Introduzione ai fondamenti fisici dei cambiamenti climatici

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1 Introduzione ai fondamenti fisici dei cambiamenti climatici Piero Di Carlo DISPUTER-Università G. d Annunzio di Chieti-Pescara piero.dicarlo@unich.it

2 Evoluzione Temperatura terrestre dal 1880 ad oggi

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4 CO2 osservata CO2 è gas ben mescolato e con vita media lunga 4

5 CO2 e cambiamenti climatici CO2 è un gas serra quindi ci si aspetta una forte correlazione tra le sue concentrazioni e la temperatura del pianeta.

6 CH4 e temperatura

7 Atmosfera: ruolo dei suoi gas nel sistema climatico 7

8 Effetto serra: flussi Sole Terra

9 Assorbimento Effetto serra: assorbimento in atmosfera H 2 O O 3 CO Radiazione emessa dal sole poco assorbita Lunghezza d onda (µm) CO 2 CH 4 N 2 O O 2 Totale Radiazione riemessa dalla terra

10 Assorbimento Effetto serra: una questione di lunghezza d onda Radiazione riemessa dalla terra MOLTO ASSORBITA Sole Terra Lunghezza d onda (µm) H 2 O O 3 CO CO 2 CH 4 N 2 O O 2 Totale Radiazione emessa dal sole POCO ASSORBITA 19 Febbraio

11 Effetto serra Radiazione emessa dalla Terra Infrarosso (4<l<100 mm) Radiazione in arrivo dal Sole Visibile (0.3<l<4 mm) Atmosfera Terrestre N 2, O 2, H 2 O, CO 2, CH 4, Più aumentano in atmosfera i gas con assorbimento nell infrarosso (gas serra ) Più energia entrante viene trattenuta Più la temperatura del pianeta aumenta per equilibrare il bilancio energetico

12 Effetto serra Fenomeno naturale permette alla terra di avere una temperatura media vivibile (16 C) Aumento dell effetto serra è un problema! Se non vi fosse l atmosfera la temperatura media della terra sarebbe -18 C

13 Meteo vs clima Meteo: si riferisce alle condizioni atmosferiche osservate localmente e in un periodo temporale breve (da qualche ore a qualche giorno). Le grandezze studiate sono: temperatura, radiazione solare, umidità, precipitazione ecc. Clima: si riferisce alle condizioni atmosferiche su tempi scala lunghi (anni da circa 30 anni in su) su una scala spaziale regionale o globale. Le grandezze atmosferiche sono le stesse (temperatura, radiazione solare, umidità, precipitazione ecc.), ma mediate su scala regionale o globale e riferita a più anni. Temperatura, precipitazione, radiazione solare, umidità, ecc. dell atmosfera Su scala Locale e breve periodo Su scala Globale e lungo periodo

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15 Perché il Sistema climatico è così fragile?

16 Suddivisione dell atmosfera e struttura Variazione della temperatura con la quota: Γ = dt/dz = -6.5 C/km H 7 km

17 Composizione chimica dell atmosfera

18 Tempo di residenza dei composti atmosferici

19 Tempo di Residenza in atmosfera della CO2 19

20 Circolazione globale e trasporto

21 Il Ciclo del Carbonio

22 Il Ciclo del Carbonio: scale temporali corte Fotosintesi: piante e fitoplancton: CO2 + H2O + hν = CH2O + O2 Riemissione di CO2: metabolismo delle piante, mangiate, bruciate o decomposta da batteri quando muoiono: CH2O + O2 = CO2 + H2O + energia

23 Il Ciclo del Carbonio: scale temporali corte Ciclo diurno Ciclo stagionale Ciclo Stagionale

24 Il Ciclo del Carbonio: scale temporali lunghe Milioni di anni

25 Cambiamento climatico: solo antropizzazione?

26 Perturbazioni naturali: orbita terrestre Scale temporali di milioni di anni

27 Cicli solari Con una periodicità di circa 11 anni il sole emette più energia del normale per via di tempeste elettromagnetiche conseguenze di eruzioni solari 27

28 Perturbazioni naturali: eruzioni vulcaniche

29 Perturbazioni naturali Effetti delle eruzioni vulcaniche sulla temperatura

30 Emissioni CO2

31 Le cause POPOLAZIONE GDP PIL DIGHE SUI FIUMI FERTILIZZANTI USO DELLA CARTA AUTOVEICOLI

32 Emissioni per settori

33 Riassumendo Riscaldamento Raffreddamento

34 Aree urbane perché importanti?

35 Aree urbane perché?

36 Terra: assorbimento e riemissione Albedo: la frazione di radiazione che raggiunge la superficie terrestre riflessa. Dipende da come è fatta la superficie terrestre! 36

37 Terra: assorbimento e riemissione Un esempio su tutti la riduzione delle calotte di ghiaccio 37

38 Cosa si osserva in media nel mondo

39 Anomalie Temperatura media Su tutto il globo Emisfero Nord 0.02 C per anno a partire dal C per anno a partire dal C per anno a partire dal

40 Temperature medie giornaliere osservate in Abruzzo Prendendo come riferimento il periodo a partire dal 1950 aumento di 0.04 l anno In Abruzzo: Aumento della temperatura media diurna dal 1920 al 1980 di l anno In Abruzzo: Aumento della temperatura media diurna a partire dal 1980 di 0.06 l anno La media su tutto l emisfero nord è la metà Media su tutte le stazioni abruzzesi 40

41 Altitudine (m. slm) Tasso variazione Temperatura in C/anno Periodo Tasso variazione Temperatura in C/anno Periodo Tasso variazione Temperatura in C/anno Periodo TERAMO ± ± ± CHIETI ± ± ± PESCARA ± ± ± PESCOCOSTANZO ± ± ± GUARDIAGRELE ± ± ± LANCIANO ± ± ± PESCASSEROLI ± ± ± CASTEL DI SANGRO ± ± ± PALENA ± ± ± MONTAZZOLI ± ± ± SCERNI ± ± ± VASTO ± ± ± PALMOLI ± ± ± CAMPOTOSTO ± ± ± ISOLA DEL GRAN SASSO ± ± ± NERETO ± ± ± PENNE ± ± ± LAQUILA ± ± ± ASSERGI ± ± ± SCANNO ± ± ± SULMONA ± ± ± BARISCIANO ± ± ± MEDIA SU TUTTO L ARBUZZO ± ± ± 0.015

42 Trend variazione temperature Temperatura Media giornaliera Temperatura Massima Temperatura Minima

43 Media su tutte le stazioni abruzzesi Temperature massime osservate in Abruzzo Prendendo come riferimento il periodo a partire dal 1950 aumento di 0.06 l anno In Abruzzo: Aumento della temperatura massima diurna dal 1920 dal 1980 inesistente La temperatura media è di 0.04 In Abruzzo: Aumento della temperatura massima diurna a partire dal 1980 di 0.08 l anno La temperatura media è di 0.06

44 Serie Storica Temperature osservate nelle 4 province (Temp. massima) Aumento della temperatura massima a partire dal 1950 di 0.06 l anno Aumento della temperatura massima a partire dal 1980 di 0.08 l anno 44

45 Esempi di conseguenze dei cambiamenti climatici

46 GHIACCIAIO DEL CALDERONE 1912 Effetti 2007

47 Conseguenze sul livello del mare

48 Rischio di inondazioni previsto attuale Il Bangladesh potrebbe perdere circa il 17% del proprio territorio con un innalzamento del mare di 1 metro

49 Simulazioni modellistiche! Martinsicuro Roseto

50 Biodiversità sul Gran Sasso Grazie Dott. Petriccione, Corpo Forestale- Carabinieri

51 Effetti cambiamenti climatici: eventi meteo estremi 19 Marzo Piero Di Carlo Università dell Aquila Dipartimento di Scienze Fisiche e Chimiche 51

52 Incendi Abruzzo 2007 Report incendi 2017: fiamme in 136 Comuni su 305, 210 i roghi. Bruciati oltre 6000 ettari

53 Effetti sugli incendi di boschi e praterie Bisogna prepararsi ad incendi sempre più vasti e di maggior durata Negli Stati Uniti ogni anno dal 2003 ad oggi ci sono stati il 5000% in più di incendi rispetto al periodo , Inoltre in media I giorni con incendi sono passati da 23 a 116 (Westerling et al. Phil. Trans. R. Soc. 2016) Aumento temperatura induce aumento dell evaporazione: sistema più arido, alberi e praterie più secche incendi favoriti

54 Considerazioni Finali

55 Che fare? 19 Febbraio Piero Di Carlo Università dell Aquila Dipartimento di Scienze Fisiche e Chimiche Incontro Associazione Ecologica Tasso Barbasso 55

56 Che fare?

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58 CHE FARE?

59 CHE FARE? Possiamo contribuire tutti ROSETO Scegliere attività ad più basse emissioni di inquinanti e gas serra CO2 Footprint

60 CHE FARE? Possiamo contribuire tutti Evitare acquisto prodotti che portano alla deforestazione Rispetto del territorio

61 CHE FARE? Cambiare stile di vita ROSETO

62 Conclusioni: VOI potete veramente dare un grosso contributo Segni di cambiamenti globali inequivocabili ed è essenziale sviluppare sorgenti energetiche alternative, cambiare stile di vita, costruire in maniera da ridurre emissioni di gas serra. Effetti positivi sia sul clima che sulla qualità dell aria! ROSETO

63 Cambiamenti climatici e qualità dell aria: due facce della stessa medaglia 63

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