LE BASI SCIENTIFICHE DEI CAMBIAMENTI CLIMATICI. Sergio Castellari. Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) Centro Euro-Mediterraneo

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Gaetana Grimaldi
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LE BASI SCIENTIFICHE DEI CAMBIAMENTI CLIMATICI Sergio Castellari Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) Centro Euro-Mediterraneo per i Cambiamenti Climatici (CMCC) Responsabile del

1 LE BASI SCIENTIFICHE DEI CAMBIAMENTI CLIMATICI Sergio Castellari Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) Centro Euro-Mediterraneo per i Cambiamenti Climatici (CMCC) Responsabile del Focal Point Nazionale IPCC castellari@bo.ingv.it Sito web: Italia Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) Focal Point IPCC di Italia: CMCC (Centro Euro-Mediterraneo per Cambiamenti Climatici ) cmcc.it cmcc.it/web/public/ipcc-italiaitalia 1

2 Cosa sono i cambiamenti climatici? CAMBIAMENTO CLIMATICO: una variazione significativa sia dello stato medio che della variabilità del clima che persiste per un tempo lungo (almeno 30 anni). I cambiamenti climatici osservati: 2

Il riscaldamento globale è INEQUIVOCABILE AUMENTO: (WG1-AR4,-IPCC 2007) DIMINUZIONE: (dal 1970) 1) Temperature superficiali globali 1) ghiaccio marino Artico 2) Temperature della troposfera 2)

3 Il riscaldamento globale è INEQUIVOCABILE AUMENTO: (WG1-AR4,-IPCC 2007) DIMINUZIONE: (dal 1970) 1) Temperature superficiali globali 1) ghiaccio marino Artico 2) Temperature della troposfera 2) ghiacciai 3) Temperature globali degli oceani 3) temperature fredde 4) Livello globale dei mari 5) Vapor acqueo 6) Intensità delle piogge 7) La precipitazione negli extra-tropici tropici 8) Intensità degli uragani 9) Siccità 10) Estremi di alta temperatura 11) Onde di calore La temperatura media globale sta crescendo più velocemente! I 12 anni più caldi: 1998,2005,2003,2002,2004,2006, 2001,1997,1995,1999,1990,2000 Variazione di T dal ( ) al ( ): +0,76 ± 0,19 C Period Rate ± ±0.018 Years /decade 3

con dati incompleti) Anomalie di Temperatura annuale globale e Artica ( C) 1.45 0.

4 (A): SUPERFICIE (B): TROPOSFERA Trend lineari di Temperatura dal 1979 al 2005: (A) alla superficie (B) e per la troposfera (tramite satelliti) (Le zone grigie: aree con dati incompleti) Anomalie di Temperatura annuale globale e Artica ( C) ARTICO GLOBO Il riscaldamento nell Artico è DOPPIO rispetto a quello globale dal

Riscaldamento globale: Emisfero Nord e Emisfero Sud EMISFERO NORD EMISFERO SUD 1850 2006: ANOMALIE di temperature superficiali

cambiata in varie aree NORD AM. CENTR. NORD AM. ORIEN. NORD EUROPA NORD AM. OCCID. AUMENTO NORD ASIA SUD AM. MERID.

5 Riscaldamento globale: Emisfero Nord e Emisfero Sud EMISFERO NORD EMISFERO SUD : ANOMALIE di temperature superficiali atmosferiche e temperature superficiali marine (SST) relative al periodo mean (HadCRUT3) La precipitazione sul suolo è cambiata in varie aree NORD AM. CENTR. NORD AM. ORIEN. NORD EUROPA NORD AM. OCCID. AUMENTO NORD ASIA SUD AM. MERID. ASIA CENTRALE AFRICA OCCID. MEDITERRANEO AFRICA MERID. ASIA MERID. DIMINUZIONE Anomalie annuali di precipitazione al suolo (%) dal 1900 al 2005; 5

Fonte: WGI AR4 IPCC(2007) GHIACCIAI a livello globale Bilancio globale medio di massa superficiale [Kg/m 2 a] anno Riduzione della maggior parte dei ghiacciai montani.

6 Fonte: WGI AR4 IPCC(2007) GHIACCIAI a livello globale Bilancio globale medio di massa superficiale [Kg/m 2 a] anno Riduzione della maggior parte dei ghiacciai montani. L aria contiene più vapor acqueo a temperature più alte Più UMIDITA Le osservazioni mostrano che dal 1970: la TEMPERATURA SUPERFICIALE SUGLI OCEANI è disponibile aumentata 0.55 C il VAPOR ACQUEO di 4% per cicloni tropicali e più EFFETTO SERRA!!! Vapore acqueo totale (%) sugli oceani ( ) 6

7 Il livello globale marino sta aumentando nel secolo XX Differenze dalla media del livello globale medio marino 3.1 ± 0.7 mm/anno ( ) 1.7 ± 0.5 mm/anno (XX secolo) Altri cambiamenti osservati Spostamento verso i poli delle perturbazioni. Maggiore intensità di cicloni tropicali ed extratropicali Aumento di ondate di calore ed eventi siccitosi. Aumento della intensita della precipitazione. 7

- CAMBIAMENTI CLIMATICI - CAUSE ESTERNE:

8 Che cosa ha causato il riscaldamento globale? - CAMBIAMENTI CLIMATICI - CAUSE ESTERNE: Attività del sole Meteoriti Orbita terrestre CAUSE INTERNE NATURALI Retroazione Eruzioni vulcaniche Deriva dei continenti Fenomeni naturali imprevisti CAUSE INTERNE ANTROPICHE Emissioni di gas a effetto serra Particelle/nubi Deforestazione, erosione 8

9 Metano (CH4) Protossido di azoto (NO2) CFC, HFC, CF4 Vapor acqueo CO : 379 ppm CH AC 1750: ppm 2005: 1732 ppb 7500 AC -1750: 715 ppb Variazioni delle Concentrazioni di Gas serra negli ultimi anni CO 2 (2006): 381 ppm N 2 O 2005: 319 ppb 7500 AC : circa 270 ppb 9

10 La concentrazione atmosferica di CO 2 Anno 2006: 381 ppm Atmoapheric [CO2] (ppmv) [CO2] ] ppm/year : 1.3 ppm / anno : 1.6 ppm / anno : 1.5 ppm / anno : 1.9 ppm /anno NOAA 2007; Canadell et al. 2007, PNAS CO 2 Emissions (GtC y -1 ) Trend delle emissioni globali da combustibili fossili Actual emissions: CDIAC Actual emissions: EIA 450ppm stabilisation 650ppm stabilisation A1FI A1B A1T A2 B1 B2 Crescita più rapida di 8 CO2 dal 2000: 1) aumento del [Raupach et al. 2007, PNAS] SRES (2000) growth rates in % y -1 for : 2006 di 2005 emissioni A1B: 2.42 A1FI: 2.71 A1T: 1.63 A2: 2.13 B1: 1.79 B2: 1.61 del 3,3%/anno nel del 1,3% /anno/ nel ) aumento del 3) Aumento 5 di carbon intensity 4) Possibile inefficienza dei carbon sinks. 10

11 I modelli climatici: MODELLI NUMERICI DEL CLIMA Il sistema clima Il sistema clima è un sistema complesso, e i modelli non sono perfetti! 11

12 Tutto si spiega (passato, presente e futuro) principalmente con la variabilità naturale del clima (la variazione solare e le eruzioni vulcaniche). Gli scettici : Anomalie di T surf globale relative a ( ) 1950) Simulazioni con forzante umano e naturale (58 Simulazioni con 14 AOGCM) Il contributo umano al forzante radiativo dal 1750 è molto maggiore di quello naturale Simulazioni con forzante naturale Osservazioni

13 E nel futuro? Proiezioni del clima futuro Non sappiamo esattamente cosa accadrà nel futuro, ma possiamo usare dei MODELLI CLIMATICI per fare SCENARI. Uno SCENARIO è una descrizione plausibile di cosa potrebbe accadere nel Sistema Terra come lo conosciamo, basato su un insieme coerente ed internamente consistente di assunzioni sulle forze che lo guidano (soprattutto economiche, tassi di sviluppo tecnologico, andamento dei mercati, etc.). Gli SCENARI non sono previsioni! Gli SCENARI SRES sono quelli più utilizzati e sono SCENARI DI EMISSIONI. 13

CO 2 emissions for SRES and stabilisation Emissioni di CO2 degli SRES: scenarios Le proiezioni Riscaldamento della temperatura globale superficiale media ( globale C) fino al 2100 IPCC-AR4:

14 CO 2 emissions for SRES and stabilisation Emissioni di CO2 degli SRES: scenarios Le proiezioni Riscaldamento della temperatura globale superficiale media ( globale C) fino al 2100 IPCC-AR4: esperimenti coordinati di 16 Gruppi di Modellisti Climatici da 11 Nazioni e con 23 modelli globali Le line solide sono le medie globali di più modelli del riscaldamento delle superficie (rispetto al periodo ) per gli scenari A2, A1B e B1, mostrati come la continuazione delle simulazioni del XX secolo. Le aree ombreggiate indicato l intervallo di più o meno una deviazione standard delle medie annuali di ogni modello. 14

Le proiezioni della temperatura media globale e dell innalzamento del livello medio globale del mare per 2090-2099 rispetto al 1980-1999 SCENARIO: B1 A1T Variazione di Temperatura Migliore stima 1,8

15 Le proiezioni della temperatura media globale e dell innalzamento del livello medio globale del mare per rispetto al SCENARIO: B1 A1T Variazione di Temperatura Migliore stima 1,8 C 2,4 C Intervallo di probabilità Innalzamento del livello medio globale del mare (1,1 2,9) C 0,18 0,38 m (1,4 3,8) C 0,20 0,45 m B2 A1B A2 A1FI 2,4 C 2,8 C 3,4 C 4,0 C (1,4 3,8) C 0,20 0,43 m (1,7 4,4) C 0,21 0,48 m (2,0 5,4) C 0,23 0,51 m (2,4 6,4) C 0,26 0,59 m Scenari B1, A1B, A2: Differenze di T surf atmosferica rispetto al ( ) B1 A1B A2 15

Le proiezioni della precipitazione per il XXI secolo INVERNO ESTATE La precipitazione: aumenterà molto probabilmente alle alte latitudini.

16 Le proiezioni della precipitazione per il XXI secolo INVERNO ESTATE La precipitazione: aumenterà molto probabilmente alle alte latitudini. L area Mediterranea è un hot-spot, molto sensibile ai cambiamenti climatici!!! diminuirà probabilmente nelle aree subtropicali. Scenario A1B: differenza in % ( ) ( ). [medie di modelli] Impatti dei cambiamenti climatici: 16

La temperatura media sale Le condizioni metereologiche cambiano: quando,

e più frequenti (Inondazioni, frane ) Aumenta l evaporazione Siccità,

causati da maltempo Epidemie Malattie respiratorie Cambiamenti Climatici

Raccolti Irrigazione Foreste Composizione vegetazionale Estensione

Competizione Aree Costiere Erosione Inondazioni Costi addizionali di

17 La temperatura media sale Le condizioni metereologiche cambiano: quando, dove, con che frequenza, in che misura Le precipitazioni sono più forti e più frequenti (Inondazioni, frane ) Aumenta l evaporazione Siccità, erosione, incendi Impatti potenziali dei cambiamenti Salute Incidenti causati da maltempo Epidemie Malattie respiratorie Cambiamenti Climatici Temperatura Precipitazioni Aumento del livello del mare Agricoltura Raccolti Irrigazione Foreste Composizione vegetazionale Estensione geografica Salute e produttività Risorse Idriche Disponibilità Qualità Competizione Aree Costiere Erosione Inondazioni Costi addizionali di protezione delle comunità costiere Specie e Aree Naturali Perdita di habitat naturali e specie 17

18 Le regioni che sono e potranno essere più colpite: Artico Africa Sub-Sahariana Piccole isole mega-delta in Asia Ed in Europa? 18

19 Ecosistemi in Europa: MEDITERRANEO: Gli impatti più grandi: Artico riscaldamento zone umide maggiore dell Europa della media globale (specialmente in estate), Centrale e Meridionale aumento MEDITERRANEO delle onde di calore, marcata diminuzione di precipitazione. Proiezioni future di temperatura superficiale atmosferica in Europa: 19

20 L adattamento sarà necessario per evitare IMPATTI INEVITABILI!!! Ma per evitare ALTRI FUTURI IMPATTI è anche necessario avviare azioni di MITIGAZIONE!!! Cos è la MITIGAZIONE? Un intervento umano per ridurre le sorgenti o aumentare i pozzi dei gas serra. 20

21 Inerzia del sistema clima -> Stabilizzazione delle concentrazioni atmosferiche di gas serra I cambiamenti climatici hanno Un tempo di frenata lungo L inerzia è una caratteristica fondamentale del clima. 21

22 Una emissione costante di CO 2 non porta alla stabilizzazione della concentrazione atmosferica Per stabilizzare le concentrazioni, Bisogna ridurre le emissioni!!! Comcentrazione di CO 2, temperatura e livello del mare possono continuare ad aumentare dopo la riduzione delle emissioni 22

23 Per stabilizzare a meno di 550 ppm, bisogna ridurre le emissioni presto e i PVS devono fare la loro parte!!! Business as usual (A2) Source IPPC Conclusioni? 23

24 Variazione di temperatura nei prossimi 100 anni: pari a quasi la metà di un era glaciale, ma in senso inverso Anno 2100? Anno Era glaciale Azioni da intraprendere nella scienza, tecnologia, economia, politica internazionale, nazionale e locale. Alcune presto, altre tra pochi decenni. 24

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