Il cambiamento del Clima: ciclo naturale o effetto antropico?

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1 Il cambiamento del Clima: ciclo naturale o effetto antropico? M. Colacino ISAC-CNR (Roma) Introduzione al problema Effetto serra e suo potenziamento antropico Variabilità naturale del clima e climi del passato Segnali di cambiamento climatico Scenari ed impatto del cambiamento climatico Strategie di risposta Considerazioni conclusive

2 Effetto serra e suo potenziamento antropico

3 Schema del bilancio energetico del sistema Terra-Atmosfera

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5 Spettro di assorbimento atmosferico della radiazione solare

6 Dati sui gas serra affetti da attività antropiche Gas serra CO 2 CH 4 CFC-11 CFC-12 N 2 O Concentrazione ppmv ppmv pptv pptv ppbv Epoca pre-industr ( ) Epoca attuale (1990) Variaz. annuale (%) 1, , , ,25 Vita media in atmosfera (anni) ppmv= parti per milione in volume ppbv= parti per miliardo in volume pptv= parti per trilione (milione di milioni) in volume

7 Immagine da satellite delle zone antropizzate della superficie terrestre

8 Emissioni di CO 2 nel Mondo - (I dati sono in tonnellate di carbonio per persona per anno)

9 Variabilità naturale e ricostruzione dei climi del passato

10 Fonti dei dati paleoclimatici

11 Evidenze di campo biologiche: anelli meristematici, pollini,. Evidenze di campo geologiche: sedimenti, ghiacciai, depositi morenici, Evidenze di campo chimico-fisiche: carotaggi, datazioni, analisi isotopiche,

12 Andamento della concentrazione di O18 negli oceani

13 Documenti Scritti: In Italia esistono Archivi in numero maggiore che altrove data la Storia del nostro Paese suddiviso in tanti piccoli Stati. Si è calcolato che allineando gli scaffali contenenti i documenti si coprirebbe una distanza di circa 1200 km. Particolarmente utili anche gli Archivi ecclesiastici: E auspicabile che un giorno gli Archivi delle Cattedrali di Spagna ed Italia possano essere sistematicamente esaminati per ciò che esse contengono in termini di informazioni dirette sulla storia del clima del Mediterraneo (Lamb,1982)

14 Frontespizio del volume dell Accademia del Cimento

15 Modelli di termometri fiorentini

16 La rete medicea ha funzionato per circa un decennio tra il 1656 ed il L eredità scientifica si può riassumere in: i) Diffusione degli strumenti in Europa ii) Importanza delle scala spaziale nello studio dei fenomeni meteo-climatci iii) Messa a punto di una metodologia di osservazione standardizzata Erede è stata la Meteorologica Societas Palatina che ha creato nel 1782 una rete europea di oltre 30 stazioni che coprivano l intero continente.

17 Ricostruzione climatica del Pleistocene Nell ultimo milione di anni alternanza di periodi glaciali ed interglaciali con ciclicità di circa anni L ultima glaciazione raggiunge il culmine circa anni fa Da anni ad oggi (OLOCENE) il clima si trova in una fase interglaciale

18 Ricostruzione climatica dell Olocene Anni a.c a.c a.c a.c a.c a.c. 100 a. C d.c d.c d.c d.c d.c d.c oggi Tipo di clima Progressivo riscaldamento Ottimo climatico post-glaciale Freddo Caldo Freddo-fresco Mite Caldo-arido Freddo Ottimo climatico medievale Freddo Fresco Piccola era glaciale Ripresa ciclo caldo

19 Segnali di cambiamento del clima

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22 Trend della temperatura nell emisfero meridionale e nella zona Antartica

23 Innalzamento del livello del mare: Il livello del mare viene rilevato attraverso la rete mareografica mondiale e i dati indicano un innalzamento intorno ai cm in 100 anni Valori analoghi per il Mediterraneo con l eccezione di Veneziadove il sollevamento di 27cm/100anni dipende anche da altri fattori Scioglimento dei ghiacci I ghiacciai artico della Groenlandia e quello Antartico non mostrano per ore segni di riduzione I ghiacciai interni, in particolare quelli alpini, sono in fase di notevole regresso

24 Immagine di un ghiacciaio alpino in fase di arretramento

25 Segnali sul Mediterraneo Aumento della pressione barometrica Aumento della radiazione solare Riduzione della nuvolosità Aumento della temperatura dell aria di circa 0,7 C/100 anni Riduzione delle precipitazioni annue Aumento degli eventi di precipitazione intensa (>70mm/24h) Aumento del numero di onde di calore Riduzione delle bombe meteorologiche

26 Scenari ed impatto del cambiamento del clima

27 Scenari Climatici Sono previsioni dell evoluzione futura del clima ricavate da: Modelli fisici di tipo energetico Modelli statistici Modelli di circolazione generale dell atmosfera

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29 Aumento della temperatura Aumento della evapo-traspirazione Cambiamenti nella erosione del suolo Modifica della circolazione generale dell atmosfera Sollevamento del livello del mare emperatura e salinità degli ceani correnti Ecosistemi vegetazione fauna Rischio di inondazioni Precipitazioni Tempeste Erosione costiera Acque superficiali; Ricarica degli acquiferi Risorse idriche Pesca Agricoltura Industrie Commercio Turismo Porti, Strade e Traffico Insediamenti umani e benessere socio-economico Qualità dell ambiente

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31 Desertificazione E la progressiva degradazione fino alla distruzione della copertura vegetale del suolo con la conseguente perdita della capacità produttiva di qualsiasi tipo di coltura. Riguarda principalmente le regioni aride e semi-aride che circondano i deserti.

32 IMPATTO sulla SALUTE Variazione nella distribuzione di malattie infettive: dengue, encefalite, infezioni intestinali, dissenteria, morbo di Lyme, malaria Per quest ultima si stima che l aumento di 2-3 C di temperatura possa comportare un aumento della popolazione a rischio di oltre 300 milioni di individui In Europa si prevede: Aumento degli stress termici con incremento di mortalità per malattie cardivascolari, cerebrovascolari e respiratorie Peggioramento della qualità dell aria (più frequenti eventi di smog fotochimico) con effetti su mucose e vie respiratorie Minore disponibilità di risorse idriche con effetti negativi sulla potabilità e l igiene e conseguente aumento delle malattie infettive Aumento delle precipitazioni torrenziali con i fenomeni associati (frane, smottamenti, esondazioni dei fiumi)

33 Tabella II Affezioni indotte dalla esposizione alla radiazione UVB Affezioni Indebolimento del sistema immunitario Affezioni dell occhio Note La radiazione UV altera la risposta del sistema immunitario pochè modifica l attività e la distribuzione delle cellule che innescano tale risposta. Aumenta quindi il rischio di infezioni e diminuisce l efficacia dei vaccini. Secondo l OMS 16 milioni sono i non vedenti nel mondo e di questi il 20% a causa della esposizione alla radiazione UV Cataratte Stime effettuate dall UNEP indicano che una riduzione del 10% dello strato di ozono potrebbe determinare un incremento del 5% della popolazione affetta da cataratte. I costi per le operazioni sono molto elevati: i soli Stati Uniti spendono ogni anno 3,4 Miliardi di $ per operazioni Fotocheratiti Fotocongiuntiviti Cancro della congiuntiva Affezioni cutanee Si tratta di altre affezioni dell occhio per le quali mancano dati quantitativi Tumori della pelle (melanomi e non melanocitici) Eritema Fotoinvecchiamento Secondo l UNEP ogni anno nel mondo si verificano 2 milioni di tumori della pelle non melanomi e melanomi. Il numero di questi casi è destinato ad aumentare perché secondo stime effettuate al riguardo una riduzione del 10% dello strato di ozono potrebbe dare luogo ad altri tumori non melanoma e 4500 melanomi. Si tratta di altre affezioni della pelle di minore interesse per le quali mancano dati quantitativi.

34 Quantificazione del danno decessi all anno per disastri meteo-climatici 200 milioni di persone colpite Miliardi di $ USA il danno economico Secondo un recente studio presentato a Mosca dalla OMS (Ottobre 2003) già gli attuali cambiamenti climatici avrebbero provocato nei Paesi in via di sviluppo oltre decessi all anno. Numero destinato a crescere con il progredire delle variazioni del clima.

35 Schema del sistema climatico

36 Ruolo degli oceani i) Evoluzione del pianeta (distribuzione terramare; formazione dell atmosfera ed esistenza della biosfera) ii) Cicli biogeochimici iii) Ciclo idrologico iv) Immagazzinamento e trasporto del calore

37 Oceani e gas serra Gas-serra CO 2 CH 4 N 2 O DMS Sorgente 90 Gt 10 Tg 1,4 2,6 Tg 40 Tg Pozzo 92 Gt 5 20 Tg Gt = g; 1Tg = g

38 Immagazzinamento del calore i) L energia al top dell atmosfera si divide: 80% sull oceano---20% sui continenti ii) L 80% corrisponde a 173x10 15 watt ii) Di questa energia il 60% è perso in atmosfera iii) Penetrano nell oceano, tenuto conto dell albedo, 0,4x 173x10 15 x 0,94 = 65x10 15 watt v) La radiazione atmosferica è 108x10 15 watt da cui si ricava che nell oceano si accumulano 175x10 15 watt >> 33x10 15 watt che è l energia solare in atmosfera

39 Bilancio Idrologico ( I flussi sono in Migliaia di Km 3 /anno)

40 Il Conveyor Belt che trasporta il calore negli oceani

41 Schema della circolazione dell Oceano globale Il nastro trasportatore

42 Modifica del clima in assenza del nastro trasportatore

43 El Niño- Southern Oscillation (ENSO): anomalie termiche superficiali

44 Che fare?

45 Convenzione quadro sui Cambiamenti Climatici (UNFCCC) Obblighi Politici: Stabilizzare le emissioni attraverso piani nazionali Cooperazione con i PVS nei settori agricolo, idrico e tecnologico per favorire uno sviluppo sostenibile Destinare risorse finanziarie addizionali ai PVS per consentire di affrontare i problemi del Cambiamento Climatico Obblighi Scientifici: Promozione, sviluppo e cooperazione internazionale per i problemi del clima Sostegno e partecipazione ai programmi già in atto (WCRP; IGBP; HDP;GCOS) Trasferimento di tecnologie e know-how ai PVS Formazione ed educazione scolastica ai problemi climatici

46 United Nations Framework Convention on Climatic Change Prima fase Adozione de principio di precauzione: riduzione delle emissioni ai livelli del 1990 Seconda fase Adozione del principio di equità e dello sviluppo sostenibile: calcolo delle emissioni tenendo presente anche i pozzi, cioè l assorbimento legato alle foreste, e dando la possibilità di acquistare dei diritti di emissione dai PVS Terza fase Controllo dei cambiamenti climatici attraverso strade alternative (?)

47 Protocollo di Kyoto Ridurrre le emissioni di GHGs del 5% rispetto ai livelli del 1990 Obbiettivo da raggiungere con azioni nazionali o internazionali, come il commercio dei diritti di emissione Sono previste sanzioni per gli inadempienti Il trattato è entrato in vigore dato che i Paesi sviluppati aderenti rappresentano il 55% delle emissioni del 1990 Gli USA e altri Paesi (Australia, Cina, India) si sono dissociati e questo mette in forse la possibilità di un accordo valido al fine di fronteggiare la crescita della concentrazione dei gas-serra

48 C o n c l u s i o n i Cosa si sa: Esiste un effetto serra naturale È aumentata la concentrazione dei gas serra Esiste una variabilità naturale del clima Si registrano segnali di cambiamento climatico Cosa si prevede: Ulteriore crescita di concentrazione dei gas serra Aumento della temperatura media planetaria Cambiamento del clima sia scala globale che regionale

49 Cosa si può fare: Stabilizzare le emissioni sulla base del principio di precauzione Intensificare gli studi sul clima per migliorare le previsioni Ricostruire i climi del passato per meglio valutare la variabilità naturale del clima Prevedere misure di adattamento alle modifiche del clima, essendo il Protocollo di Kyoto insufficiente a garantirci dal cambiamento

50 Grazie per l attenzione

51 Fonti dei dati paleoclimatici Dati paleo-climatici Evidenze di campo Evidenze documentarie Prove chimico-fisiche Prove biologiche Prove archeologiche Prove scritte Prove iconografiche Studi isotopici Palinologia Documenti di archivio Analisi sedimenti Dendrocronologia Cronache di eventi estremi Diari di bordo delle navi

52 Estensione dei ghiacci antartici

53 Schema orografico dell Antartide

54 Termperature della stagione fredda ( C)(

55 Temperature della stagione calda ( C)(

56 Andamento delle Precipitazioni in Antartide (cm/anno)

57 Ritratto del Granduca di Toscana

58 Esempi di improvvise variazioni climatiche

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