Impatti, mitigazione e adattamento: una scommessa globale sul clima che verrà Sulla gestione adattativa delle risorse idriche ai cambiamenti climatici

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1 Impatti, mitigazione e adattamento: una scommessa globale sul clima che verrà Sulla gestione adattativa delle risorse idriche ai cambiamenti climatici Michele Vurro, Ivan Portoghese e Emanuela Bruno Istituto di Ricerca Sulle Acque del CNR michele.vurro@ba.irsa.cnr.it

2 Che cos è l Adattamento Mitigation Riduzione del nostro impatto sul clima Questa rappresenta la risposta con Causation cui lottare Human action al cambiamenti Climate Change climatici Impacts Riduzione dell impatto del clima su di noi Adaptation

3 Background 1 Il Congresso americano aveva richiesto al National Research Council di produrre documentazione che potesse dare indicazioni sui cambiamenti globali rispondendo alle seguenti domande: 1. Quali azioni a breve termine possono essere intraprese per rispondere efficacemente ai cambiamenti climatici? 2. Quali promettenti strategie a lungo termine, investimenti e opportunità potrebbero essere perseguiti per rispondere ai cambiamenti climatici? 3. Quali i grandi progressi scientifici e tecnologici necessari per comprendere meglio e rispondere ai cambiamenti climatici? 4. Quali sono i principali ostacoli (pratici, istituzionali, economici, etici, ecc) per rispondere efficacemente ai cambiamenti climatici, e cosa si può fare per superare questi impedimenti? From: National Research Council: America s Climate Choices: Panel on Adapting to the Impacts of Climate Change, National Academies Press, Washington D:C., 2010.

4 Background 2 Il National Research Council ha formato 4 panel su: 1. Mitigare i cambiamenti climatici futuri, ossia descrivere, analizzare e valutare le strategie per ridurre l influenza umana sul clima futuro. 2. Adattarsi agli impatti del cambiamento climatico, ossia descrivere, analizzare e valutare le azioni e le strategie per ridurre la vulnerabilità, l'aumento delle capacità adattative e migliorare la resilienza. 3. Migliorare la conoscenze scientifiche sui mutamenti climatici, ossia migliorare la comprensione del sistema integrato uomo-clima ed elaborare le risposte più efficaci. 4. Descrivere e valutare le diverse attività, prodotti, strategie e strumenti per informare i decisori sul cambiamento climatico e aiutarli a pianificare ed eseguire efficaci, risposte integrate. From: National Research Council: America s Climate Choices: Panel on Adapting to the Impacts of Climate Change, National Academies Press, Washington D:C., 2010.

5 America's Climate Choices.1 Adaptation is still in its infancy. ha detto Thomas Willbanks,, responsabile del panel sull Adapting to the impacts of Climate Change dell U.S. National Research Council. Ha aggiunto Support for adaptation research has only emerged in a significant way in recent years

6 Riflessioni sull adattamento.1 1. L'adattamento richiede un nuovo paradigma che considera una serie di possibili condizioni climatiche future e impatti associati, alcuni ben al di fuori del regno delle esperienze passate. 2. L'adattamento è un processo che richiede azioni concertate con molti decisori politici presenti nei governi statali e locali, con il settore privato, con organizzazioni non governative e gruppi comunitari. 3. Gli sforzi sull adattamento sono ostacolati dalla mancanza di informazioni solide sui vantaggi, i costi e l'efficacia delle varie opzioni di adattamento, dalle incertezze sugli impatti climatici a scala necessaria per il processo decisionale, e da una mancanza di coordinamento.

7 Cambiamenti previsti nel Ciclo dell Acqua NOAA/NCDC

8 Cambiamenti previsti nel deflusso di fiume dominato dallo scioglimento delle nevi Rispetto alla serie storica, si prevede un passaggio anticipato in primavera del picco primaverile, i deflussi di fine estate dovrebbero essere inferiori. L'esempio è simulato per il Green River, che fa parte del bacino imbrifero del fiume Colorado. From: Christensen, et al.,the effects of climate change on the hydrology and water resources of the Colorado River basin. Climatic Change, 62(1-3), 2004,

9 Riflessioni sull adattamento.2 1. L'adattamento richiede un nuovo paradigma che considera una serie di possibili condizioni climatiche future e impatti associati, alcuni ben al di fuori del regno delle esperienze passate. 2. L'adattamento è un processo che richiede azioni concertate con molti decisori politici presenti nei governi statali e locali, con il settore privato, con organizzazioni non governative e gruppi comunitari. 3. Gli sforzi sull adattamento sono ostacolati dalla mancanza di informazioni solide sui vantaggi, i costi e l'efficacia delle varie opzioni di adattamento, dalle incertezze sugli impatti climatici a scala necessaria per il processo decisionale, e da una mancanza di coordinamento.

10 Come definire Strategie sull Adattamento From: National Research Council: America s Climate Choices: Panel on Adapting to the Impacts of Climate Change, National Academies Press, Washington D:C., 2010.

11 Riflessioni sull adattamento.3 1. L'adattamento richiede un nuovo paradigma che considera una serie di possibili condizioni climatiche future e impatti associati, alcuni ben al di fuori del regno delle esperienze passate. 2. L'adattamento è un processo che richiede azioni concertate con molti decisori politici presenti nei governi statali e locali, con il settore privato, con organizzazioni non governative e gruppi comunitari. 3. Gli sforzi sull adattamento sono ostacolati dalla mancanza di informazioni solide sui vantaggi, i costi e l'efficacia delle varie opzioni di adattamento, dalle incertezze sugli impatti climatici a scala necessaria per il processo decisionale, e da una mancanza di coordinamento.

12 Valutazione del rischio di CC in fase di pianificazione dell adattamento. Approccio top-down (guidato dallo scenario) Esperienza dell UK è quella di investire sforzi e tempo nel formare le comunità per discernere gli scenari ed i tools appropriati. From: Wilby R & Dessai S.: Robust adapotation to climate change, RMetS, vol 65, n.7, , 2010.

13 Valutazione del rischio di CC in fase di pianificazione dell adattamento. Metodi bottom-up che si basano sulla riduzione della vulnerabilità Sono necessarie lunghe serie di osservazioni per definire Si concentrano grandezza sulla e frequenza riduzione della dell evento vulnerabilità, estremo, considerando associando la le variabilità conseguenze del clima ambientali passato e presente e sociali a provocate seguito di dal fenomeno. un evento estremo o di calamità

14 Valutazione del rischio di CC in fase di pianificazione dell adattamento. L accoppiamento di tali approcci è la strada per una ottimale pianificazione delle strategie di adattamento Evitare la non attivazione di strategie Evitare le azioni di maladaptation

15 Esempio di misure low regret UK Climate Projections (UKCP09) From: Wilby R & Dessai S.: Robust adapotation to climate change, RMetS, vol 65, n.7, , 2010.

16 PROIEZIONI PER LE RISORSE IDRICHE Caso di studio 3: La sorgente di Cassano Irpino Karst system of Picentini Mountains (400 km 2, elevation1800m) Water resources stressed by irrigation demand Supplying of most important aqueducts of Campania and Puglia regions Geological setting: Calcareous soil (Cretaceus) with smaller areas of Arenaceus soil (Oligocene Miocene) Hydrological features Mean annual rainfall: 1450 mm Mean annual discharge: 2.8 m 3 /s 16

17 PROIEZIONI PER LE RISORSE IDRICHE Caso di studio 3: Modello idrologico non-lineare Modellazione della portata della sorgente Equazione di bilancio V(t+1)= V(t)+ A * Peff (t+1)-q (t)* t Evapotraspirazione potenziale usando Thornthwaite q (t) = k V α (t-1) V (t+1) and q (t+1) volume and portata del mese da analizzare V (t) and q (t) volume and portata del mese calcolato A area di ricarica Peff (t+1) precipitatione effettiva (P-ETp) del mese da analizzare of month following analyzed month ETp = 16b (j) (10t (j) / I) α 17

18 PROIEZIONI PER LE RISORSE IDRICHE Caso di studio 3: Modello idrologico non-lineare Calibrazione: : Recharge area K α (km 2 ) Validazione : Monthly mean uncertainty (percent error) of hydrological model related to period Spring discharge (l/s) Spring discharge (l/s) Spring discharge (l/s) Spring discharge (l/s) Observation Simulation Observation Simulation /1/81 1/1/82 1/1/83 1/1/84 1/1/85 1/1/86 1/1/81 1/1/82 1/1/83 1/1/84 1/1/85 1/1/86 Spring discharge (l/s) Spring discharge (l/s) Total Precipitation Effective Total Precipitation Precipitation Discharge-simulation Effective Precipitation Discharge-observation Discharge-simulation Discharge-observation Observation Observation Simulation Simulation 300 1/1/70 1/1/70 1/1/71 1/1/71 1/1/72 1/1/72 1/1/73 1/1/73 1/1/74 1/1/74 1/1/75 1/1/75 1/1/76 1/1/76 1/1/77 1/1/77 1/1/78 1/1/78 1/1/79 1/1/79 1/1/80 1/1/80 1/1/81 1/1/81 1/1/82 1/1/82 1/1/83 1/1/83 1/1/84 1/1/84 1/1/85 1/1/85 1/1/86 1/1/86 1/1/87 1/1/87 1/1/88 1/1/88 1/1/89 1/1/89 1/1/90 1/1/90 1/1/91 1/1/91 1/1/92 1/1/92 1/1/93 1/1/93 1/1/94 1/1/94 1/1/95 1/1/95 1/1/96 1/1/96 1/1/97 1/1/97 1/1/98 1/1/98 1/1/99 1/1/99 Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Precipitation (mm) Precipitation (mm) 18 From RACCM, 2011

19 PROIEZIONI PER LE RISORSE IDRICHE Caso di studio 3: impatto sulla sorgente Spring discharge (l/s) Spring discharge (l/s) Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Effective Precipitation-observation Effective Precipitation-RCM20c-corr Spring Effective discharge-observation Precipitation-observation Spring Effective discharge-rcm20c-corr Precipitation-RCM20c-corr Spring discharge-observation Spring discharge-rcm20c-corr Effective precipitation (mm/month) Effective precipitation (mm/month) Confronto dati calcolati da modello idrologico e calcolati da RCM con correzione q-q plot per il periodo Error (%) Error (%) Total error Total error HM error HM error % errore commesso nella procedura Key: HM error: errore modello idrologico Total error = HM+ RCM + downscaling. Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep 19 From RACCM, 2011

20 PROIEZIONI PER LE RISORSE IDRICHE Caso di studio 3: impatto sulla sorgente Spring discharge (l/s) Spring discharge (l/s) Spring discharge-observation Spring discharge-rcm21c-corr Spring discharge-rcm21c-corr Spring discharge-observation Spring discharge-rcm21c-corr Spring discharge-rcm21c-corr Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Portate alla sorgente: confronto tra (Observed and downscaled + RCM run) and (downscaled RCM run) 20 From RACCM, 2011

21 STRATEGIE DI ADATTAMENTO PER LA SORGENTE DI CASSANO IRPINO L interconnessione tra le varie fonti di approvvigionamento dell Acquedotto pugliese costituisce già di per se una strategia di adattamento. Pertanto in questo studio si ipotizza che la sorgente di Cassano Irpino alimenti un acquedotto privo di interconnessioni con altre fonti e sia a servizio di una popolazione con caratteristiche demografiche e sociali analoghe a quelle della Puglia Indicatore di adattamento In una area storicamente sensibile al deficit idrico e con esigenze della popolazione crescente l'adattamento a breve termine (al 2030) diviene necessario FREQUENZA DEL NUMERO DI DEFICIT IDRICI NEL Strategie PERIODO di adattamento Cambiamento delle abitudini sociali della popolazione nell ottica di uno uso sostenibile della risorsa idrica (riduzione della dotazione idrica procapite) Costruzione di opere idrauliche idonee alla compensazione della risorsa idrica nei periodi di deficit (dighe)

22 Scenari futuri. Gestione adattativa SCENARIO 0 regime storico della sorgente ( ) condizioni climatiche, demografiche e sociali - dotazione idrica pro-capite- storiche SCENARIO 1 regime idrologico in condizioni climatiche future ( ) condizioni demografiche e sociali del periodo storico SCENARIO 2 regime idrologico in condizioni climatiche e demografiche future ( ) condizioni sociali del periodo storico SCENARIO 3 regime idrologico in condizioni climatiche, demografiche e sociali future ( )

23 FABBISOGNI IDRICI secondo le previsioni demografiche e di dotazione idrica del Piano d Ambito (2002) della Puglia L Analisi dello sviluppo socio-economico dell area tiene conto in primo luogo della presenza degli insediamenti urbani e della loro crescita vista la priorità dell uso potabile nella utilizzazione delle risorse idriche Popolazione gen-00 gen-02 dotazione idrica giornaliera l/ab/g gen-04 gen-06 gen-08 gen-10 gen-12 gen-14 Storico (P.R.G.A.) gen-16 gen-18 gen-20 gen-22 gen-24 gen-26 Previsione (PA 2002) gen-28 Fabbisogno idrico (mc/mese) gen-70 gen-73 gen-76 gen-79 gen-82 gen-85 gen-88 gen-91 gen-94 gen-97 gen-00 gen-03 gen-06 gen-09 gen-12 gen-15 gen-18 gen-21 gen-24 gen-27 l/ab/g scenario 0 scenario 1 scenario 2 scenario 3 mc/mese 7,05 6,84

24 Fabbisogno / Disponibilità gen-70 gen-72 Fabbisogno/disponibilità (mc/mese) gen-74 gen-76 gen-78 gen-80 gen-82 gen-84 gen-86 gen-88 gen-90 gen-92 gen-94 gen-96 gen-98 gen-00 gen-02 gen-04 gen-06 gen-08 gen-10 gen-12 gen-14 gen-16 gen-18 gen-20 gen-22 gen-24 gen-26 gen scenario 0 scenario 1 scenario 2 scenario 3 Disponibilità 42% 58% Deficit Surplus SCENARIO 2: condizioni climatiche e demografiche future ( ) 1/1/00 Disponibilita-Fabbisogno (mc/mese) 1/1/02 1/1/04 1/1/06 1/1/08 1/1/10 1/1/12 1/1/14 1/1/16 1/1/18 1/1/20 1/1/22 1/1/24 1/1/26 1/1/28 Fabbisogno - Scenario 2

25 DEFICIT IDRICI DELLA SORGENTE DI CASSANO IRPINO secondo gli scenari analizzati Deficit idrici(%) Deficit idrici (%) 59,0 57,8 58,0 57,0 56,0 55,3 55,0 54,0 53,1 53,0 52,5 52,0 51,0 50,0 49,0 scenario 0 scenario 1 scenario 2 scenario 3 Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic scenario 0 scenario 1 scenario 2 scenario 3 SCENARIO 3 diminuzione della dotazione idrica pro-capite EFFICACIA DELLA STARTEGIA DI ADATTAMENTO AI CAMBIAMENTI CLIMATICI E ALL AUMENTO DEMOGRAFICO SCENARIO 0: regime storico ( ) SCENARIO 1: condizioni climatiche future-( ) SCENARIO 2: condizioni climatiche e demografiche future ( ) SCENARIO 3: condizioni climatiche demografiche e sociali future ( )

26 Conclusioni : Il ruolo della ricerca Migliore comprensione degli impatti dei cambiamenti climatici: tali conoscenze potranno incrementarsi includendo un mix di attività (sistematiche osservazioni, sviluppo di modelli, esperimenti di campo e di laboratorio, valutazione integrata degli impatti); Meglio quantificare le incertezze totali cumulando quelle associate ai sistemi naturali e sociali; Capacità di fornire decisioni mettendo insieme le informazioni necessarie, espandendo la capacità di produrre informazioni derivate e migliorando i tool per i decisori per trarre i migliori vantaggi dalle informazioni raccolte Incrementare la comprensione di quanto la società si può adattare al cambiamento climatico.

27 First Geophysical Observatory in Puglia Region (XIII Century) Grazie per l attenzione da qui proveremo a definire strategie adattative per gestire al meglio la risorsa idrica.