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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!