Il riscaldamento globale

Il riscaldamento globale
Climate Change 2001: The Scientific Basis
WGI contribution to IPCC Third Assessment Report
Summary for Policymakers (SPM)
Drafted by a team of 59
Approved ‘sentence by sentence’
by WGI plenary (99 Governments and 45 scientists)
14 chapters
881 pages
120 Lead Authors
515 Contributing Authors
4621 References quoted
J TH 17-07-2001
4
COP 6bis /S BS TA
IPCC:Intergovernmental Panel for Climate Change
Modulo 11 di 12: Evidenze scientifiche del cambiamento climatico
Corso di Ecologia a cura di Renato Casagrandi e Marino Gatto
Bilancio energetico della terra
Ricorda: Legge di Stefan-Boltzmann ecc.
Modulo 11 di 12: Evidenze scientifiche del cambiamento climatico
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Lo spettro delle radiazioni
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Assorbimento delle radiazioni
Vapore d’acqua
Ozono
CO2
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Il bilancio energetico della terra
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I tre budget energetici della terra
100
= 342 W/m2
30
Assorbito
3
54
10
Assorbito
2
Assorbito
6
60
12
Assorbito
17
Assorbito
98
Emesso
149
110
89
6
Emesso
11
Stratosfera
5
Assorbito
5
Troposfera
24
5
CL
CS
Assorbito
50
Solare
Netto
-21
Netto
-29
CL: calore latente
Superficie
CS: calore sensibile
Onde lunghe
Non radiativo
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I principali gas serra (oltre al vapore acqueo)
Gas serra
Concent
Concentrazione
razione
1998
1750
Cambiamento percentuale Cause naturali e dovute all’uomo
Anidride
carbonica
280 ppm
365 ppm
30 %
Metano
0.70 ppm
1.75 ppm
150 %
Protossido
d’azoto
280 ppb
314 ppb
12 %
Clorofluoro
carburi
(CFC)
0
900 ppt
Ozono
Varia con la
Sconosci latitudine e con la
uta
quota in
atmosfera
Decomposizione; Incendi; Vulcani;
Combustibili fossili;
Deforestazione; Cambiamenti di
uso del suolo
Zone umide; Decomposizione;
Termiti; Estrazione di gas naturale
e di petrolio; Combustione di
biomasse; Coltivazione del riso;
Bestiame; Discariche
Foreste; Praterie; Oceani; Suoli;
Coltivazione dei suoli; Fertilizzanti;
Combustione di biomasse;
Combustibili fossili
Refrigeranti; Propellenti spray;
Solventi
Decrementato nella
stratosfera e incrementato
vicino alla superficie
terrestre
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Creato naturalmente dall’azione
della luce solare sull’ossigeno
molecolare e artificialmente come
smog fotochimico
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Variazioni dei gas
serra nel tempo
INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE
Climate Change 2007: The Physical Science Basis.
Summary for Policymakers
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L’aumento recente dell’anidride carbonica
Osservatorio di Mauna
Loa, Hawaii
Fonte: Keeling, C. D. and T. P. Whorf (1998).
Atmospheric CO2 concentrations -- Mauna
Loa Observatory, Hawaii, 1958-1997 (revised
August 2000). Oak Ridge, Tennessee, Carbon
Dioxide Information Analysis Center, Oak
Ridge National Laboratory.
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Concentrazione CO2(ppm)
La variazione dell’anidride carbonica
negli ultimi 250 anni
Anno
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…negli ultimi mille anni…
La stazione di
Vostok al Polo Sud
Anno
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…nelle ultime centinaia di migliaia di anni
Oggi: 2007!
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Il ciclo del carbonio
Serbatoi: GtC
Flussi: GtC/anno
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Bilanci dei flussi annuali medi di carbonio (GtC/anno)
Emissioni
(combustione di
combustibili fossili,
produzione di cemento)
Aumento
concentrazione
atmosferica
Flusso netto oceano atmosfera
Flusso netto terre
emerse - atmosfera
Emissioni dovute al
cambiamento d’uso del
suolo
Assorbimento residuo
delle terre emerse
Decennio 1980-1990
5.4 ± 0.3
Decennio 1990-2000
6.3 ±0.4
3.3 ± 0.1
3.2 ± 0.1
- 1.9 ± 0.5
- 1.7 ± 0.5
- 0.2 ± 0.7
- 1.4 ± 0.7
1.7 (da 0.6 a 2.5)
1.6 ± 0.8 (stima basata solo
sui primi anni 1990)
- 1.9 (da –3.8 a 0.3)
da –2 a – 4 (altamente
incerto)
Fonte: Schimel, D. S., J. I. House, et al. (2001). “Recent patterns and mechanisms of carbon exchange by terrestrial
ecosystems.” Nature 414: 169-172.
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Le variazioni della temperatura
Variabili “proxy”
Termometri
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Negli ultimi milioni e decine di migliaia d’anni...
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...negli ultimi mille anni...
Fonte: Houghton, J. T., Y. Ding, et al., Eds. (2001). IPCC Third Assessment Report - Climate Change 2001: The
Scientific Basis. Cambridge, UK, Cambridge University Press.
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...negli ultimi mille anni...
http://www.globalwarmingart.com/wiki/Image:1000_Year_Temperature_Comparison_png
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…negli ultimi duemila anni…
Variazioni della temperatura superficiale media
della Terra negli ultimi duemila anni
Nature, 10 febbraio 2005
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... e negli ultimi
150 anni
Fonte: INTERGOVERNMENTAL PANEL ON
CLIMATE CHANGE Climate Change 2007: The
Physical Science Basis. Summary for
Policymakers
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Warmest 12 years:
1998,2005,2003,2002,2004,2006,
2001,1997,1995,1999,1990,2000
Modulo 11 di 12: Evidenze scientifiche del cambiamento climatico
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Le “impronte digitali” ecologiche del
riscaldamento globale
Parmesan C. et al. (1999), Nature 399:579-583
Extending northern boundary
1970-1997
Modulo
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Extending northern boundary +
rectracting southern boundary
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Le “impronte digitali” ecologiche del
riscaldamento globale
Figure 2 Means ± s.e.m. of
days changed for the given
groups of species. The
'Combined' category
includes only those species
tallied in the groups of
species (that is, data for the
one mammal, two fish and
zooplankton are not
included).
Fonte: T.L. Root, J.T. Price, K. R. Hall, S. H. Schneider, C. Rosenzweig & J. A. Pounds
“Fingerprints of global warming on wild animals and plants” Nature 421:57-60 (2003)
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ANTICIPO DELL’INIZIO DELLA STAGIONE VEGETATIVA
(ESPOSIZIONE ALLE GELATE TARDIVE)
60
50
Firenze
40
30
Bologna
20
10
0
1900
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Media decennale del giorno di inizio della stagione vegetativa
(T° media>10)
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Riscaldamento e
raffreddamento!
Troposfera
Stratosfera
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Correlazione tra temperatura e CO2
Migliaia di anni fa
Fonte:Cuffey, K. M. and F. Vimeux (2001). “Covariation of carbon dioxide and temperature from the Vostok ice
core after deuterium-excess correction.” Nature 412: 523-527.
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Forzanti naturali
e antropogeniche
Fonte: INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Summary for
Policymakers
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Andamento delle forzanti climatiche
Variazioni della
radiazione solare
Ricostruzione
dell’andamento delle
forzanti climatiche dal
1850 ad oggi (Hansen e
colleghi, Sciencexpress,
2004)
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Variazione della radiazione negli ultimi 30 anni
P. Foukal et al. 2006. Variations in solar luminosity and their effect on the Earth’s climate. Nature. Vol.
443,11doi:10.1038/nature05072
Modulo
di 12: Evidenze scientifiche del cambiamento climatico
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I vari contributi dei gas serra
Gas serra
Anidride carbonica
Metano
Protossido d’azoto
Clorofluorocarburi
(CFC)
Ozono troposferico
Aerosol
Solfati
Fuliggine
Contributo al
riscaldamento
(W/m2)
da 1,3 a 1,5
da 0,5 a 0,7
da 0,1 a 0,2
0,01
Tempo di rimozione
approssimativo
>100 anni
10 anni
10-100 giorni
100 anni
da 0,25 a 0,75
>1000 anni
da –0,3 a –1
da 0,1 a 0,8
10 giorni
10 giorni
Fonte: Committee on the Science of Climate Change, N. R. C. (2001). Climate Change Science: An Analysis of Some
Key Questions. Washington, D.C., National Academy Press.
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I modelli del
sistema climatico
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Scenari
futuri
INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Summary for Policymakers
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Azione
dell’uomo e
cause naturali
INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Summary for Policymakers
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Previsioni 2020-2030
• aumento della temperatura media terrestre di almeno
mezzo grado rispetto al decennio 1990-2000 (con una
probabilità del 95%)
• incertezze sul possibile aumento massimo
Fonte: Francis W. Zwiers The 20-year forecast, Nature, 416: 690-691 (2002)
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INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE Climate Change
Modulo 11 di 12: Evidenze scientifiche del
cambiamento
di Ecologia
a cura di Renato Casagrandi e Marino Gatto
2007:
The Physicalclimatico
Science Basis. Corso
Summary
for Policymakers
In Europa
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Le conseguenze sul clima
Fenomeno
Crescono temperature
massime
Crescono temperature
minime
Ridotta escursione diurna
temperature
Cresce l’indice di calore
Seconda metà 20° secolo
Verosimile
Prima metà 21° secolo
Molto verosimile
Molto verosimile
Molto verosimile
Molto verosimile
Molto verosimile
Verosimile in molte zone
Precipitazioni più intense
Molto verosimile nella maggior
parte delle regioni
Molto verosimile in molte zone
Verosimile in molte zone
dell’emisfero Nord a latitudini
medio-alte
Verosimile in alcune zone
Verosimile nella maggior parte
delle aree continentali a
latitudini medie
Non osservato
Verosimile in alcune zone
Cresce il rischio di siccità
Cicloni tropicali: cresce
intensità del vento
Cicloni tropicali: cresce
intensità precipitazioni
Dati insufficienti
Verosimile in alcune zone
Fonte: Houghton, J. T., Y. Ding, et al., Eds. (2001). IPCC Third Assessment Report - Climate Change 2001: The
Scientific Basis. Cambridge, UK, Cambridge University Press.
Modulo 11 di 12: Evidenze scientifiche del cambiamento climatico
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Le ondate di calore:
effetti sulla salute
Cadum et al. 2003 ARPA Piemonte
Tutte le età
80
45.0
70
60
40.0
50
40
35.0
30
20
30.0
10
0
25.0
1/6
6/6
11/6 16/6 21/6 26/6
Modulo 11 di 12: Evidenze scientifiche del cambiamento climatico
1/7
6/7
11/7 16/7 21/7 26/7 31/7
5/8
10/8 15/8
Corso
di Ecologia
cura di Renato Casagrandi e Marino Gatto
osservati
Indiceahumidex
Effetti sul livello del mare
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Effetti sulle precipitazioni
INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Summary for Policymakers
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Effetti sullo stress idrico in Europa
D. Schröter et al. 2005. Ecosystem Service Supply and Vulnerability to Global Change in
Europe. Science. 310: 1333-1337
Modulo 11 di 12: Evidenze scientifiche del cambiamento climatico
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Effetti sulla vegetazione...
Fonte: G-R. Walther, E. Post, P. Convey, A. Menzel, C. Parmesan, T.J. C. Beebee, J-M.Fromentin, O. Hoegh-Guldberg &
F. Bairlein “Ecological responses to recent climate change” Nature 416, 389 - 395 (2002)
Modulo 11 di 12: Evidenze scientifiche del cambiamento climatico
Corso di Ecologia a cura di Renato Casagrandi e Marino Gatto
...e sugli ecosistemi
Fonte: G-R. Walther, E. Post, P. Convey, A. Menzel, C. Parmesan, T.J. C. Beebee, J-M.Fromentin, O. Hoegh-Guldberg &
F. Bairlein “Ecological responses to recent climate change” Nature 416, 389 - 395 (2002)
Modulo 11 di 12: Evidenze scientifiche del cambiamento climatico
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La biodiversità in pericolo
The Monte Verde
golden toad:
Extinct
Edith’s Checkerspot
Butterfly: Moved
Keel-billed Toucan:
Moved
Mosquitoes:
On the Rise
Proiezione: 25% delle specie mondiali potrebbero estinguersi entro il 2050
Thomas et al. (2004), Nature 427:145-148
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La possibile situazione in Europa
Modulo 11 di 12: Evidenze scientifiche del cambiamento climatico
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Malattie e cambiamenti climatici
Malaria in Africa Orientale
Colera in Bangladesh
Tasso di trasmissione
M. Pascual, J. A. Ahumada, L. F. Chaves X.
Rodò and M. Bouma 2006. PNAS 103: 5829–
5834
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K. Koelle, X.Rodò, M.Pascual, Md. Yunus & G.
Mostafa, 2005. Nature, 436:696-700.
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Malattie e cambiamenti climatici
J. A. Patz et al. 2005. Impact of regional climate change on human health. Nature 438:310-317.
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CO2: trend delle emissioni nella EU
(esclusi uso suolo e foreste)
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