il clima che cambia: evidenze e scenari futuri · scenari di emissione futuri: tanti e diversi, in...
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- Cosa e’ il clima- Cosa e’ il clima
- Cosa sono i cambiamenti climatici - Cosa sono i cambiamenti climatici
- Evidenze di cambiamento climatico nel clima presente - Evidenze di cambiamento climatico nel clima presente - Scenari di cambiamento climatico futuro- Scenari di cambiamento climatico futuro
OUTLINE
Il CLIMA CHE CAMBIA: EVIDENZE E SCENARI FUTURI
Meteo o Meteo o Clima?Clima?
Il TEMPO METEOROLOGICO è lo stato dell'atmosfera in un dato momento e in
un certo luogo. “Come sarà il tempo domani a...?” è la domanda che ci poniamo prima
di fare una gita...
Il CLIMA rappresenta le condizioni “medie” di una certa zona (temperatura, precipitazioni, umidità, vento, etc.) considerando
un arco di tempo più lungo (30 anni).
“Che clima c’e’ in estate a ...?” è la domanda che ci poniamo per scegliere una località di vacanza...
H2O
CH4
CO2
N2 O2
The Climate Machine
SolarRadiation
Earth Radiation
Energy radiates from the earth surface
Radiation from the sun warms the earth’s surface
Without greenhouse gases:-18 degrees!
With greenhouse gases:+15 degrees!
Greenhouse gases are being warmed by the radiation from earth
Energy radiates from the atmosphere
Come il sole riscalda il pianeta terra
La circolazione atmosferica
rosso = caldo e superficiale blu = freddo e profondoLa circolazione oceanica
I sistemi di ridistribuzione del calore tra le basse e le alte latitudini
I climi della Terra
Cosa sono i cambiamenti climatici?Cosa sono i cambiamenti climatici?
CAMBIAMENTO CLIMATICO si riferisce ad una variazione significativa sia dello “stato medio” che della “variabilità” del clima che persista per un tempo “lungo” (circa 30 anni).
Il clima della Terra è cambiato, in genere su scale temporali molto lunghe, dalle centinaia alle migliaia di anni, ma ci sono anche prove di cambiamenti più improvvisi.
Cause esterne Attivita’ solare orbita terrestre meteoriti
Cause interneAnthropogenic Emissioni di gas naturale Particelle/Nuvole Cambiamenti alla superficie della terra
Cause interneNatural FeedbackEruzioni vulcaniche
Cause dei Cambiamenti Climatici
Climate Variability and Change – Fall School on "Modeling CC Impacts on Water and Crops at Different Scales”, November 5 2012 - Alghero
Why “unprecedented perturbation”?CO2 concentration today: 401.01 parts per million (ppm)
1.1±0.7 PgC y-1
+7.7±0.5 PgC y-1
2.4 PgC y-1
27%Calculated as the residual of all other flux components
4.1±0.1 PgC y-1
47%
26%2.3±0.4 PgC y-1
Average of 5 models
Global Carbon Project 2010; Updated from Le Quéré et al. 2009, Nature Geoscience; Canadell et al. 2007, PNAS
Fate of Anthropogenic CO2 Emissions (10y average)
Temperature change difference (2001-2005) - (1850-1899):
+0,76 +0,76 ±± 0,19 0,19 CC
Variazioni nella temperatura superficiale
Variazioninell’estensione del ghiaccio Artico
Ghiacciaio della Vedretta di Vallelunga
1893 2008
Variazioni nell’estensione dei ghiacciai
Variazioni dell’altezza del livello del mare
Il modello numerico di simulazione del Sistema Terra
Ocean biogeochemical processes
Land biogeochemical processes
Scenari di emissione futuri: tanti e diversi, in base all’impegno che porremo nel ridurre le emissioni antropiche di gas serra.
CO2
Anomalia di temperatura rispetto al
periodo storico1975-2005
[oC]
Proiezioni della Temperatura Massima in ITALIA
Rosso: Scenario piu’ catastrofico (se non ci impegnamo)Blu: Scenario pu moderato (se ci impegnamo ad emettere meno)
%
Media Intensa (90p) Estrema (99p)
PROIEZIONE DELLA PRECIPITAZIONE X LA FINE DEL SECOLO
(2061:2100 rispetto a 1996:2005)In
vern
o
DJF
DJF 99p proj in a very high (14 km)
regional climate model (COSMO-CLM)
[variazione %]
Ref:
- Scoccimarro E. et al. 2016:
Heavy precipitation events over Europe: future projections.
Regional Environmental Change, DOI:10.1007/s10113-014-0712-y
- Scoccimarro E., et al., 2015:
Projected changes in intense precipitation over Europe at the daily
and sub-daily time scales
Journal of Climate, DOI: 10.1175/JCLI-D-14-00779.1.
-Scoccimarro E. et al. 2013:
Heavy precipitation events in a warmer climate: results from CMIP5 models.Journal of Climate, DOI: 10.1175/JCLI-D-12-00850.1 Risultati ottenuti tramite l’utilizzo di modelli climatici di
Circolazione Generale e
Modelli Regionali.
Missione del CMCC:realizzare studi e modelli del nostro sistema climatico e delle sue interazioni con la società per garantire risultati affidabili, tempestivi e rigorosi al fine di stimolare una crescita sostenibile, proteggere l’ambiente e sviluppare, nel contesto dei cambiamenti climatici, politiche di adattamento e mitigazione fondate su conoscenze scientifiche.
La Fondazione CMCC: Centro euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici
URAGANI e TIFONI in un clima piu’ caldo:Meno frequenti ma…
piu’ intensi (venti + forti e precipitazioni + abbondanti )
CLIMA = media sul lungo periodo (30 anni!) delle condizioni METEO
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L’accordo in pilloleObiettivo: mantenere l’innalzamento della temperatura sotto i 2° e guidare gli sforzi per limitare l’innalzamento della temperatura fino a 1,5° al di sopra dei livelli pre-industriali.
Ogni 5 anni si terrà uno stocktake globale per fare il punto sui progressi collettivi verso l’obiettivo di lungo termine.
Mitigazione: Ogni Paese deve preparare, comunicare e mantenere successivi contributi nazionali di mitigazione con l’obbligo di perseguire misure domestiche per la loro attuazione (ogni 5 anni).L'accordo di Parigi prevede un Comitato di facilitazione e controllo che monitorerà gli sforzi dei Paesi, e li assisterà, se necessario, nell'attuazione degli impegni. Carbon Markets: Include provvidimento per l’utilizzo di meccanismi di mercato/ carbon trading
Foreste e Agricoltura: L’accordo incoraggia le parti ad attuare azioni di protezione e gestione sostenibile delle foreste come strumento di mitigazione ed adattamento, utilizzando gli strumenti già disponibili nella Convenzione, come il REDD+ (riduzione della deforestazione, degrado e promozione della gestione sostenibile nei paesi in via di sviluppo).
Adattamento: E’ stato stabilito un goal globale per aumentare la capacità di adattarsi, aumentare resilienza e ridurre vulnerabilità ai cambiamenti climatici; Tutti i paesi si devono impegnare ad implementare piani ed azioni di adattamento; i paesi in via di sviluppo riceveranno supporto internazionale; Loss and damage: Si riconosce l’importanza di evitare, minimizzare e affrontare le perdite e i danni associati ai cambiamenti climatici
Finanza: Continua l’obbligo per i paesi sviluppati a mobilizzare risorse, sia pubbliche che privatefino al 2025, per aiutare i paesi in via di sviluppo a ridurre le proprie emissioni, per adattarsi ai cambiamenti climatici, e accrescere le proprie competenze nel lungo periodo.
Capacity Building: Rafforzare e proseguire le attività di capacity building per i paesi in via di sviluppo;Technology: Viene promossa l’innovazione tecnologica per fornire una risposta globale a lungo termine per i cambiamenti climatici, la crescita economica e lo sviluppo sostenibile
La conferenza ha negoziato l'accordo di Parigi, un accordo globale sulla riduzione dei cambiamenti climatici, il cui testo ha rappresentato un consenso dei rappresentanti delle 196 parti partecipanti. L'accordo e’ giuridicamente vincolante, E ratificato da 55 paesi che insieme rappresentano almeno il 55% delle emissioni globali di gas serra. Le parti hanno firmato l'accordo a New York in Aprile 2016.
La Conferenza di Parigi sui cambiamenti climatici , COP 21 si è tenuta a Parigi, Francia, dal 30 novembre al 12 dicembre del 2015. È stata la 21ª sessione annuale della conferenza delle parti della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC) del 1992
The global carbon cycle
Canadell et al., 2007
Ocean uptake(model estimate)
Atmospheric growth rate(observations)
Land uptake(derived by difference)
Evoluzione dal 1979 ad oggidel volume del ghiaccio Artico
Earth System experiments
IMPATTI
IMPATTI
IMPATTI
COSA POSSIAMO FARE ??!!(video realizzato da Luca Lombroso ([email protected])
Il cambiamento climatico in corso ha portato a:
AUMENTO: DIMINUZIONE: (dal pre-1970) (dal pre-1970)
1) Temperature superficiali globali 1) ghiaccio marino Artico
2) Temperature della troposfera 2) ghiacciai3) Temperature globali degli oceani 3) temperature basse4) Livello globale dei mari 4) numero di
uragani/tifoni5) Vapor acqueo6) Intensità delle piogge7) Onde di calore8) Siccità9) Estremi di alta temperatura10) Intensità degli uragani/tifoni 11) Estremi di precipitazione
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Enrico Scoccimarro,INGV CMCC Istituto Nazionale di
Geofisica e Vulcanologia
CAMBIAMENTI CLIMATICI: un’emergenza planetaria
La circolazione oceanica
Global atmospheric concentrations of carbon dioxide, methane and nitrous oxide have increased markedly as a result of human activities since 1750 and now far exceed pre-industrial values determined from ice cores spanning many thousands of years. The global increases in carbon dioxide concentration are due primarily to fossil fuel use and land use change, while those of methane and nitrous oxide are primarily due to agriculture (WG1 SPM)Warming of the climate system is unequivocal, as is now evident from observations of increases in global average air and ocean temperatures, widespread melting of snow and ice, and rising global average sea level (WG1 SPM)From new estimates of the combined anthropogenic forcing due to greenhouse gases, aerosols and land surface changes, it is extremely likely that human activities have exerted a substantial net warming influence on climate since 1750. (WG1-TS6.1)
IPCC 4th Assessment Report (AR4, 2007)
Warming of the climate system is unequivocal, and since the 1950s, many of the observed changes are unprecedented over decades to millennia. The atmosphere and ocean have warmed, the amounts of snow and ice have diminished, sea level has risen, and the concentrations of greenhouse gases have increased.Each of the last three decades has been successively warmer at the Earth’s surface than any preceding decade since 1850. In the Northern Hemisphere, 1983–2012 was likely the warmest 30-year period of the last 1400 years.Ocean warming dominates the increase in energy stored in the climate system, accounting for more than 90% of the energy accumulated between 1971 and 2010 (high confidence). It is virtually certain that the upper ocean (0−700 m) warmed from 1971 to 2010, and it likely warmed between the 1870s and 1971.
IPCC 5th Assessment Report (AR5, 2013) 1/5
Over the last two decades, the Greenland and Antarctic ice sheets have been losing mass, glaciers have continued to shrink almost worldwide, and Arctic sea ice and Northern Hemisphere spring snow cover have continued to decrease in extent (high confidence).The rate of sea level rise since the mid-19th century has been larger than the mean rate during the previous two millennia (high confidence). Over the period 1901–2010, global mean sea level rose by 0.19 [0.17 to 0.21] m.The atmospheric concentrations of carbon dioxide (CO2), methane, and nitrous oxide have increased to levels unprecedented in at least the last 800,000 years. CO2 concentrations have increased by 40% since pre-industrial times, primarily from fossil fuel emissions and secondarily from net land use change emissions. The ocean has absorbed about 30% of the emitted anthropogenic carbon dioxide, causing ocean acidification.
IPCC 5th Assessment Report (AR5, 2013) 2/5
Human influence on the climate system is clear. This is evident from the increasing greenhouse gas concentrations in the atmosphere, positive radiative forcing, observed warming, and understanding of the climate system.Climate models have improved since the AR4. Models reproduce observed continental-scale surface temperature patterns and trends over many decades, including the more rapid warming since the mid-20th century and the cooling immediately following large volcanic eruptions (very high confidence).Observational and model studies of temperature change, climate feedbacks and changes in the Earth’s energy budget together provide confidence in the magnitude of global warming in response to past and future forcing.
IPCC 5th Assessment Report (AR5, 2013) 3/5
Human influence has been detected in warming of the atmosphere and the ocean This evidence for human influence has grown since AR4. It is extremely likely that human influence has been the dominant cause of the observed warming since the mid-20th century.Continued emissions of greenhouse gases will cause further warming and changes in all components of the climate system. Limiting climate change will require substantial and sustained reductions of greenhouse gas emissions.Global surface temperature change for the end of the 21st century is likely to exceed 1.5°C relative to 1850 to 1900 for all RCP scenarios except RCP2.6. It is likely to exceed 2°C for RCP6.0 and RCP8.5, and more likely than not to exceed 2°C for RCP4.5. Warming will continue beyond 2100 under all RCP scenarios except RCP2.6. Warming will continue to exhibit interannual-to- decadal variability and will not be regionally uniform.
IPCC 5th Assessment Report (AR5, 2013) 4/5
Changes in the global water cycle in response to the warming over the 21st century will not be uniform. The contrast in precipitation between wet and dry regions and between wet and dry seasons will increase, although there may be regional exceptions.The global ocean will continue to warm during the 21st century. Heat will penetrate from the surface to the deep ocean and affect ocean circulation.It is very likely that the Arctic sea ice cover will continue to shrink and thin as global mean surface temperature rises. Global glacier volume will further decrease.Global mean sea level will continue to rise during the 21st century. Under all RCP scenarios the rate of sea level rise will very likely exceed that observed during 1971–2010 due to increased ocean warming and increased loss of mass from glaciers and ice sheets. Most aspects of climate change will persist for many centuries even if emissions of CO2 are stopped. This represents a substantial multi-century climate change commitment created by past, present and future emissions of CO2.
IPCC 5th Assessment Report (AR5, 2013) 5/5
La Circolazione Generale
Hadley (1735) Ferrel (1856)
gia
-Ita
lya
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cano
log
le d
i Geo
fisica
(1928)
ituto
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l
Le differenti teorie della Circolazione Generale da Le differenti teorie della Circolazione Generale da
Bergeron (1928)
ING
V -
Isti
quella piu’ antica di Hadley(1735) alla visione
moderna di Bergeron
quella piu’ antica di Hadley(1735) alla visione
moderna di Bergeronmoderna di Bergeron (1928)
moderna di Bergeron (1928)
Hadley Ci l tiCirculation
Climatologia
GLOBALMENTE:
Fonte: State of the Climate Global Analysis Annual 2010(NOAA-NCDC)http://www.ncdc.noaa.gov/sotc/global/2011/13
1) Ultimi 1300 anni: 12 Ricostruzioni di T con “multiple climate proxy”
2) 1850 – 2005: misure strumentali (linea nera)
TEMPERATURA SUPERFICIALE NELL’EMISFERO NORD
Periodo caldo
medievale
Presente
Fonte: WGI-AR4-IPCC (2007)
ANTARTIDE: si sta riscaldando:ANTARTIDE: si sta riscaldando:1957-2006 : 1957-2006 :
Trend di T Trend di T atmatm media annuale in °C/decennio media annuale in °C/decennio
Fonte:Steig et al., Nature (2009)
IPCC WG1-AR4, Figure 10.18
Precipitation intensity = total precipitation / wet daysProiezioni future della precipitazione (AR4)
Variazione delle precipitazioni (pioggia) sulla regione Emilia Romagna nel periodo 1961-2009
“Il riscaldamento globale è terminato
nel 1998 e ora si ha un raffreddamento”
“Gli scettici”
Le stagioni astronomiche
o T media globale superficiale (misurata da termometri) cresciuta di circa 0.06°C/decennio0.06°C/decennio, ma negli ultimi 30 anni questo trend è circa 0.16°C/decennio.
o Però negli ultimi anni le temperature sono cresciute più lentamente (a causa di alcuni episodi di La Nina)
o Questo non significa che il prossimo anno sarà necessariamente più caldo di questo, ma che il TREND A LUNGO TERMINE è di CRESCITA DI TEMPERATURE.
Il cambiamento climatico continuaIl cambiamento climatico continua
IPCC WG1-AR4, Figure 10.8
B1
A1B
A2
2011-2030 2046-2065 2080-2099
Proiezioni future della Temperatura superficiale (AR4)
[WG1 AR5 Chap. 9, Table 9.1]
Modelli utilizzati in AR5
[WG1 AR5 Chap. 9, Table 9.1]
Modelli utilizzati in AR5
CMCC-CM (Alta Risoluzione)CMCC-CMS (Stratosfera)CMCC-CESM (Ciclo del carbonio)
Falkowski et al. (2000)
Why “unprecedented perturbation”?
Ice age
Year 1900
Year 2100?
Year 2000
Cambiamento climatico in 100 anni:Quasi mezza eta’ del ghiaccio, ma nella direzione opposta!