global average air and ocean temperatures, widespread melting of snow and ice, and rising global average sea level (WG1 SPM) From new estimates of the combined anthropogenic forcing due to greenhouse gases, aerosols and land surface changes, it is extremely likely that human activities have exerted a substantial net warming influence on climate since (WG1-TS6.1)

42 IPCC 5th Assessment Report (AR5, 2013) 1/5 Warming of the climate system is unequivocal, and since the 1950s, many of the observed changes are unprecedented over decades to millennia. The atmosphere and ocean have warmed, the amounts of snow and ice have diminished, sea level has risen, and the concentrations of greenhouse gases have increased. Each of the last three decades has been successively warmer at the Earth s surface than any preceding decade since In the Northern Hemisphere, was likely the warmest 30-year period of the last 1400 years. Ocean warming dominates the increase in energy stored in the climate system, accounting for more than 90% of the energy accumulated between 1971 and 2010 (high confidence). It is virtually certain that the upper ocean (0 700 m) warmed from 1971 to 2010, and it likely warmed between the 1870s and 1971.

43 IPCC 5th Assessment Report (AR5, 2013) 2/5 Over the last two decades, the Greenland and Antarctic ice sheets have been losing mass, glaciers have continued to shrink almost worldwide, and Arctic sea ice and Northern Hemisphere spring snow cover have continued to decrease in extent (high confidence). The rate of sea level rise since the mid-19th century has been larger than the mean rate during the previous two millennia (high confidence). Over the period , global mean sea level rose by 0.19 [0.17 to 0.21] m. The atmospheric concentrations of carbon dioxide (CO2), methane, and nitrous oxide have increased to levels unprecedented in at least the last 800,000 years. CO2 concentrations have increased by 40% since pre-industrial times, primarily from fossil fuel emissions and secondarily from net land use change emissions. The ocean has absorbed about 30% of the emitted anthropogenic carbon dioxide, causing ocean acidification.

44 IPCC 5th Assessment Report (AR5, 2013) 3/5 Human influence on the climate system is clear. This is evident from the increasing greenhouse gas concentrations in the atmosphere, positive radiative forcing, observed warming, and understanding of the climate system. Climate models have improved since the AR4. Models reproduce observed continental-scale surface temperature patterns and trends over many decades, including the more rapid warming since the mid-20th century and the cooling immediately following large volcanic eruptions (very high confidence). Observational and model studies of temperature change, climate feedbacks and changes in the Earth s energy budget together provide confidence in the magnitude of global warming in response to past and future forcing.

45 IPCC 5th Assessment Report (AR5, 2013) 4/5 Human influence has been detected in warming of the atmosphere and the ocean This evidence for human influence has grown since AR4. It is extremely likely that human influence has been the dominant cause of the observed warming since the mid-20th century. Continued emissions of greenhouse gases will cause further warming and changes in all components of the climate system. Limiting climate change will require substantial and sustained reductions of greenhouse gas emissions. Global surface temperature change for the end of the 21st century is likely to exceed 1.5 C relative to 1850 to 1900 for all RCP scenarios except RCP2.6. It is likely to exceed 2 C for RCP6.0 and RCP8.5, and more likely than not to exceed 2 C for RCP4.5. Warming will continue beyond 2100 under all RCP scenarios except RCP2.6. Warming will continue to exhibit interannual-to- decadal variability and will not be regionally uniform.

46 IPCC 5th Assessment Report (AR5, 2013) 5/5 Changes in the global water cycle in response to the warming over the 21st century will not be uniform. The contrast in precipitation between wet and dry regions and between wet and dry seasons will increase, although there may be regional exceptions. The global ocean will continue to warm during the 21st century. Heat will penetrate from the surface to the deep ocean and affect ocean circulation. It is very likely that the Arctic sea ice cover will continue to shrink and thin as global mean surface temperature rises. Global glacier volume will further decrease. Global mean sea level will continue to rise during the 21st century. Under all RCP scenarios the rate of sea level rise will very likely exceed that observed during due to increased ocean warming and increased loss of mass from glaciers and ice sheets. Most aspects of climate change will persist for many centuries even if emissions of CO2 are stopped. This represents a substantial multi-century climate change commitment created by past, present and future emissions of CO2.

47 La Circolazione Generale INGV - Istiituto Nazionalledi Geofisica a evulcanolog gia - Italy Hadley (1735) Bergeron (1928) Ferrel (1856) Le differenti teorie della Circolazione Generale da quella piu antica di Hadley(1735) alla visione moderna di Bergeron (1928)

48 Hadley Ci l ti Circulation

49 Climatologia

50 GLOBALMENTE: Fonte: State of the Climate Global Analysis Annual 2010(NOAANCDC)

51 TEMPERATURA SUPERFICIALE NELL EMISFERO NORD Presente Periodo caldo medievale 1) Ultimi 1300 anni: 12 Ricostruzioni di T con multiple climate proxy 2) : misure strumentali (linea nera) Fonte: WGI-AR4-IPCC (2007)

52 ANTARTIDE: si sta riscaldando: : Trend di T atm media annuale in C/decennio Fonte: Steig et al., Nature (2009)

53 Proiezioni future della precipitazione (AR4) Precipitation intensity = total precipitation / wet days IPCC WG1-AR4, Figure 10.18

54 Variazione delle precipitazioni (pioggia) sulla regione Emilia Romagna nel periodo

55 Il riscaldamento globale è terminato nel 1998 e ora si ha un raffreddamento Gli scettici

56 Le stagioni astronomiche

57 Il cambiamento climatico continua o T media globale superficiale (misurata da termometri) cresciuta di circa 0.06 C/decennio, 0.06 C/decennio ma negli ultimi 30 anni questo trend è circa 0.16 C/decennio. o Però negli ultimi anni le temperature sono cresciute più lentamente (a causa di alcuni episodi di La Nina) o Questo non significa che il prossimo anno sarà necessariamente più caldo di questo, ma che il TREND A LUNGO TERMINE è di CRESCITA DI