Cambiamenti climatici:
cause e possibili soluzioni
Domenico Santino
[email protected]
Sommario
• Clima ed effetto serra
• Consumi energetici e CO2
• La strada verso Kyoto
• Il Protocollo di Kyoto
• Cambiamenti climatici: Italia e UE
Se le conseguenze di un problema non sono certe, si
ignora il problema o si fa qualcosa comunque?
Che cos’è il clima
• Intergovernmental Panel on Climate Change
(IPCC): “Con il termine clima si intende il tempo
medio in termini della sua media e della sua
variabilità in un determinato arco temporale ed in
una determinata area geografica.”
• Pew-Center (associazione ambientalistica):”Clima:
il tempo mediato su un lungo periodo di una
regione… Il clima non è la stessa cosa del tempo”
Le componenti del sistema climatico
Atmosfera
Idrosfera
Criosfera
Geosfera
Biosfera
L’atmosfera
L’atmosfera è una miscela di gas ed aerosol che
nell’insieme viene chiamata aria.
Essa influenza in modo determinante il bilancio
energetico terrestre
L’atmosfera
• Fenomeni a livello globale: interazione dell’atmosfera
terrestre con l’energia proveniente dal sole
• Trasporto di energia: l’equatore è più caldo dei poli,
l’aria calda si muove dall’equatore verso i poli
COMPOSIZIONE DELL’ARIA A LIVELLO DEL SUOLO
IN AREE REMOTE
FORMULA
CONCENTRAZIONE (% )
Azoto
N2
78.1
Ossigeno
O2
20.1
Argon
Ar
0.93
Biossido di Carbonio
(anidride carbonica)
CO2
0.037 (370 ppmv)
Metano
CH4
0.00017 (1.7 ppmv)
Ozono
O3
10-8 to 10-5
N2O
0.000031 (0.31 ppmv)
(CFC-11)
CFCl3
0.00000027 (0.27 x 10-9)
(CFC-12)
CF2Cl2
0.00000053 (0.53 x 10-9)
Protossito di azoto
La idrosfera
Con idrosfera si intende le acque superficiali
ed in modo particolare gli oceani
La idrosfera
I venti superficiali fanno mettere in movimento le correnti
oceaniche globali di superficie.
Le acque calde si muovono verso i poli, mentre le acque fredde si
muovono verso l’equatore
L’acqua evaporando dalla superficie degli oceani immagazzina
calore che viene successivamente rilasciato quando il vapore
condensa per formare nubi e precipitazioni
La idrosfera
Gli oceani immagazzinano una quantità di
energia molto maggiore dell’atmosfera
La corrente del Golfo nel nord Atlantico
ha mostrato segni di rallentamento
La criosfera
La criosfera è formata da quelle regioni del globo,
sia terrestri sia marine, coperte da neve o ghiaccio.
La criosfera
La neve ed il ghiaccio riflettono il 90% della radiazione
proveniente dal sole, mentre la terra in media riflette circa
il 30%.
Senza la criosfera la riflessione totale sarebbe molto più
bassa: più energia sarebbe assorbita di quanto ne verrebbe
riflessa, e di conseguenza la temperatura dell’atmosfera
sarebbe più alta
La geosfera
La geosfera è formata dai suoli, sedimenti e rocce della parte
terrestre della terra, la crosta continentale ed oceanica ed infine
l’interno stesso della terra.
Le eruzioni vulcaniche riempiono l’atmosfera di anidride
carbonica ed emettono considerevoli quantità di polveri ed
aerosol.
La biosfera
La vita si torva praticamente in tutti gli ambienti terrestri.
La biosfera, sia sulla terra sia negli oceani, influenza la
riflessione della energia solare della superficie terrestre.
Le grandi aree della foresta continentale hanno una
riflessione relativamente piccola rispetto a regioni aride
come i deserti.
La biosfera
La biosfera influenza anche i flussi di certi gas ad effetto
serra come l’anidride carbonica ed il metano.
Il plancton nella superficie degli oceani utilizza il carbonio
disciolto per i processo di fotosintesi.
Quando muore, il plancton affonda, trasportando l’anidride
carbonica sul fondo degli oceani.
Tale
attività
riduce
fortemente
atmosferica dell’anidride carbonica
la
concentrazione
Il clima è in continua evoluzione per
cause naturali
Più Caldo
Periodo di riscaldamento: nel 218 AC
Annibale varca le Alpi con gli elefanti
Più arido, i deserti si sviluppano, nasce
la civiltà egiziana lungo il Nilo
Medioevo caldo e mite, in
Inghilterra vitigni, vichinghi in
Groenlandia
Anno zero
2000 A.C.
4000 A.C.
La temperatura si rialza di
0.5/1 grado, il mare cresce di
livello
500 D.C.
1850 D.C.
1000 D.C.
1000 A.C.
1300 D.C.
Clima mite, la Libia è
il granaio di Roma
Sahara
fertile,
nasce
l’agricoltura, si popola la
Mesopotamia,
Cambia il clima, decadenza vecchie
civiltà, sviluppo romani e greci
Più Freddo
Piccola era Glaciale, ghiacciai molto
estesi, 1816 anno senza estate
Forse
una
catastrofe
climatica
(vulcano?),
invasioni
dell’occidente,
Islam
Temperatura della terra
La temperatura della terra sarebbe -19°C se l’atmosfera
non trattenesse, grazie all’effetto serra, una parte
dell’energia che riceve dal sole.
Flusso energetico
• Flusso di energia dal sole:
– 64 MW/m2
• Flusso incidente sulla superficie terrestre
(distanza dal sole 150 milioni di km) :
– 1367 W/m2 (circa 0,02 per mille)
• Flusso medio incidente:
– 342 W/m2
• Flusso medio utilizzabile :
– 240 W/m2
Equilibrio radiativo pre-industriale
Equilibrio radiativo 2xCO2
Le attività umane stanno
modificando il clima terrestre
• Durante gli ultimi 3 secoli la popolazione umana
è aumentata di 10 volte sino a 6000 milioni e
quattro volte nel 20o secolo
• La popolazione animale è aumentata a 1400
milioni (1 mucca/famiglia); quadruplicandosi
nell’ultimo secolo
• Urbanizzazione è cresciuta di oltre dieci volte
nell’ultimo secolo; quasi metà della popolazione
vive in città
• La produzione industriale è cresciuta di 40
volte durante l’ultimo secolo, l’uso dell’energia
16 volte
• Circa il 50 % della superficie terrestre è stata
trasformata dall’azione umana
• L’uso di acqua è aumentato di 9 volte durante
l’ultimo secolo sino a 800 m3 /persona anno;
65 % irrigazione, 25 % industria, ~10 %
idropotabile
Cambiamenti in atto

Redistribuzione delle precipitazioni

Incremento del rischio delle precipitazioni
estreme (inondazioni desertificazione)

Incremento delle onde di calore in Europa, come
nell‘estate 2003

Cambiamenti troppo rapidi impediscono agli
ecosistemi di adattarsi
 Le temperature e il livello del mare stanno
aumentando
 I ghiacciai si stanno ritirando
 Il ghiaccio artico sta diventando più sottile
 Le
attività
umane
stanno
cambiando
concentrazioni atmosferiche dei gas serra
le
Fonte: NASA and Natural Resources Defense Council
Potenziali Impatti dei Cambiamenti Climatici
Persone a rischio per un aumento del livello del mare di 44 cm nel 2080
Assumendo l’attuale livello di protezione dalle inondazioni
Source: R. Nicholls, Middlesex University in the U.K. Meteorological Office. 1997. Climate Change and Its Impacts:
A Global Perspective.
Strategie di intervento
Strategie di mitigazione dei
cambiamenti climatici
agire sulle cause
Strategie di adattamento ai
cambiamenti climatici
agire sugli effetti
Finalità della mitigazione
1.
A breve termine:
2.
A lungo termine:
stabilizzazione delle emissioni di gas serra
di origine antropica
stabilizzazione delle concentrazioni in aria
dei gas serra ad un livello non pericoloso
per il sistema climatico e per i sistemi
umani
Opzioni di mitigazione

Diminuire le emissioni
 Uso razionale dell’energia ed efficienza
energetica
 Sequestro del carbonio
 Fonti rinnovabili
 Nuovi vettori energetici
 Fonte nucleare
Opzioni di mitigazione
• Aumentare gli assorbimenti del carbonio
 Forestazione, riforestazione
 Riduzione del degrado suoli
 Ottimizzazione della gestione agroforestale
Consumi energetici ed
emissioni di CO2
La strada verso Kyoto
Eventi significativi nello sviluppo di una
coscienza mondiale dei problemi ambientali
 1972 pubblicazione del rapporto del Club di Roma “I
limiti dello sviluppo” (Meadows D.H et al. 1972).
 1972 1° Earth Summit a Stoccolma, Svezia
• 1988 Viene formato il “Intergovernmental Panel on
Climate Change (IPPC)
• 1990 Primo rapporto dell’IPPC
• 1992 2° Earth
Brasile
Summit, Rio
de Janeiro,
Principi della UNFCCC
• Principio di precauzione
• Principio di responsabilità
• Principio di equità
Obiettivo della UNFCC
Art. 2: “L’obiettivo finale della Convenzione è quello di
raggiungere la stabilizzazione delle concentrazioni dei gas
ad effetto serra nell’atmosfera ad un livello da prevenire
pericolose interferenze antropiche col sistema climatico”
Il Protocollo di Kyoto
siglato il 7 dicembre 1997 ed
entrato in vigore il 16 febbraio 2005
Riguarda:
• la 1° finalità della strategia di mitigazione
(stabilizzazione delle emissioni)
• i soli Paesi industrializzati secondo il
principio della responsabilità comune ma
differenziata
Obiettivo
Riduzione per i Paesi Industrializzati
delle emissioni complessive dei gas ad
effetto serra del 5% rispetto al 1990
entro il periodo 2008-2012.
I Gas ad effetto serra
Protocollo di Kyoto
• anidride carbonica (CO2),
• metano (CH4),
• protossido di azoto (N2O),
• esafluoruro di zolfo (SF6),
• idrofluorocarburi (HFC),
• perfluorocarburi (PFC).
Cambiamenti climatici
l’Italia e la Unione Europea
L’Unione Europea ha ratificato il Protocollo
di Kyoto durante il Consiglio dei Ministri
dell’Ambiente del 4 marzo 2002.
L’Italia ha ratificato il Protocollo con la
legge 120/2002 del 1 giugno 2002.
L’impegno della UE prevede la riduzione
delle proprie emissioni di gas effetto serra
del 8%.
All’Italia spetta una riduzione del 6,5%
La Direttiva Europea
2003/87/CE
Il 13 ottobre 2003 la Commissione Europea ha pubblicato
la Direttiva Europea sull'Emissions Trading (EU ETS). Dal
1° gennaio 2005 le imprese europee rientranti nel settori
indicati dall'EU ETS dovranno limitare le loro emissioni di
CO2
Le iniziative della EU contro i
cambiamenti climatici
Sviluppi recenti :
– Rapporto Stern
– Quarto Assessment Report IPCC
Rapporto Stern
Il Rapporto Stern sugli effetti economici dovuti ai
cambiamenti climatici, commissionato dal governo del
Regno Unito e pubblicato nel novembre 2006, riafferma i
costi enormi della mancanza d’azione.
Questi costi, non soltanto economici ma anche sociali ed
economici, ricadranno in ugual misura in modo pesante sui
paesi poveri, su quelli in via di sviluppo e su quelli
industrializzati.
Quarto Assessment Report IPCC
Il rapporto di febbraio 2007 dell’IPCC sugli aspetti scientifici
mostra:
– che il mondo si sia scaldato in media di 0,7 °C rispetto all’età
preindustriale e l’aumento della temperatura sta accelerando;
– i livelli del mare si sono innalzati con una velocità quasi
doppia tra il 1993 ed il 2003 rispetto a quella dei tre decenni
precedenti;
– le emissioni antropiche di gas ad affetto serra sono la causa di
questi cambiamenti.
– Lo IPPC prevede che senza iniziative che limitino le emissioni
la temperatura media globale probabilmente aumenteranno tra
1,8 °C e 4 °C in questo secolo.
La UE
La Commissione Europea considera vitale prevenire che il
riscaldamento globale superi di 2°C
i livelli di temperatura
dell’età preindustriale.
Uno studio della Commissione Europea mostra, che affinché la
terra abbia buone probabilità di limitare l’aumento della
temperatura media non oltre ai 2°C, le emissioni di gas ad affetto
serra andranno stabilizzate intorno al 2020 e successivamente
ridotte fino al 50% rispetto a quelli del 1990 entro il 2050 .
La UE
La UE intende avviare proprie iniziative.
Essa è determinata a diventare un’economia altamente
efficiente ed a basso contenuto di carbonio.
La UE taglierà le sue emissioni di almeno il 20% rispetto
ai livelli del 1990 entro il 2020.
Benefici per la UE derivanti dalle
riduzioni le emissioni
• Aumento dell’efficienza e della sicurezza
energetica
• Riduzione dell’inquinamento atmosferico e dei
costi sanitari
• Aumento dell’occupazione
Settori non industriali
Per i settori come i trasporti, i rifiuti e l’edilizia gli
obiettivi di riduzione delle emissione dovranno
essere in media circa il 20% in meno rispetto ai livelli
del 2005.
Energie rinnovabili
Raggiungere l’obiettivo del 20% di energie
rinnovabili entro il 2020
L’impegno europeo su efficienza energetica
Nelle marzo 2007, il Consiglio europeo ha identificato l'efficienza
energetica come uno degli elementi essenziali della strategia globale
sul cambiamento climatico e l'energia ed ha sottolineato la necessità di
conseguire l'obiettivo di una riduzione del 20% del consumo
energetico dell'Unione entro il 2020.
DICEMBRE 2009
CONFERENZA DI COPENHAGEN