IL CLIMA, SUE VARIAZIONI E MODIFICAZIONI AMBIENTALI

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1 Consiglio Nazionale delle Ricerche IL CLIMA, SUE VARIAZIONI E MODIFICAZIONI AMBIENTALI CNR Istituto di Acustica e Sensoristica Orso Mario Corbino Area della Ricerca Roma Tor Vergata via del Fosso del Cavaliere, Roma Claudio Autore (Arial Rafanelli 14 punti, corsivo) 1

2 Indice 1. La situazione Meteo di questo periodo 1. è cambiata la Meteorologia o è cambiato il Clima? 2. Come si studia il Clima 3. I forzanti del Clima 1. Il Sole 2. I gas serra 3. Le relazioni Oceano Atmosfera 4. Conclusioni Claudio Autore (Arial Rafanelli 14 punti, corsivo) 2

3 I mesi scorsi Australia: la peggior alluvione dall 800, fuga da Brisbane Claudio Autore (Arial Rafanelli 14 punti, corsivo) 3

4 I giorni scorsi Claudio Autore (Arial Rafanelli 14 punti, corsivo) 4

5 e l estate 2010 Claudio Autore (Arial Rafanelli 14 punti, corsivo) 5

6 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 6 e l estate 2010

7 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 7 ma le estati 2002 e 2003?

8 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 8 quali le cause? di chi è la colpa? attività umane buco dell ozono

9 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 9 Vediamo di capirci qualcosa

10 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 10 il Sistema Terra è un Sistema Complesso non lineare (Caotico)

11 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 11 esempio di sistema caotico

12 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 12 Per capirci qualcosa, è cambiata la Meteorologia o è cambiato il Clima?

13 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 13 La Meteorologia è è la scienza che studia le situazioni del cielo in un dato luogo ed istante valutandone le evoluzioni a breve termine (giorni). le condizioni meteorologiche quindi sono diverse nello spazio e nel tempo.

14 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 14 Cosa studia la Meteorologia Parametri classici: Temperatura Pressione Umidità Vento Precipitazioni Parametri speciali: Radiazione solare Ozono stratosferico Anidride carbonica Gas serra Inquinanti..

15 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 15 Il Clima è per un dato luogo, è la media delle condizioni meteorologiche registrate in un intervallo di tempo. per l intero pianeta, è la media delle condizioni climatiche registrate in un intervallo di tempo. la variazione nel tempo dei valori medi planetari è indice di un Cambiamento Climatico Planetario o Global Change.

16 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 16 Il Clima è l WMO (OMM) parla di cambiamento climatico se la variazione rimane stabile dopo 30 anni

17 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 17 Il Clima è la previsione del clima futuro si ottiene dai risultati di modelli matematici. questi ultimi, per essere attendibili, devono descrivere i processi fisici dei fenomeni che si vogliono studiare.

18 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 18 sul Clima più domande che risposte Il clima si sta modificando? È una variazione naturale o la modifica è dovuta all uomo? Quale è l entità della modifica, è misurabile? È una modifica definitiva (cambiamento)? Quali interventi per prevenire le variazioni? vediamo

19 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 19 Per le previsioni si utilizzano: modelli mono-parametrici modelli pluri-parametrici modelli climatici solo atmosferico solo oceanografico globale

20 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 20 modelli dinamici basati su modelli di circolazione generale si basano su 4 principi fisici fondamentali: - conservazione della quantità di moto - conservazione della massa - conservazione dell energia - conservazione dell acqua nelle sue varie fasi tradotti in sistemi di Equazioni differenziali (primitive) problematiche connesse - primitive di difficile integrazione, per cui - parametrizzazione degli effetti fisici non descritti nelle primitive: - orografia - radiazione solare e nuvolosità - interazione aria - mare - convezione - effetti dovuti ai vari tipi di precipitazione - effetti dovuti al calore latente e sensibile - effetti dovuti allo strato limite planetario

21 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 21 Per studiare un Sistema Caotico si deve applicare la Matematica Complessa - Attrattori di Lorentz Cambiamenti Rapidi del Clima (ACC) Regimi di circolazione glaciale P i n B Regimi di circolazione attuale

22 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 22 perciò bisogna conoscere ciò che si sta usando: incertezza nella struttura del modello stesso incertezza nella descrizione delle interazioni mare aria incertezza nella conoscenza della variabilità naturale del clima incertezza nella comprensione dei feedbacks incertezza nella conoscenza di alcuni elementi del Sistema Climatico Globale

23 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 23 quindi, precauzioni nell utilizzo dei modelli! perché si devono conoscere i Forzanti del Clima avere valori corretti per l innesco del modello dati, da reti di monitoraggio, confrontabili

24 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 24 Ricostruzione climatica del Pleistocene Nell ultimo milione di anni alternanza di periodi glaciali ed interglaciali con periodicità di circa anni L ultima glaciazione raggiunse il culmine circa anni fa Da anni ad oggi (OLOCENE) il clima si trova in una fase interglaciale

25 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 25 Ciclicità climatica dell Olocene Anni Tipo di clima a.c. Progressivo riscaldamento a.c. Ottimo climatico post-glaciale a.c. Freddo a.c. Caldo a.c. Freddo fresco a.c. Mite 100 a. C d.c. Caldo - arido d.c. Freddo d.c. Ottimo climatico medievale d.c. Freddo d.c. Fresco d.c. Piccola era glaciale 1850 oggi Ripresa ciclo caldo

26 Autore (Arial 14 punti, corsivo) Evidenze di campo: dati fisico-chimici anni anni anni anni anni

27 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 27 Evidenze di campo: proxy-data biologici

28 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 28 Evidenze di campo: altri proxy-data

29 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 29 Evidenze di campo: proxy-data biologici 10 9 En rojo la transformada de Furrier de las valvas sin brackish water (puntos negros). En Línea de puntos idem de conchas con brackish water (puntos blancos) Estimated temperature ( C) Pure sea water: Measured data Fourier transform Brackish water: Measured data Fourier transform Age (years BP)

30 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 30 Concentrazioni di gas registrate nelle carote di ghiaccio dell Antartide su un periodo di anni. E evidente la stretta e diretta correlazione fra temperatura, CO 2 e CH 4, tipica di un sistema che si auto regola.

31 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 31 La circolazione planetaria

32 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 32 La circolazione planetaria

33 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 33 come influiscono i Poli?

34 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 34 Artico dal greco arctikos, Orso

35 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 35 Artico dal greco arctikos, Orso Superficie: variabile

36 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 36 Antartico in opposizione ad Artico Superficie: Km 2 in inverno raddoppia

37 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 37 Il bilancio energetico del pianeta Equilibrio tra l energia della radiazione in arrivo dal Sole e quella emessa dal sistema Terra- Atmosfera verso lo spazio esterno (albedo planetaria).

38 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 38 Il bilancio energetico del pianeta

39 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 39 Il bilancio energetico del pianeta G = S + E F S (costante solare) 1380 W m -2 E (emissione dalla sup. terrestre) 390 W m -2 F (albedo) 235 W m -2 G (potenza disponibile) 1535 W m -2

40 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 40 I principali forzanti del Clima Attività del Sole Gas serra Interazione oceano - atmosfera

41 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 41 Il sole e la pressione di radiazione

42 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 42 Il sole ed i suoi cicli i sunspots

43 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 43 Il sole ed i suoi cicli macchie solari fenomeni periodici buchi coronali fenomeni apparentemente aciclici

44 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 44 Gli effetti

45 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 45 Gli effetti

46 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 46 Il sole ed i suoi cicli i sunspots

47 Ozono e Sunspot 310 Monthly Total Ozone Content by Satellite data Ushuaia Ozone [D.U.] TOMS Years Autore (Arial 14 punti, corsivo) 47

48 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 48 Mare, Piogge e Sunspots

49 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 49 Spettro di assorbimento atmosferico della radiazione solare

50 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 50 Spettro di assorbimento della radiazione solare di alcuni componenti l atmosfera

52 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 52 L effetto Serra Se la Terra fosse priva di atmosfera ci sarebbe una temperatura media al suolo di circa -18 C

53 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 53 L effetto Serra e = h ν ove ν = 1 / λ e = h 1/λ e 0 = h 1/λ 0 ; e 1 = h 1/λ 1 e 0 e 1 = h (1/λ 0-1/λ 1 ) essendo e 0 > e 1 si ha 1 / λ 0 > 1 / λ 1 da cui λ 1 > λ 0 spostamento verso l I. R.

54 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 54 I gas serra naturali Vapore acqueo (H 2 0) Anidride carbonica (CO 2 ) Metano (CH 4 ) Protossido d Azoto (N 2 O) Ozono ( O 3 )

55 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 55 I Gas Serra Gas serra CO 2 CH 4 CFC 11 CFC 12 N 2 O Concentrazione ppmv ppmv pptv pptv ppbv Epoca pre-industriale (1800) Epoca attuale Crescita annua e rateo % 1.8 (0.5) (0.9) 9.5 (4) 17 (4) 0.8 (0.25) Tempo di permanenza (anni)

56 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 56 Temperatura planetaria

57 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 57 L estate 2010

58 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 58 La CO Stazione Antartica di Jubany ppm /01/ /10/ /07/ /04/ /01/ /10/ /07/2009

59 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 59 La CO 2 in area mediterranea

60 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 60 Le polveri in Atmosfera

63 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 63 Global Warming Aumento della temperatura media dell aria scioglimento dei ghiacci aumento del livello dei mari!

64 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 64 Stima del livello dei mari

66 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 66 La Conveyor Belt trasporta il calore negli oceani

67 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 67 El Niño È un fenomeno dell estate australe, da cui il nome, che avviene nell Oceano Pacifico a latitudini sub-equatoriali (con ciclicità caotica 2-4 anni). È una invasione di acqua calda superficiale che si sposta dalle regioni occidentali verso oriente lungo la costa del Perù, dell Ecuador e del Nord del Cile. L aumento di temperatura è di diversi gradi: nell evento del l acqua superficiale ha raggiunto i 32 C (5 C al disopra della media).

68 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 68 El Niño

69 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 69 El Niño

70 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 70 El Niño Esistono ormai consolidate analisi che mostrano l esistenza di una correlazione tra questo fenomeno ed il verificarsi di anomalie climatiche in altre parti del pianeta nei mesi successivi. In particolare: - inverni più miti in Alaska e Canada occidentale - precipitazioni più abbondanti in California, Florida e Golfo del Messico (costa orientale dell America) - siccità in Australia, Indonesia, Filippine, Africa sub-equatoriale - aumento dei temporali tropicali a Tahiti e Polinesia

71 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 71 CO 2 ed El Niño

72 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 72 La CO 2 e l oceano

73 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 73 La CO 2 e El Niño - La Niña

74 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 74 La CO 2 ed El Niño - La Niña

75 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 75 Il Fenomeno Fisico ha una variabilità naturale esiste un effetto antropico ma è difficile quantificarlo Conclusioni Quali strumenti per lo studio necessità di misure di lungo periodo (un giorno senza misure è un giorno perso, l esperimento non è ripetibile) necessità di modelli più rappresentativi indicazioni contraddittorie e non definitive intensificare le collaborazioni internazionali con reti estese e metodologie di misura comuni

76 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 76 conclusioni Quali i rimedi nel frattempo? Adottare il Principio di Precauzione Applicazione dei trattati internazionali Sviluppare tecnologie alternative Coinvolgere la Scuola, i Mass Media campagne di informazione campagne di prevenzione protezione da UV risparmio energetico perché l uomo non deve fare danni

77 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 77 L uomo purtroppo fa danni non solo con: l inquinamento

78 Autore (Arial 14 punti, corsivo) 78 grazie