clima e cambiamenti
climatici
Carlo Pona
ENEA
Le osservazioni:
Temperatura
Composizione atmosfera
Livelli dei mari
Ghiacci
Uragani
Temperatura media globale
Variazioni della temperatura media superficiale + 0,4°C
(2002)
Anomalie in °C rispetto alle media 1961-90
Negli ultimi 140 anni
Anomalie in °C rispetto alle media 1961-90
Negli ultimi 1000 anni
Negli ultimi 1000 anni (emisfero nord)
1910
Anomalie della
Temperatura. Locale.
+ caldo
+ freddo
Temperature medie
superficiali 2001-05
relative al 1951-80
(°C)
Fonte: Hansen, J., Sato, M., Ruedy, R., Lo, K., Lea, D.W. and Medina-Elizade, M.
(2006). Global temperature change. Proc. Natl. Acad. Sci., 103, 14288-14293
Temperatura superficiale
dei mari
Oceani
Oceano
indiano
Bacini chiusi
Pacifico
Occidentale
Mar Mediterraneo
+ 1,3
°C
Nord
Atlantico
Le osservazioni:
Temperatura
Composizione atmosfera
Livelli dei mari
Ghiacci
Uragani
Atmosfera: CO2
osservazioni fatte alle Hawaii
Ciclo
stagionale
Atmosfera: CO2, CH4
CO2
CH4
La concentrazione atmosferica di CO2 e CH4 nel 2005
è di gran lunga superiore a quella naturale degli
ultimi 650.000 anni!!!
Atmosfera:
CO2, CH4
ingrandimento
ultimi 150 anni
CO2:
da 270 a
380 ppm
+ 40%
CH4:
da 600 a
1700 ppm
+ 183%
Ultimi 150 anni!!
Le osservazioni:
Temperatura
Composizione atmosfera
Livelli dei mari
Ghiacci
Uragani
livello medio del mare
+ 20 cm
La causa?
Dilatazione termica e
scioglimento dei
ghiacci
boe
satellite
Le osservazioni:
Temperatura
Composizione atmosfera
Livelli dei mari
Ghiacci
Uragani
Settembre 1979
Settembre 2003
Estensione
ghiacci
Artici
ghiaccio
artico
Settembre 2007: minimo storico mai
- 38%
rilevato!!
La neve si scioglie
sul Kilimanjaro
-90%
Le osservazioni:
Temperatura
Composizione atmosfera
Livelli dei mari
Ghiacci
Uragani
Eventi
catastrofici
Tutti i disastri
(terremoti,
calore, carestie,
alluvioni,
infestazioni,
valanghe,
eruzioni,
tsunami, incendi,
tempeste)
Confronto tra terremoti
e disastri climatici
alluvioni
terremoti
terremoti
cicloni
Un passo indietro:
Le variazioni naturali del
clima
astronomiche
terrestri
umane
Che cos’è il clima ?
Il termine Clima deriva dal greco
antico “klima” (=inclinazione) coniato
da Hipparco di Nicea (190-120 AC)
Che cosa è il clima?
Il clima è l’equilibrio tra l’energia
entrante nel nostro pianeta dal sole, e
l’energia uscente, (radiazione solare
riflessa dall’atmosfera, dal suolo e dalle
nubi, ed energia emessa o irraggiata dalla
superficie terrestre).
Il clima (=l’equilibrio) può modificarsi sia
per cause esterne che per cause interne al
sistema terrestre.
Clima e Tempo
Tempo meteorologico e Clima nel
linguaggio comune vengono spesso confusi;
dal punto di vista scientifico invece, i loro
significati sono ben distinti.
Clima e Tempo
Il tempo meteorologico è la risultato
di fenomeni che avvengono in aree limitate
e in un breve intervallo di tempo
(giornaliero e orario; pioggia, neve, caldo,
freddo).
Il clima invece si definisce su fenomeni
stagionali e su tempi lunghi (almeno 30
anni) e su ambienti vasti (ad esempio, le
zone climatiche comprendono parti molto
estese di più continenti).
La Temperatura terrestre
dipende dal bilancio
energetico
In assenza di atmosfera la temperatura
terrestre sarebbe di
-19°C. Ma l’atmosfera trattiene, grazie
all’effetto serra naturale, parte della
energia che riceve dal sole.
Il risultato è che la temperatura media
terrestre OGGI è di circa 15°C.
L’equilibrio energetico e
l’effetto serra naturale
Un passo indietro:
Le variazioni naturali del
clima
astronomiche
terrestri
umane
Cause astronomiche di
variazione dell’energia entrante
Rotazione della Galassia
periodicità 200 - 500 Milioni di anni
Eccentricità dell’orbita terrestre:
periodicità da 96 a 413.000 anni
Precessione degli equinozi
Inclinazione asse terrestre: 23.44° (21,5° 24.5°)
Da 19.000 - 24.000 anni
Obliquità dell’orbita
Periodicità circa 41.000 anni
Attività solare (macchie)
Periodicità circa 11 anni
Variazioni Astronomiche (lungo periodo)
Variazioni Astronomiche (breve periodo)
Attività solare
Ciclo solare: 11 anni.
Ciclo magnetico
solare: 22 anni circa
Dovuto alla presenza
delle macchie solari:
variazioni di 0.07%
sull’energia entrante;
Un passo indietro:
Le variazioni naturali del
clima
astronomiche
terrestri
umane
Cause interne di variazione
dell’energia uscente
(di lungo periodo)
Orogenesi
Formazione delle catene montuose (centinaia di milioni
di anni). Modifica la circolazione delle correnti aeree,
l’albedo.
Epirogenesi
Deriva dei continenti e tettonica (centinaia di milioni di
anni). Modifica l’albedo, la circolazione oceanica e il
trasporto di calore dall’equatore ai poli.
Vulcanismo
Polveri e aerosol riducono provocano un
raffreddamento terrestre. Le emissioni di gas
provocano invece un riscaldamento che, spesso, viene
bilanciato dal raffreddamento.
Cause interne di variazione
dell’energia uscente
(fluidodinamiche e chimico-fisiche)
circolazione oceanica
Gli oceani sono un immenso serbatoio di energia:
di conseguenza se per qualsiasi motivo cambia la
circolazione oceanica, cambia anche l’equilibrio del
sistema climatico e cambia il clima.
composizione atmosferica
Regola la trasmissione, la diffusione e
l’assorbimento della radiazione solare incidente, e
della radiazione terrestre. Se cambia la
composizione dell’atmosfera, cambia anche
l’equilibrio del sistema climatico e cambia il clima.
Un passo indietro:
Le variazioni naturali del
clima
astronomiche
terrestri
umane
Perché il clima cambia?
L’apporto umano
Lo sviluppo demografico e tecnologico,
modifica l’ambiente, e mette a dura
prova le capacità di adattamento e di
sopravvivenza, non solo dell’uomo, ma di
tutti i sistemi viventi.
Emissioni globali di carbonio
Uso di combustibili fossili (petrolio, gas, ecc.)
Cambio d’uso dei suoli (deforestazione,
agricoltura, cementificazione)
2005:
Emissioni Globali
7 GtC = 26 GtCO2
2005:
Assorbimenti Globali
3 GtC = 11 GtCO2
I principali gas-serra
Inserire tabella GWP dei vari gas
USA
20 tonnellate
a testa
Italia
9 tonnellate
a testa
Mali
0,1
tonnellate a
testa
Cosa ci aspetta
in questo secolo
Cosa dicono le
simulazioni
CO2 in atmosfera nel 21° secolo
in Ice Core
Samples
and
NonCOè Concentration
mai
stato
così
alto
Projections for Next 100 Years
negli ultimi 400.000 anni
2
Proiezione
Projected
2100
(2100)
(IPCC)
700
650
Vostok Record
IPCC IS92a Scenario
Law Dome Record
Mauna Loa Record
500
450
400
Oggi
Current
(2001)
350
300
250
200
(BP 1950)
400,000
300,000
200,000
Years Before Present
150
100,000
0
CO2 Concentration (ppmv)
550
CO2 Concentration (ppmv)
600
Temperatura terrestre
1000-1861 emisfero nord, proxy; 1861-2000 globali, strumentali; 2000-2100 proiezioni SRES
Ipotesi peggiore: +6,1 °C
Ipotesi migliore: +1,6 °C
Estensione
ghiacci
Artici al
minimo
stagionale
proiezione
a fine
secolo
Produzione di
cereali.
Paesi sviluppati
Confronto 2060/oggi
Totale mondo
Paesi in via di sviluppo
Cambiamento climatico e malaria
2050
oggi
Scioglimento
dei ghiacci
Uragani
Coste
Desertificazione
Delta
dei
fiumi
Piccole
isole
Rifugiati
climatici