Elisa Palazzi Clima della Terra: funzionamento, osservazioni
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ClimadellaTerra:funzionamento, osservazioni,proiezionieincertezze Cambiamen)clima)ci:da)eprospe2ve ElisaPalazzi Is*tutodiScienzedell’AtmosferaedelClima-CNR Torino Venezia,18Febbraio2016 Ilclimaèunsistemacomplesso Ilclimaèunsistemacomplesso Criosfera Litosfera Idrosfera Cara8erizzatodamolte componen)che interagisconotraloroin modononlineare Antroposfera Atmosfera Biosfera “Larealtàèinterazione” IPCCAR52013 “Theclimatesystemisthehighly complexdynamicalsystem consis;ngoffivemajor components:theatmosphere,the hydrosphere,thecryosphere,the lithosphereandthebiosphere,and theinterac=onsbetweenthem”. Avanzamentonellemetodologiedimisura Avanzamenti nelle metodologie di misura Nell’ul*mo nuovisistemi sistemidi diosservazione, osservazione,particolarmente par*colarmente Nell’ultimo decennio decennio nuovi quelli basa* basati sulle hanno aumentato di ordini di di quelli sullemisure misuresatellitari, satellitari, hanno aumentato di ordini grandezza il numero di osservazioni sul sistema climatico terrestre grandezzailnumerodiosservazionisulsistemaclima*coterrestre In order to build a climate model we first need to make models In order to build a climate model we first need to make models of the of components (Atmosphere, Ocean, thenwe we the components (Atmosphere, Ocean,Land, Land, !) !) then coupled themthem to represent their interactions coupled to represent their interactions Global Climate Models (GCM) Avanzamentoneimodelli Equazioni Antroposfera Risoluzione Atmosfera Avanzamenti nella modellistica climatica Criosfera Idrosfera Litosfera L’avanzamento della ricerca e Biosfera l’aumento delle capacità e velocità dei nuovi sistemi di calcolo hanno permesso lo sviluppo di modelli più sofisticati che descrivono in modo più dettagliato i processi fisici, chimici e biologici nel Atmosfera L’avanzamentodellaricercael’aumentodellecapacitàevelocitàdeinuovisistemidi sistema climatico ed hanno inoltre Oceano Ghiaccio marino calcolohannopermessolosviluppodimodellipiù̀ sofis*ca*chedescrivonoinmodo una risoluzione spaziale molto più Superficie deKagliatoiprocessifisici,chimiciebiologicinelsistemaclima*coedhannoinoltre elevata Biogeochimica marina Calotte di ghiaccio unarisoluzionespazialemoltopiù elevata Accoppiamento tra le varie componenti AR1 1990 AR2 1995 AR3 2001 AR4 2007 AR5 2013 Comefunzionailsistemaclima)co? Albedo Luce solare Emissione Infrarossa Effe8oserra H2O Luce solare CH 2 Albedo Emissione Infrarossa Ilclimadellaterravaria… NATURALI eruzionivulcaniche cambiamen*orbitali Forzan)ESTERNE Perché? DinamicaINTERNAdel sistemaclima)co inputsolare ANTROPICHE gasserra aerosol ozono usodelsuolo - Teleconnessioniatmosferiche - Instabilitàdellecorren*oceaniche - Dinamicaèinternaalsistemaaccoppiato oceano-atmosfera - Processidiretroazionefralevariecomponen* delsistema. …edèsemprevariato ProgeKoEPICA(1996-2005:“EuropeanProjectforIceCoringinAntarc*ca” Periodiglacialie interglacialisisono alterna)nell’ul)mo milionediannicirca, conunperiodo consistenteconle variazioni nell’eccentrità dell’orbitaterrestre. TemperaturaeCO2degliul*mi820,000anniricavate dallacarotadighiaccio(3200mdilunghezza)prelevata pressolastazioneantar*cadiDomeC cambiamen* orbitali 800,000annifa OGGI meccanismidi amplificazionepropri delladinamicainternadel clima Ilclimanell’Antropocene Dal1950sonosta*osserva*cambiamen*intu`icompar*del sistemaclima*coterrestre: • leconcentrazionidiCO2ealtrigasserrasonoaumentate • l’atmosferael’oceanosisonoriscalda* • l’estensioneedilvolumedeighiaccisisonorido` • illivellodelmaresièinnalzato • cicloidrologicointensificatoepiùeven*estremi •Mol*diques*cambiamen*nontrovanoriscontroneidue millennipreceden* •Perquestoilriscaldamentoglobalevienedefinitonell’ul*mo rapportodell’IPCC“virtualmentecerto”(probabilità>99%) ConcentrazioneCO2 LeconcentrazionidiCO2,CH4edN2O sonoaumentatedal1750adoggidel40%, 150%e20%,raggiungendoivaloripiù eleva*degliul*mi800.000anni •LaconcentrazionediCO2èaumentata dai278ppmdel1750ai390ppmdel2011 Dicembre2015:401.62ppm Dicembre2014:398.62ppm Riscaldamentoatmosferaeoceano • IlprimodecenniodelXXIsecoloè statoilpiùcaldodal1850eciascuna decadedell’ul*motrentennioè risultatapiùcaldadelladecade precedente • Latemperaturamediaglobalenel periodo1880-2012èaumentatadi 0.85°C • Nell’emisferonordiltrentennio 1983-2012èstatoilpiùcaldodegli ul*mi1400anni IPCC2013 Dal1950ilcambiamentocorre Isediciannipiùcaldi (1880–2015) 1 2015 2 2014 3 2010 4 2013 5 Anomaliedelle temperaturamedia globale(rispeKoal 1981-2010) 2006 0.28 2005 2007 0.29 6 1998 2008 0.16 6 2009 2009 0.27 8 2012 2010 0.33 9 2003 2011 0.19 9 2006 2012 0.26 9 2007 12 2002 2013 0.30 13 2004 2014 0.32 13 2011 2015 0.46 15 2001 15 2008 Volumedeighiaccielivellodeimari Coperturanevosainprimavera,emisferonord EstensioneghiacciomarinoAr*co,estate IPCC2013 Contenutodicalorenell’oceano Cambiamentonellivellodeimari Cambiamenti osservati negli estremi Estremiclima)ci climatici Eventi di precipitazione intensa Eventi siccitosi (Mediterraneo, Africa occidentale) Notti e Giorni più caldi; Periodi caldi lunghi; Onde di calore Eventi siccitosi (America del nord, Australia NW) Notti e Giorni più freddi Cicloni tropicali più forti, nord Atlantico IPCC2013 Modelliperilpassato,modelliperilfuturo Forzan* Naturali Modello clima*co Simulazioni clima*che Forzan* antropiche Riproduzionedel climadelpassato edaKribuzione Proiezionidel climafuturo Causedelriscaldamentoglobaleosservatonegliul)mi 150anni Cause del riscaldamento globale osservato aldamento climatico è consistente con 1951-2010 le simulazioni Ilriscaldamentoclima*coèconsistenteconlesimulazionideimodelli Periodo ncludono fattori naturali ed antropici cheincludonofaKorinaturaliedantropici • INFLUENZA UMANA SUL SISTEMA CLIMATICO E’ CHIARA En*tàdelriscaldamentoimputabileai diversifaKorinelperiodo1951–2010 Osservazioni Gasserra FaKoriantropici AltrifaKoriantropici FaKorinaturali Variabilitàinterna Osservazioni Modelliconsoleforzan*naturali Modelliconforzan*naturalieantropiche Ilfuturocheciaspe8a? Leproiezionifuturesuicambiamen)delsistema clima)coterrestresonoeffe8uateu)lizzandoun insiemedimodelliclima)ci,basandosisuunrangedi Proiezioni future possibiliscenarifuturichecorrispondonoadiversi percorsidiemissionedigasserra,chiama*RCP (Representa*veConcentra*onPathways) Le proiezioni future sui cambiamenti del sistema climatico terrestre sono effettuate utilizzando un insieme di modelli climatici, basandosi su un insieme di possibili scenari futuri che corrispondono a diversi percorsi di emissione di gas serra, chiamati RCP (Representative Concentration Pathways) RCP Concentrazione di gas serra espresse come CO2 equivalenti al 2100 2.6 475 ppm 4.5 630 ppm 6.0 800 ppm 8.5 1313 ppm IPCC2013 ProiezioniperilXXIsecolo Alivelloglobale,imodelliclima*ciprevedonoperlafinedel21°secolounmondo: Cambiodellatemperaturamedia globale(rispeKoal1986-2005) Estensionedelghiacciomarinoin SeKembre,emisferonord 2.6-4.8°C -Piùcaldo -Conneve eghiaccio piùrari 0.3-1.7°C -Conun livellodei mariin crescita Innalzamentolivellodelmare(rispeKo al1986-2005 pHdell’oceano 0.45-0.82m 0.26-0.55m Acidificazione - Piùpiovosoinalcuneregioni(oltre60°la*tudine),piùseccoinaltre(inaridimento delleregionitra15°-40°,adesempioilMediterraneo) IPCC2013 - Conuncicloidrologicointensificato➞piùeven*estremi Fon)diincertezzaperleproiezionifuture Treprincipalifon*diincertezzaperleproiezionifuture: 1) variabilitàclima*canaturale Flu8uazioninellavariabilitànaturaledelclimacheimodellinonriesconoancoraacoglierenella Tre princiali fonti di incertezza per le proiezioni future: lorointerezzaecheinfluenzanosopra8u8olescaleditempodecadali. 1) variabilità climatica naturale IPCC2013 2) modelli/risposta climatica Medie su 10 anni – Temperatura globale 2)modelli/rispostaclima*ca Laterraèunsistemacomplessoe 3) scenari di emissione mol)meccanismisonancoradacapire (es.ruolodelleNUBI).Una complessitàirriducibilecheresistealla semplificazioneinmodellialcomputer. 2) e 3) importanti nel lungo periodo 3)scenaridiemissione L’incertezzachederivadalle nostrelimitazioninella 1) e 2) importanti nel breve periodo conoscenzadelleemissioni future,dell’usodelsuolo,delle sceltepoli)co-economichedella società… © Yann Arthus-Bertrand / Altitude Tu@imodellisonosbaglia=,maalcunisonou=li Graziedell’aFenzione! Slidesaggiun)ve LaTerraè“speciale” Inviluppofluidochelacirconda– AtmosferaeOceano Ilciclodell’acqua–Letrefasi Gliorganismiviven=– BiosferaeClima Amplificazionelegataalla RetroazioneGhiaccio-Albedo FORZANTE INIZIALE RISCALDAMENTO AUMENTODEL RISCALDAMENTO MAGGIORE ASSORBIMENTODI RADIAZIONEALLA SUPERFICIE DIMINUZIONENEVEE GHIACCIOàMINORE ALBEDOàMONORE RIFLETTIVITA’ Causedelriscaldamentoglobaleosservatonegliul)mi150anni ImodellisonolostrumentoessenzialepercapireleCAUSE(ATTRIBUZIONE) AnomaliadiTemperatura osservazioni Media 1880-1910 Causedelriscaldamentoglobaleosservatonegliul)mi150anni ImodellisonoessenzialeperfareesercizidiATTRIBUZIONE Forzan*NATURALI? AnomaliadiTemperatura osservazioni eruzionivulcaniche Media 1880-1910 inputsolare cambiamen*orbitali Causedelriscaldamentoglobaleosservatonegliul)mi150anni ImodellisonoessenzialeperfareesercizidiATTRIBUZIONE Forzan*ANTROPICHE? AnomaliadiTemperatura gasserra osservazioni Media 1880-1910 ozono usodelsuolo aerosol Causedelriscaldamentoglobaleosservatonegliul)mi150anni ImodellisonoessenzialeperfareesercizidiATTRIBUZIONE L’INFLUENZAUMANASULSISTEMACLIMATICOE’CHIARA AnomaliadiTemperatura NATURALI+ANTROPICHE Osservazioni ANTROPICHE Media 1880-1910 NATURALI Causedelriscaldamentoglobaleosservatonegliul)mi 150anni Ilriscaldamentoclima*coèconsistenteconlesimulazionideimodelli cheincludonofaKorinaturaliedantropici IPCC2013 ItaliaeMediterraneo L’ItaliaeilMediterraneoingeneralesonodefini*“HOT-SPOT”del cambiamentoclima*co Temperaturemedieannuecresciutedi1.4°Cnell’ul*mosecoloalCentro-Nord(pocomenodel doppiodellamediaglobale) SulleAlpiciòacausatoildimezzamentodellasuperficiericopertadaighiacciai.Ighiacciaipiccolisi es)nguono;ighiacciaipiùgrandisiframmentanoericopronodidetri)frana)dallepare)rocciose Formazionidilaghieffimeridifusione(conminacciadilorosvuotamentoimprovviso) Degradazionedelpermafrost Limitepioggia-nevesalitodiquota Fusionestagionaledellaneveinan*cipo Variazionenellatempis*cadeideflussifluviali Laprecipitazionemediaannuanonècambiatamoltomasonoaumenta*glieven*estremi(scrosci violen)elocalizza),nubifragi) Comecambialasta)s)cadelclima
