Il clima e le cause del suo
cambiamento
Antonio Ballarin Denti
Università Cattolica di Brescia
Dipartimento di Matematica e Fisica
Brescia, 30 gennaio 2009, Liceo Arici
Il sistema climatico
Fonte: sito WEB IGBP - Italia
Il bilancio energetico terrestre
L’EFFETTO SERRA
La luce visibile del sole passa
attraverso il vetro e scalda il
terreno
Il calore riemesso dal terreno
(raggi infrarossi) viene in parte
riflesso dal vetro ed “intrappolato”
nella serra
EFFETTO DEI VARI GAS CHE ASSORBONO
NELL’INFRAROSSO (GAS EFFETTO SERRA)
Potenziale
effetto serra
(riferito all’unità
(ppm) di CO2)
1
21
290
380
1,7
0,3
Concentrazione
(ppm)
CO2
CH4 N2O
AUMENTO TEORICO ANNUO DI CO2 IN ATMOSFERA
(dal Bilancio globale del carbonio)
AUMENTO REALE
COMBUSTIBILI
FOTOSINTESI
FOSSILI
RESPIRAZIONE 100 Gton
6.3 Gton
DISBOSCAMENTO
DELLE PIANTE
2 Gton
50 Gton
 3 ppm/anno
 0,8 %/anno
 1,5 ppm/anno
 0,4 %/anno
DIFFUSIONE CHIMIC0-FISICA
100
RESPIRAZIONE
NEL SUOLO
50
RISERVE DI CARBONIO (109 ton)
VEGETAZIONE
SUOLI
ATMOSFERA
OCEANI
COMBUSTIBILI FOSSILI
560
1500
735
36000
DA 5000 A 10000
1 Gton = 109ton = 1 miliardo di ton
104
Emissioni di CO2 dal 1750 al 2000 (MtC)
Global CO2 emissions from fossil fuel burning, cement production, and gas flaring for 1751-2000.
Fonte: CDIAC ESD, USA
La concentrazione di CO2 in atmosfera è
aumentata esponenzialmente negli ultimi 200 anni
Fonte: CDIAC, U.S. Dept.of Energy
Variazione della temperatura media dell’aria in prossimità
della superficie terrestre dal 1000 ad oggi
Fonte: IPCC WGI Third Assessment Report
Descrizione del sistema climatico
Fonte: IPCC WGI Third Assessment Report
Il riscaldamento osservato negli ultimi 150 anni
è attribuibile alle attività antropiche
Previsione delle emissioni di CO2
2000 -2100 secondo differenti scenari
Fonte: IPCC WGI Third Assessment Report
Concentrazioni di CO2 previste nel 21° secolo:
2 ÷ 4 volte il livello pre-industriale
Temperature previste nel 21° secolo: significativamente
più alte di quelle degli ultimi 1000 anni
Potenziale impatto del Climate Change
Conseguenze del Global Change:
innalzamento del livello dei mari
Previsioni della crescita del livello del mare
secondo differenti scenari
Fonte: IPCC WGI Third Assessment Report
Conseguenze del Global Change:
siccità e desertificazione
Variazioni previste di precipitazioni
su scala planetaria
Variazioni delle precipitazioni medie annue previste dal 2071 al 2100
relativamente al 1990
Stress idrico legato al Climate Change
Conseguenze del Global Change:
intensificazione degli eventi estremi
Sequenza temporale della fase di esondazione delle
acque del torrente Cenischia, 2000 (fonte Luna Nuova)
Ponte della “Pedemontana” asportato dalla piena
del Torrente Orco, 2000
(fonte Università degli Studi di Milano)
Trend degli eventi estremi
Fondazione Lombardia per l’Ambiente
Numero di decessi e temperature minime e massime a
Parigi durante l’onda di calore dell’estate 2003
INCREMENTO DI EVENTI CATASTROFICI
E CONSEGUENTI PERDITE ECONOMICHE
Miliardi di US$ (base 1999)
Numero di grandi catastrofi
Perdite economiche
Costi reali ed assicurati degli eventi
meteorologici catastrofici
Conseguenze del Global Change in Italia
intensificazione degli eventi estremi
Fonte immagine : Nimbus
Aumento dei periodi di siccità
(percentuale dei giorni siccitosi invernali)
NORD
SUD
100
100
1981-2000
80
60
1981-2000
80
1951-1980
60
%
1951-1980
%
40
40
20
20
0
0
1950
1960
1970
1980
1990
2000
1950
1960
1970
Brunetti, M., Maugeri, M., Nanni, T. Navarra A., 2002, Int. J. Climatol., 22, 543-558
1980
1990
2000
Riduzione in massa e superficie
dei ghiacciai alpini
Andamento dei bilanci di massa di ghiacciai alpini
Fonte: RSA Lombardia 1999
Riduzione dell’innevamento
Mitigazione del Global Change:
afforestazione e riforestazione
Flusso netto giornaliero di carbonio di una
piantagione di pioppi all’interno del Parco del
Ticino nei pressi di Pavia (JRC, Ispra)
Fondazione Lombardia per l’Ambiente
Sequestro annuale di carbonio da parte della
biosfera
Sviluppo sostenibile: variabili e relazioni
La Convenzione sui Cambiamenti Climatici
Obiettivo (art.2) “stabilizzare le concentrazioni nell’atmosfera di
gas serra ad un livello tale da prevenire interferenze rilevanti
di carattere antropogenico con il sistema clima”
Principio
responsabilità comuni ma differenziate
Impegni generali
- presentazione di comunicazioni nazionali (inventario
emissioni gas serra);
- adozione di programmi nazionali per attenuare il
cambiamento climatico
Impegni più specifici
- impegno dei Paesi industrializzati (Annex I) ad adottare
politiche che riportino le loro emissioni al livello 1990;
- impegno dei Paesi OCSE (Annex II) a fornire risorse
finanziarie aggiuntive
Il Protocollo di Kyoto
Gas serra
da ridurre
CO2
CH4
N2O
HFCs
PFCs
SF6
Emissioni Paesi industrializzati 1990
Emissioni medie annuali 2008-2012
- 5.2%
Quote di riduzione
(%)
UE –8 (Italia -6.5)
USA –7
Giappone –6
Russia 0
Australia +8
L’Italia ha aderito il 29 aprile 1998 (CIPE 19/11/1998)
e ratificato il 1 giugno 2002 con Legge n.120/2002
Il Protocollo di Kyoto è stato ratificato da 164 Paesi
complessivamente responsabili del 61,6% delle emissioni di CO2
Il Protocollo di Kyoto è entrato in vigore il 16 febbraio 2005
KP - Modalità attuative
”Emissions reduction Protocol”
Misure “domestiche” di riduzione emissioni
Meccanismi flessibili (supplementare alle azioni domestiche)
• Emission Trading: il commercio delle quote di emissione
• Joint Implementation: attuazione congiunta degli obiettivi di riduzione
• Clean Development Mechanisms: meccanismi di sviluppo pulito
(cooperazione tra Paesi)
”Sinks Protocol”
Sinks stoccaggio di carbonio da parte di
•foreste e vegetazione
•agricoltura e suolo
Misure “domestiche”
di riduzione emissioni
 Miglioramento efficienza energetica
 Risparmio energetico
 Maggiore utilizzo fonti di energia rinnovabili
 Accelerazione iniziative di ricerca innovativa
 Sperimentazione (“idrogeno, biomasse, solare termico,
eolico, fotovoltaico, combustibile da rifiuto e biogas”)
Sesto Programma di Azione per l’Ambiente UE
Approccio strategico
applicazione e implementazione legislazione
ambientale
integrazione tematiche ambientali nelle diverse
politiche
interventi e innovazione tecnologica attraverso la
partnership impresa–comunità scientifica
policies ambientali basate su informazioni affidabili e
aggiornate (indicatori)
miglioramento della qualità dell’informazione
ambientale ai cittadini
A livello mondiale sono necessari 7 cunei di stabilizzazione
per evitare il raddoppio delle emissioni nei prossimi 50 anni
(Pacala e Socolow, 2004)
14
Emissioni
raddoppiate
Gigatons
Carbon Emitted
per Year
The Stabilization Wedge
175 Gt di
Carbonio
25 Gt/cuneo
in 50 anni
Emissioni
stabilizzate
Stabilization trajectory
7
Emissioni
attuali
1.6
0
1950
2005
2054
15 sono i “cunei” identificate da Pacala e Socolow
Si tratta di tecnologie già esistenti
Zero-Carbon
Electricity
Fossil Fuel
CCS
Biological
Storage
Efficiency
n
io
t
a
li iz
ab
t
S
W
ge
d
e
Zero-Carbon
Fuels
Fuel
Switchi ng
Strategia complessiva per la riduzione delle
emissioni di gas serra in Lombardia
14 Opzioni divise in 4 gruppi
 Obiettivi richiesti per un abbattimento
di 36 Mt CO2eq/anno entro il 2020
 Azioni e interventi
 Riduzione specifica per singola azione
(equivalenza: in media 2,5 Mt CO2eq per cuneo)
 Enti competenti ed esempi di attuazione
Indicatori per il reporting ambientale: il modello DPSIR (OCSE)
Cause generatrici
primarie
• agricoltura
• industria
• trasporti
• ecc.
Determinanti
interventi strutturali
Pressioni
Pressioni
• emissioni atmosferiche
• produzione rifiuti
• scarichi industriali in corpi idrici
• ecc.
Risposte
Risposte
• leggi
• piani
• prescrizioni
• ecc.
Impatti
Stato
Stato e tendenze
• qualità dell’aria
• qualità dell’acqua
• qualità dei suoli
• biodiversità
Impatto
• sulla salute
• sugli ecosistemi
• ecc.
Grazie per
l’attenzione!