DAL GLOBALE AL LOCALE Piani d azione per il clima Ferrara maggio 2007

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1 DAL GLOBALE AL LOCALE Piani d azione per il clima Ferrara maggio 2007 Sessione: Impatti dei cambiamenti climatici La valutazione del Rischio da Ingressione Marina lungo le pianure costiere Sergio Silenzi ICRAM Central Institute for Marine Research - Climate and Coastal Research Unit ABSTRACT Le ricerche di carattere geomorfologico e geocronologico, sviluppatesi soprattutto nell ultimo ventennio, hanno messo in evidenza come gran parte delle pianure costiere italiane siano soggette al rischio di allagamento per ingressione marina dovuta alla risalita relativa del livello medio del mare. Tale rischio è la conseguenza dell interazione tra la presenza di elementi antropici e fenomeni di diversa natura, spesso difficilmente discriminabili e quantificabili, caratterizzati da magnitudo e velocità molto diverse tra loro. Per comprendere la rilevanza del problema sul territorio italiano è utile ricordare che dei circa 7500 km di litorale, il 57% è rappresentato da coste alte e/o rocciose e il 43% da spiagge; di queste ultime il 32% circa è attualmente in erosione mentre solo il 5% è in accrescimento. Una delle attività di ricerca dell ICRAM è volta allo studio dei futuri tassi di innalzamento del livello del mare in funzione dell interazione di tale fenomeno con i processi naturali ed antropici dei litorali nazionali. In tale ambito le ricerche nazionali ed internazionali si prefiggono di mettere a punto un preciso processo metodologico per la valutazione (su opportuna scala temporale) dei possibili scenari futuri. Questi ultimi si basano sulla conoscenza della storia recente del territorio, dei trend di variazione relativa del livello del mare e del ruolo esercitato dall uomo nell alterazione degli equilibri raggiunti negli ultimi secoli. Tale approccio potrà consentire l adeguamento dei piani regolatori già esistenti e/o la valutazione di strategie di sviluppo rispetto a fenomeni potenzialmente dannosi e realisticamente non contrastabili, ovvero costituirà la base per la valutazione delle strategie di adattamento al cambiamento climatico. Le componenti che devono essere valutate per determinare con realistica approssimazione i possibili scenari di sollevamento del livello marino in una località sono: i) eustatismo; ii) neoettonica; iii) glacio-idro-isostasia, iv) espansione termica degli oceani; v) subsidenza (geologica ed antropica); vi) distribuzione delle masse d acqua; vii) parametri meteomarini ed incremento degli eventi climatici estremi. Il percorso metodologico proposto dall ICRAM è stato applicato lungo diverse pianure costiere del Mar Ligure, Mare Tirreno e Mare Adriatico. Alle valutazioni basate su tettonica, subsidenza locale e previsioni IPCC sono state affiancate analisi sulla componente glacio-idro-isostatica locale, nonchè le previsioni basate su cause geologiche, o sull espansione termica degli oceani. Tale approccio permette di osservare quali porzioni di costa potranno essere sommerse dal mare, o abbassarsi sotto l isoipsa zero metri, in funzione di differenti modelli e quindi al verificarsi di differenti scenari possibili in più periodi previsionali (tipicamente il 2100). Le attività descritte sono attualmente oggetto di un programma Internazionale di ricerca (Interreg IIIC Beachmed-e) e di diversi programmi nazionali finanziati da autorità locali e dal Ministero dell Ambiente Italiano.

2 ICRAM DAL GLOBALE AL LOCALE Piani d azione per il clima Università di Ferrara Maggio 2007 La valutazione del rischio costiero in relazione ai cambiamenti climatici Sergio Silenzi

3 Impatti dei cambiamenti climatici sul mare Comparto biologico Riduzione degli habitat/aree di riproduzione Tropicalizzazione (Mediterraneo, specie aliene) Meridionalizzazione Effetti sulla pesca (distribuzione specie, etc.) Comparto acque Amplificazione dei fenomeni di eutrofizzazione (bloom algali) Mucillagini Acidificazione degli oceani Sbiancamento dei coralli (bleaching) Sistemi costieri Risalita del livello marino Aumento eventi estremi (arretramento linea di riva, perdita sistemi lagunari, etc.)

4 Finalità dell analisi del rischio connesso al cambio climatico: aspetti generali VALUTARE GLI SCENARI FUTURI VALUTARNE I POSSIBILI IMPATTI SOCIO-ECONOMICI OTTIMIZZARE LE STRATEGIE FUTURE DI INTERVENTO Le azioni del protocollo di Kyoto Mitigazione (Riduzione delle emissioni) Adattamento (Riduzione degli impatti, cioè la prevenzione degli effetti negativi anche favorendo il recupero di condizioni d equilibrio in seguito ai cambiamenti in atto e futuri)

5 Finalità dell analisi del rischio connesso al cambio climatico: problematiche italiane ENEA, 2007 Lungo la costa italiana sono 32 le pianure costiere suscettibili di ingressione marina Come conseguenza del cambiamento climatico in atto, il Mediterraneo non è fra i settori più a rischio per le popolazioni ma ha un alta vulnerabilità degli ecosistemi costieri e subisce un accelerata erosione dei litorali. Inoltre, le Pianure costiere risultano sempre più esposte agli eventi estremi, magnificando gli effetti dei rischi in essere sul tessuto urbano, l asseto idrogeologico, gli usi del mare. ono circa 4500 i Km 2 di pianure costiere italiane: 5% nel nord dell Italia (alto Adriatico); % in Italia centrale (medio Adriatico e medio Tirreno):

6 Le variazioni del livello del mare come causa determinente del rischio costiero Variazioni Relative del Livello Marino: Eustatismo Neotettonica Glacio-Idro Idro-IsostasiaIsostasia Subsidenza (geologica ed antropica) Espansione Termica degli Oceani Distribuzione delle masse d acqua sul pianeta Parametri meteomarini ed incremento degli eventi climatici estremi

7 Le variazioni del livello del mare: dal passato all attuale After Antonioli et al., GPC 2004 Risalita del livello marino = 1.8±0.5 mm/a = 3.1±0.7 mm/a IPCC, 2007 After Robert A. Rohde, 2006

8 Le variazioni del livello del mare: la neotettonica 1 Solchi di battente +10 m in 5000 anni (2 mm/yr) m n anni (0.04 mm/yr) 2 1 After Ferranti et al., 2006 After Nisi et al., 2003 L Italia negli ultimi 125 ka

9 Le variazioni del livello del mare: la glacio-idro-isostasia VARIAZIONI DI CARICO SULLA CROSTA TERRESTRE CONNESSE ALLE VARIAZIONI DI VOLUME DELLE MASSE OCEANICHE E DELLE CALOTTE GLACIALI MOVIMENTI DI RIEQUILIBRIO DELLA CROSTA VARIAIONI RELATIVE DEL LIVELLO MARINO

10 Le variazioni del livello del mare: la glacio-idro-isostasia Spatial variability of pre dicted se a level Grado Sardinia Δζ rsl (φ,t) ) = Δζ e (t)) + Δζ i (φ,t) ) 1 Δζ w (φ,t) Δζ obs Δζ e = Δζ Δζ obs rsl (Δζ i + Δζ w ) = Δζ e + (Δζ( i + Δζ w ) + Δζ Δζ tect Taormina Ag e, k a cal B P RSL, m ~ 0.3 mm /a ~ 0.8 mm /a ~ 0.6 mm/a G rado Lagoon 9 Enea Core Versilia Anzio Taormina S ard inia -Figari tide Peschiere Romane (grate) 2000 yrs BP -1.35±0.07 m (-0.13±0.09 eustatico) After Lambeck et al., QSR, 2004

11 Le variazioni del livello del mare:la subsidenza antropica Ravenna (N Adriatic Sea) : 4 mm/a : 25 mm/a : 40 mm/a : mm/a Abbassamento del suolo dovuto a cause geologiche e/o antropiche

12 Le variazioni del livello del mare: la distribuzione delle masse d acqua In blu le aree in cui il livello del mare è sotto la superficie teorica dell ellissoide WGS84; in giallo quelle dove è sopra. In verde le zone di transizione. Topex-Poseidon Mediterraneo

13 Le variazioni del livello del mare: le cause meteomarine Parametri meteomarini ed eventi estremi Venezia Incremento dell altezza/frequenza delle onde di tempesta all aumentare del livello marino (after Carter 1991, Landscape Ecology, 6)

14 Le variazioni del livello del mare: le previsioni per il futuro (anno 2100) IPCC 2007: cm (IPCC 2001: 9-88 cm) After Meehl et al., Science 2005 INQUA: 5 ±15 cm Espansione termica: 8-32 cm Neottettonica: variabile Subsidenza: variabile Glacio-idro-isostasia: sino ad oltre 10 cm IPCC (2007) After Mörner, GPC 40,

15 La valutazione del rischio: casi studio in Italia Progetti in corso per la valutazione del rischio costiero UniFe, Prof. Simeoni

16 La valutazione del rischio: un caso studio in Toscana Obiettivi Individuare una metodologia comune per la pianificazione della costa in relazione ai cambiamenti climatici futuri (SLR, incremento eventi estremi,..) Prodotti Zonazione della fascia costiera (carte tematiche) per differenti livelli di rischio da sommersione Approccio metodologico Sovrapporre ai possibili scenari futuri (cause determinanti) le caratteristiche intrinseche del territorio (parametri predisponenti). Valutare economicamente i beni esposti in funzione di diversi gradi di pericolosità (analisi di rischio)

17 La valutazione del rischio: il percorso metodologico Uso Suolo Suscettibilità 2025 Geolitologia Geomorfologia Idrologia & Idrogeologia UTO Suscettibilità 2050 Suscettibilità 2100 Pericolosità I Uso Suolo Rischio 2025 Pericolosità I Rischio 2050 Scenari 2025 Pericolosità S Pericolosità I Rischio 2100 Scenari 2050 Pericolosità S Scenari 2100 Pericolosità S. 2100

18 La valutazione del rischio: il percorso metodologico Identificazione dei dati ambientali di base Identificazione dei tratti costieri omogenei Valutazione della Suscettibilità Valutazione degli Scenari futuri Determinazione della Pericolosità Intrinseca Determinazione della Pericolosità Integrata e del Rischio Identificazione dei dati ambientali di base Uso del suolo Geologia (litologia) Geomorfologia (forme costiere, dinamica della spiaggia, altimetria) Idrologia e idrogeologia (aree alluvionabili, soggiacenza della falda) Natural limits, points of divergence in the longshore drift; Environmental dynamics

19 Rilievi di campagna Database

20 La valutazione del rischio: il percorso metodologico Identificazione dei dati ambientali di base Identificazione dei tratti costieri omogenei Valutazione della Suscettibilità Valutazione degli Scenari futuri Determinazione della Pericolosità Intrinseca Determinazione della Pericolosità Integrata e del Rischio Identificazione dei tratti costieri omogenei Grado di permeabilità, erodibilità Classi altimetriche Tendenza evolutiva linea di riva Aree a diverso grado di alluvionamento Soggiacenza della falda

21 Unità Territoriali Omogenee Le Unità Territoriali Omogenee per parametri predisponenti rappresentano quelle porzioni elementari di territorio in cui tali parametri si mantengono costanti. Per parametri predisponenti si intendono le caratteristiche che determinano la propensione del territorio a subire un fenomeno potenzialmente dannoso.

22 La valutazione del rischio: il percorso metodologico Identificazione dei dati ambientali di base Identificazione dei tratti costieri omogenei Valutazione della Suscettibilità Valutazione degli Scenari futuri Determinazione della Pericolosità Intrinseca Determinazione della Pericolosità Integrata e del Rischio Valutazione della Suscettibilità Suscettibilità Propensione di un settore di territorio all insorgenza di tutti i possibili fenomeni distruttivi legati alla risalita del livello del mare. Rilevamento di Parametri Predisponenti. Spazializzazione in Unità Territoriali Omogenee. Assegnazione di pesi e punteggi alle U.T.O. e loro intersezione Ricampionamento delle classi risultanti e redazione delle carte di Suscettibilità.

23 La valutazione del rischio: il percorso metodologico Identificazione dei dati ambientali di base Identificazione dei tratti costieri omogenei Valutazione della Suscettibilità Valutazione degli Scenari futuri Determinazione della Pericolosità Intrinseca Determinazione della Pericolosità Integrata e del Rischio Valutazione degli Scenari futuri Variazioni del sollevamento del livello del mare per diversi scenari (max( max,, intermedio, min) ) e periodi (anno 2025, 2050, 2100) di previsione Calcolo della subsidenza Calcolo della componente neotettonica e isostatica Calcolo dell arretramento aggiuntivo della linea di riva connesso al riequilibrio del profilo di spiaggia

24 L evoluzione fisiografica della piana Eustatismo+subsidenza Minimum, intermediate and maximum SLR values predicted for the years 2025, 2050 e 2100 Min SLR (cm) Int SLR (cm) Max SLR (cm) Subsidence Values considered for the years 2025, 2050 and Year cm Year Year Year Year 2050 Year cm cm RSLR in Versilia (eustatismo + subsidenza; cm) Scenario ottimistico Scenario intermedio Scenario pessimistico Anno , , ,5 Anno L intersezione tra le nuove linee di riva del Bruun Rule con le future isoipse 0 m s.l.m. ci danno le Carte degli Scenari Futuri. Anno

25 Bruun Rule of Erosion R = (XS)/ (B+h) dove R = regressione della linea di riva, X = lunghezza del profilo attivo, S = RSLR, B = altezza delle dune, h = profondità di chiusura del profilo Potenziale deficit sedimentario del litorale connesso al RSLR La lunghezza del litorale considerato è di 28 km. Periodo di previsione Anno 2025 Anno 2050 Scenari futuri Regressione media della spiaggia (m) Volume di sedimento eroso (m 3 ) Minima risalita del mare 21 4,0 x 10 6 Media risalita del mare 28 5,0 x 10 6 Massima risalita del mare 41 8,0 x 10 6 Minima risalita del mare 41 9,0 x 10 6 Media risalita del mare x 10 6 Massima risalita del mare x 10 6 Anno 2100 Minima risalita del mare x 10 6 Media risalita del mare x 10 6 Massima risalita del mare x 10 6

26 La valutazione del rischio: il percorso metodologico Identificazione dei dati ambientali di base Identificazione dei tratti costieri omogenei Valutazione della Suscettibilità Valutazione degli Scenari futuri Determinazione della Pericolosità Specifica Determinazione della Pericolosità Integrata e del Rischio Determinazione della Pericolosità Specifica Sulla base degli Scenari Futuri sono state valutate le probabilità di occorrenza del fenomeno ingressione marina sul territorio nei diversi intervalli di tempo, a prescindere dalle caratteristiche del territorio e considerando la sola evoluzione topografica.

27 La valutazione del rischio: il percorso metodologico Identificazione dei dati ambientali di base Identificazione dei tratti costieri omogenei Valutazione della Suscettibilità Valutazione degli scenari futuri Determinazione della Pericolosità Specifica Determinazione della Pericolosità Integrata e del Rischio Determinazione della Pericolosità Integrata e del Rischio Pericolosità Integrata: Esprime la reale probabilità di occorrenza del fenomeno ingressione marina sulla base delle caratteristiche del territorio. Uso Suolo Pericolosità I. Rischio

28 Rischio da RSLR Il Rischio esprime la perdita attesa alle proprietà e alle attività economiche in seguito all innalzamento del livello del mare. Tale perdita può essere espressa sia in termini economici relativi (indici moltiplicatori) degli elementi esposti alla potenziale minaccia sia in termini assoluti (monetari). perdita di proprietà in aree residenziali; perdita di suolo agricolo; perdita di suolo dedicato ad attività industriali o commerciali; perdita di siti ricreativi; perdita di suolo con habitat naturale.

29 La valutazione del rischio: la valutazione dei rischi lenti Uso Suolo Suscettibilità 2025 Riassunto carte tematiche Geolitologia Geomorfologia Idrologia & Idrogeologia UTO Suscettibilità 2050 Suscettibilità 2100 Pericolosità I Uso Suolo Rischio 2025 Pericolosità I Rischio 2050 Scenari 2025 Pericolosità S Pericolosità I Rischio 2100 Scenari 2050 Pericolosità S Scenari 2100 Pericolosità S. 2100

30 GESTIONE delle EMERGENZE Alti costi d intervento Continua precarietà dei sistemi costieri Ridotta fruibilità della costa (es. qualità delle acque, etc.) CONCLUSIONI 1935 PREVENZIONE del RISCHIO Maggiore rapporto beneficio/costo Migliore qualità dei sistemi costieri nel tempo (per es. sviluppo del turismo, protezione infrastrutture, etc.) Corretta pianificazione del territorio Adattamento ai cambiamenti climatici globali grazie!

31 ICRAM Unità Cambiamenti Climatici Globali e Studi Costieri Attività scientifica Variazioni del livello relativo del mare Morfostratigrafia e rilevamenti geo-archeologici Ricostruzione di curve paleoeustatiche (ultimi 200 ka, 10 ka, 500 anni) Stabilità costiera dall ultimo ciclo climatico (ultimi 125 ka) Calibrazione di modelli glacio-idro-isostatici per le coste italiane Rischio da erosione sulle pianure costiere Variazioni del clima Ricostruzione delle variazioni di temperatura superficiale del mare e della variazioni di salinità (ultimi 400 anni); ricostruzione della piovosità in settori costieri (ultimo millennio) Attività didattica Corsi Seminari Scuole estive Didattica per studenti Attività divulgativa Documentari e film Trasmissioni Tv Publicazioni Ricerca di proxy climatici innovativi per l area mediterranea (coralli non tropicali, coralli profondi, vermetidi) Determinazioni ad alta risoluzione degli elementi in traccia e degli isotopi stabili su biomarker e speleotemi (Sr/Ca, Mg/Ca, U/Ca, B/Ca, Ba/Ca, P/Ca, Mn/Ca; δ 18 O) Calibrazioni di modelli climatici per il Mediterraneo