Cambiamenti Climatici Una delle Grandi Sfide del Ventunesimo Secolo Filippo Giorgi Abdus Salam ICTP, Trieste IPCC WG1 Bureau Apertura dell’Anno Accademico, Universita’ di Verona, 13 Marzo 2008, L’Effetto Serra I gas serra in atmosfera assorbono la radiazione infrarossa emessa dalla superficie terrestre, riscaldando atmosfera e oceani Molte attivita’ umane emettono gas serra in atmosfera (CO2, CH4), contribuendo ad un aumento delle concentrazioni di questi gas Le concentrazioni di gas serra in atmosfera stanno rapidamente aumentando dall’inizio dell’era industriale Concentrazione di CO2 A Mauna Loa (Hawaii) CO2 CH4 N2O Le concentrazioni atmosferiche di gas serra sono le piu’ alte negli ultimi 650000 anni e continuano ad aumentare sopratutto a causa dell’uso di combustibili fossili e di alcune pratiche agricole. La teoria ci dice che questo dovrebbe portare ad un riscaldamento del clima N2O CO2 CH4 L’evidenza del riscaldamento globale Cambiamento di temperatura globale Warmest 12 years: 1998,2005,2003,2002,2004,2006, 2001,1997,1995,1999,1990,2000 Period Rate 50 0.128±0.026 100 0.074±0.018 Years °/decade Riconstruzioni di temperatura emisferica da carotaggi ed altri indicatori Gli ultimi 50 anni sono I piu caldi dall’ottavo secolo D.C. Distribuzione geografica del cambiamento di temperatura (1979-2003) Altre evidenze del riscaldamento globale Scioglimento dei ghiacciai Aumento del livello del mare Alps Riscaldamento degli oceani Diminuzione dei ghiacci marini Estensione della calotta Artica Settembre 1979 Settembre 2005 Settembre 2007 La linea rosa indica la estensione di ghiaccio media di Settembre dal 1979 Esempi di scioglimento di ghiacciai alpini Pizzo Bernina, 1978 Pizzo Palú - 1978 Pizzo Bernina, 2003 Pizzo Palú - 2003 Altri cambiamenti osservati Aumento della intensita’ delle precipitazioni Aumento di ondate di calore ed eventi siccitosi Cambiamento nella frequenza di eventi siccitosi Aumento della lunghezza e intensita’ di eventi siccitosi sulla base del PDSI IPCC-2007 Il riscaldamento del clima e’ inequivocabile, come comprovato da osservazioni di aumento di temperatura globale atmosferica e oceanica, scioglimento di neve e ghiacci, e aumento del livello del mare globale Cosa sta causando il riscaldamento globale? Fattori umani Aerosol atmosferico Gas Serra Attivita’ vulcanica Il clima terrestre puo’ cambiare per cause naturali o cause legate alle attivita’ umane Fattori naturali Variazioni della attivita’ solare Uso del territorio Variabilita’ Naturale (El Nino) Come si identifica “l’impronta” umana sul clima • other GHGs • aerosols • volcanic • solar • natural internal Climate models I modelli climatici sono delle descrizioni matematiche del clima terrestre capaci di riprodurre le caratteristiche fondamentali del clima All Forcings Natural Forcings Impronta umana sul clima Solo quando si considera l’effetto dei gas serra da attivita’ umane si riesce a riprodurre il riscaldamento osservato negli ultimi 50 anni Il contributo umano al forcing radiativo dal 1750 e’ molto maggiore di quello naturale IPCC – 2007 E’ “molto probabile (90-95%)” che l’aumento delle concentrazioni di gas serra dovuto alle attivita’ umane abbia causato la maggior parte del riscaldamento globale osservato dalla meta’ del 20mo secolo. Cosa possiamo aspettarci per il futuro? Scenari futuri di emissioni e concentrazioni di gas serra (Scenari SRES-IPCC 2000) Emissione di CO2 Concentrazione di CO2 A2 A2 A1B B1 A1B B1 Piu’ di 20 modelli climatici globali da tutto il mondo sono stati usati per simulare la risposta del clima a questi scenari Emissioni dall’uso di combustibili fossili CO2 Emissions (GtC y-1) 10 9 8 7 Actual emissions: CDIAC Actual emissions: EIA 450ppm stabilisation 650ppm stabilisation A1FI A1B A1T A2 B1 B2 SRES (2000) growth rates in % y -1 for 2000-2010: 2006 2005 Observed 6 2000-2006 3.3% 5 1990 A1B: 2.42 A1FI: 2.71 A1T: 1.63 A2: 2.13 B1: 1.79 B2: 1.61 1995 2000 2005 2010 Le emissioni attuali sono piu’ alte del piu’ pessimistico degli scenari elaborati dall’IPCC nel 2000 Emissioni di gas serra nel 2004 IPCC – 2007: Proiezioni di cambiamento di temperatura globale per il 21mo secolo Un aumento della temperatura globale nel 21mo secolo e’ inevitable Range di innalzamento del livello del mare: 19-58 cm Altri cambiamenti previsti per il ventunesimo secolo -> Maggiore intensita’ di cicloni tropicali ed extratropicali -> Aumento di temperature estreme ed eventi siccitosi -> Aumento della intensita’ delle precipitazioni -> Aumento della variabilita’ climatica -> Continuo scioglimento di ghiacciai e ghiacci marini -> Indebolimento della circolazione globale oceanica Distribuzione geografica del cambiamento futuro di temperatura e precipitazione Il Mediterraneo e’ una “climate change Hot-spot” Temperature change DJF Precipitation change DJF Scenario A1B, 20 modelli, 2080-2099 INVERNO BOREALE Temperature change JJA ESTATE BOREALE INVERNO BOREALE Precipitation change JJA ESTATE BOREALE Cambiamento di temperatura e precipitazione sull’Italia da 10 modelli regionali del progetto PRUDENCE (Scenario A2, 2070-2100) Temperatura Precipitazione Inverno Inverno Estate Estate Le estati che ci aspettano? L’estate 2003 Gli effetti dei cambiamenti climatici, Come affrontarli? I cambiamenti climatici possono influenzare molti settori della societa’ Gli effetti dipendono dall’entita’ dei cambiamenti climatici 3500 3000 250 2500 2000 Stab. 1000 Stab. 750 Stab. 650 100 Stab. 550 150 Unmitigated emissions - IS92a 200 50 1500 1000 500 0 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 Temperature Increase 2.25 2.5 2.75 3 0 3.25 Millions at Risk in the 2080s Additional millions of people at risk of increased water shortage 300 Stab. 450 Additional millions of people at risk of hunger, malaria and coastal flooding 350 Legend Risk of water shortage Risk of malaria Risk of hunger Risk of coastal flooding Un forte riscaldamento al di la’ del 21mo secolo potrebbe portare a cambiamenti semi-irreversibili Collasso della circolazione oceanica Knutti et al. (2003) Scioglimento dei ghiacci su Groenlandia e Antartico Occident. (aumento livello del mare > 12 m) Scomparsa della foresta Amazzonica Realta’ o fantascienza? 2002: Collasso della Larsen-B Ice Shelf Realta’ o fantascienza? Scioglimento dei ghiacci della Groenlandia Il cuore del dibattito post-Kyoto e’ sul come stabilizzare le quantita’ di gas serra ed il relativo cambiamento climatico al di sotto del “livello di pericolo” IPCC 2007: Le tecnologie per ridurre le emissioni di gas serra esistono a costi sostenibili Potenziale di riduzione di emissioni per diverse politiche di mitigazione L’esempio della California Per Capita Electricity Sales (not including self-generation) (kWh/person) (2006 to 2008 are forecast data) 14,000 12,000 United States kWh/person 10,000 8,000 California 6,000 France 4,000 W. Europe Spain 2,000 Portugal 2008 2006 2004 2002 2000 1998 1996 1994 1992 1990 1988 1986 1984 1982 1980 1978 1976 1974 1972 1970 1968 1966 1964 1962 1960 0 La maggior parte della riduzione di uso di energia e’ dovuta a politiche di efficienza energetica nel campo degli edifici, trasporti e refrigerazione Principali incertezze Nubi e aerosol Scenari di emissione Proiezioni regionali Livello del mare Uso del territorio e ciclo del carbonio Alcuni messaggi conclusivi sul problema dei cambiamenti climatici Alcuni messaggi conclusivi sul problema dei cambiamenti climatici Gestire l’inevitabile (Adattamento) ed evitare l’ingestibile (Mitigazione) Alcuni messaggi conclusivi sul problema dei cambiamenti climatici Gestire l’inevitabile (Adattamento) ed evitare l’ingestibile (Mitigazione) Stabilizzare le concentrazioni di gas serra al di sotto del livello di pericolo e’ possibile a costi sostenibili e salvaguardando lo sviluppo Alcuni messaggi conclusivi sul problema dei cambiamenti climatici Gestire l’inevitabile (Adattamento) ed evitare l’ingestibile (Mitigazione) Stabilizzare le concentrazioni di gas serra al di sotto del livello di pericolo e’ possibile a costi sostenibili e salvaguardando lo sviluppo La ricerca scientifica e’ fondamentale per una migliore comprensione del problema e delle sue possibili soluzioni Alcuni messaggi conclusivi sul problema dei cambiamenti climatici Quello dei cambiamenti climatici e’ un problema globale la cui soluzione richiedera’ uno sforzo di collaborazione internazionale scientifica, tecnologica e politica di entita’ forse senza precedenti Grazie