Il clima e le cause del Il clima e le cause del suo cambiamentosuo cambiamento

Università Cattolica di BresciaUniversità Cattolica di BresciaDipartimento di Matematica e FisicaDipartimento di Matematica e Fisica

Antonio Ballarin DentiAntonio Ballarin Denti

Brescia, 30 gennaio 2009, Liceo Arici

Il sistema climatico

Fonte: sito WEB IGBP - Italia

Il bilancio energetico terrestre

L’EFFETTO SERRA

La luce visibile del sole passa attraverso il vetro e scalda il terreno

Il calore riemesso dal terreno (raggi infrarossi) viene in parte riflesso dal vetro ed “intrappolato” nella serra

EFFETTO DEI VARI GAS CHE ASSORBONO NELL’INFRAROSSO (GAS EFFETTO

SERRA)

CO2 N2OCH4

Concentrazione

(ppm)380 1,7 0,3

1 21 290

Potenziale effetto serra

(riferito all’unità

(ppm) di CO2)

104

6.3 Gton

50

100

COMBUSTIBILI FOSSILI

50 Gton

100 Gton

RESPIRAZIONE DELLE PIANTE

FOTOSINTESI

2 Gton

DISBOSCAMENTO

RESPIRAZIONE NEL SUOLO

DIFFUSIONE -CHIMIC0-FISICA

AUMENTO TEORICO ANNUO DI CO2 IN ATMOSFERA 3 ppm/anno

0,8 %/anno

VEGETAZIONE 560

SUOLI 1500

ATMOSFERA 735OCEANI 36000

COMBUSTIBILI FOSSILI DA 5000 A 10000

RISERVE DI CARBONIO (109 ton)

(dal Bilancio globale del (dal Bilancio globale del carbonio)carbonio)

1 Gton = 109ton = 1 miliardo di ton

1,5 ppm/anno

0,4 %/anno

AUMENTO REALE

Emissioni di CO2 dal 1750 al 2000 (MtC)

Fonte: CDIAC ESD, USA

Global CO2 emissions from fossil fuel burning, cement production, and gas flaring for 1751-

2000.

La concentrazione di COLa concentrazione di CO22 in atmosfera è in atmosfera è aumentata esponenzialmente negli ultimi aumentata esponenzialmente negli ultimi

200 anni200 anni

Fonte: CDIAC, U.S. Dept.of Energy

Fonte: IPCC WGI Third Assessment Report

Variazione della temperatura media dell’aria in Variazione della temperatura media dell’aria in prossimità prossimità

della superficie terrestre dal 1000 ad oggidella superficie terrestre dal 1000 ad oggi

Descrizione del sistema climatico

Fonte: IPCC WGI Third Assessment Report

Il riscaldamento osservato negli ultimi 150 anni

è attribuibile alle attività antropiche

Fonte: IPCC WGI Third Assessment Report

Previsione delle emissioni di CO2 2000 -2100 secondo differenti

scenari

Concentrazioni di COConcentrazioni di CO22 previste nel 21 previste nel 21°° secolo: secolo:2 ÷ 4 volte il livello pre-industriale2 ÷ 4 volte il livello pre-industriale

Temperature previste nel 21Temperature previste nel 21°° secolo: significativamente secolo: significativamente più alte di quelle degli ultimi 1000 annipiù alte di quelle degli ultimi 1000 anni

Potenziale impatto del Potenziale impatto del Climate ChangeClimate Change

Conseguenze del Global Change: innalzamento del livello dei mari

Fonte: IPCC WGI Third Assessment Report

Previsioni della crescita del livello del mare secondo differenti scenari

Conseguenze del Global Change: siccità e desertificazione

Variazioni previste di precipitazioni su scala planetaria

Variazioni delle precipitazioni medie annue previste dal 2071 al 2100 relativamente al 1990

Stress idrico legato al Climate ChangeStress idrico legato al Climate Change

Sequenza temporale della fase di esondazione delle acque del torrente Cenischia, 2000 (fonte Luna Nuova)

Ponte della “Pedemontana” asportato dalla piena del Torrente Orco, 2000

(fonte Università degli Studi di Milano)

Conseguenze del Conseguenze del Global ChangeGlobal Change: : intensificazione degli eventi estremiintensificazione degli eventi estremi

Trend degli eventi estremi

Fondazione Lombardia per l’Ambiente

Numero di decessi e temperature minime e massime a Parigi durante l’onda di calore

dell’estate 2003

INCREMENTO DI INCREMENTO DI EVENTI CATASTROFICIEVENTI CATASTROFICI

E CONSEGUENTI E CONSEGUENTI PERDITE ECONOMICHEPERDITE ECONOMICHE

Numero di grandi catastrofi

Perdite economiche

Miliardi di US$ (base 1999)

Costi reali ed assicurati degli eventi meteorologici catastrofici

Conseguenze del Conseguenze del Global ChangeGlobal Change in in Italia intensificazione degli eventi Italia intensificazione degli eventi

estremiestremi

Fonte immagine : Nimbus

NORD SUD

0

20

40

60

80

100

1950 1960 1970 1980 1990 2000

%

0

20

40

60

80

100

1950 1960 1970 1980 1990 2000

%

Brunetti, M., Maugeri, M., Nanni, T. Navarra A., 2002, Int. J. Climatol., 22, 543-558

1951-1980

1981-2000

1951-1980

1981-2000

Aumento dei periodi di siccità

(percentuale dei giorni siccitosi invernali)

Riduzione in massa e superficie dei ghiacciai alpini

Fonte: RSA Lombardia 1999

Andamento dei bilanci di massa di ghiacciai alpini

Riduzione Riduzione dell’innevamentodell’innevamento

Mitigazione del Global Change:afforestazione e riforestazione

Fondazione Lombardia per l’Ambiente

Flusso netto giornaliero di carbonio di una piantagione di pioppi all’interno

del Parco del Ticino nei pressi di Pavia (JRC, Ispra)

Sequestro annuale di carbonio da parte della biosfera

Sviluppo sostenibile: variabili e Sviluppo sostenibile: variabili e relazionirelazioni

ObiettivoObiettivo (art.2) (art.2) “stabilizzare le concentrazioni nell’atmosfera di gas serra ad un livello tale da prevenire interferenze rilevanti di carattere antropogenico con il sistema clima”

PrincipioPrincipio responsabilità comuni ma differenziate

Impegni generaliImpegni generali - presentazione di comunicazioni nazionali (inventario

emissioni gas serra);- adozione di programmi nazionali per attenuare il

cambiamento climatico

Impegni più specificiImpegni più specifici - impegno dei Paesi industrializzati (Annex I) ad adottare politiche che riportino le loro emissioni al livello 1990; - impegno dei Paesi OCSE (Annex II) a fornire risorse finanziarie aggiuntive

La Convenzione sui Cambiamenti La Convenzione sui Cambiamenti ClimaticiClimatici

Il Protocollo di KyotoIl Protocollo di Kyoto

Gas serrada ridurre

CO2

CH4

N2OHFCsPFCsSF6

Emissioni Paesi industrializzati 1990

Emissioni medie annuali

2008-2012

- 5.2%

L’Italia ha aderito il 29 aprile 1998 (CIPE 19/11/1998)e ratificato il 1 giugno 2002 con Legge n.120/2002

Il Protocollo di Kyoto è stato ratificato da 164 Paesicomplessivamente responsabili del 61,6% delle emissioni di CO2

Il Protocollo di Kyoto è entrato in vigore il 16 febbraio 2005

Quote di riduzione

(%)

UE –8 (Italia -6.5) USA –7

Giappone –6Russia 0

Australia +8

KP - Modalità attuativeKP - Modalità attuative

Misure “domestiche” di riduzione emissioniMeccanismi flessibili (supplementare alle azioni domestiche)

• Emission Trading: il commercio delle quote di emissione

• Joint Implementation: attuazione congiunta degli obiettivi di riduzione

• Clean Development Mechanisms: meccanismi di sviluppo pulito

(cooperazione tra Paesi)

”Emissions reduction Emissions reduction

ProtocolProtocol”

”Sinks ProtocolSinks Protocol”

Sinks stoccaggio di carbonio da parte di

•foreste e vegetazione

•agricoltura e suolo

Misure “domestiche” Misure “domestiche” di riduzione emissionidi riduzione emissioni

Miglioramento efficienza energetica

Risparmio energetico

Maggiore utilizzo fonti di energia rinnovabili

Accelerazione iniziative di ricerca innovativa

Sperimentazione (“idrogeno, biomasse, solare termico, eolico, fotovoltaico, combustibile da rifiuto e biogas”)

applicazione e implementazione legislazione ambientale

integrazione tematiche ambientali nelle diverse politiche

interventi e innovazione tecnologica attraverso la partnership impresa–comunità scientifica

policies ambientali basate su informazioni affidabili e aggiornate (indicatori)

miglioramento della qualità dell’informazione ambientale ai cittadini

Sesto Programma di Azione per l’Ambiente Sesto Programma di Azione per l’Ambiente UEUE

Approccio strategicoApproccio strategico

2005

14

Emissioni stabilizzate

7

Gigatons Carbon Emitted per Year

1950

1.6

Emissioni raddoppiate

Emissioni attuali

The Stabilization Wedge

0

175 Gt di

Carbonio

Business

-as-usu

al trajecto

ry

Stabilization trajectory

A livello mondiale sono necessari 7 cunei di stabilizzazioneper evitare il raddoppio delle emissioni nei prossimi 50 anni

(Pacala e Socolow, 2004)

2054

25 Gt/cuneo in 50 anni

15 sono i “cunei” identificate da Pacala e Socolow

Si tratta di tecnologie già esistentiZ e r o - C a r b o n

E le c t r i c i t y

E f f i c i e n c y

F u e l

S w it c h i n g

B i o l o g ic a l

S t o r a g e Stabili

zatio

n Wed

ge

F o s s i l F u e l

C C S

Z e r o - C a r b o n

F u e l s

14 Opzioni divise in 4 gruppi

Obiettivi richiesti per un abbattimento di 36 Mt CO2eq/anno entro il 2020

Azioni e interventi

Riduzione specifica per singola azione (equivalenza: in media 2,5 Mt CO2eq per cuneo)

Enti competenti ed esempi di attuazione

Strategia complessiva per la riduzione delle emissioni di gas serra in

Lombardia

Indicatori per il reporting ambientale: il modello DPSIR (OCSE)

Determinanti Risposte

PressioniImpatti

Stato

Stato e tendenze• qualità dell’aria• qualità dell’acqua• qualità dei suoli• biodiversità

Impatto• sulla salute• sugli ecosistemi• ecc.

Risposte• leggi• piani• prescrizioni• ecc.

Cause generatriciprimarie• agricoltura• industria• trasporti• ecc.

Pressioni• emissioni atmosferiche• produzione rifiuti• scarichi industriali in corpi idrici• ecc.

interventi prescrit

tivi/te

cnologici

(tecnologie pulite

, limiti

emissivi)

bonifi

che

interventi strutturali

Grazie per Grazie per l’attenzionl’attenzion

e!e!