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Una breve conclusione del Corso, parlando di cambiamento climatico e dei suoi impatti sul clima

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    16 idrologia&clima 16 idrologia&clima Presentation Transcript

    • Idrologia e Clima L’urlo - E. Munch - 1893 Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Introduzione Panta rei os potamòs Tutto scorre come un fiume Eraclito (Sulla Natura) 2Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Introduzione Obiettivi 3Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Introduzione Obiettivi Si spiega che cos’è il cambiamento climatico e come interagisce con la disponibilità della risorsa idrica e con i vari comparti del ciclo idrologico 3Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Introduzione Obiettivi Si spiega che cos’è il cambiamento climatico e come interagisce con la disponibilità della risorsa idrica e con i vari comparti del ciclo idrologico Si accenna agli effetti del cambiamento climatico (idrologicamente parlando) 3Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Introduzione Obiettivi Si spiega che cos’è il cambiamento climatico e come interagisce con la disponibilità della risorsa idrica e con i vari comparti del ciclo idrologico Si accenna agli effetti del cambiamento climatico (idrologicamente parlando) Si descrive l’impatto dei cambiamenti climatici sulla criosfera 3Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Introduzione Obiettivi Si spiega che cos’è il cambiamento climatico e come interagisce con la disponibilità della risorsa idrica e con i vari comparti del ciclo idrologico Si accenna agli effetti del cambiamento climatico (idrologicamente parlando) Si accenna alle interazione con i cicli trofici Si descrive l’impatto dei cambiamenti climatici sulla criosfera 3Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Introduzione English Italian Clouds = Nuvole Precipitations = Precipitazioni Ice = Ghiaccio Snow = Neve Infiltration = Infiltrazione Percolation = Percolazione Evaporation = Evaporazione Transpiration = Traspirazione Surface Runoff = Deflusso Superficiale 4Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Introduzione Il buon vecchio ciclo idrologico 5Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Introduzione Quanto ? 6Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Introduzione English Italian Fresh waters = Acqua dolce Saline = Acqua salata Ice Caps = Calotte Polari Ground Water = Acque sotterranee Lakes = Laghi Swamps = Zone Umide Glaciers = Ghiacciai Surface Waters = Acque superficiali Rivers = Fiumi 7Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Introduzione Others ? Manca qualcosa di importante incluso in “others”. Questo è il contenuto d’acqua del suolo. Forse lo 0.0001 del totale ma fondamentale per la vita delle piante e degli ecosistemi. 8Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Introduzione I flussi nel dettaglio Oki e Kanae, Science 2003 9Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Introduzione Noi consumiamo sempre più acqua 10Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Introduzione La risorsa cambia in quantità e forma .............. 11Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Allora, il cambiamento climatico cosa comporta? Giorgia O’Keefe - Pink and red mountain Vediamolo nel seguitoWednesday, May 30, 12
    • Che cos’e’ il cambiamento Climatico ? http://en.wikipedia.org/wiki/Temperature_record_of_the_past_1000_years Il più usato indice di cambiamento climatico è la variazione di temperatura dell’aria prossima alla superficie.Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Che cos’e’ il cambiamento Climatico ?La figura mostra anche che tale cambiamento non è stato l’unico nella storia dellaTerra e per esempio alcuni periodi tra l’anno 1000 e 1100 furono mediamente piùcaldi del presente e permisero per esempio la colonizzazione della Groenlandia. Alcontrario tra il 1600 e il 1800 si è assistito ad una piccola glaciazione. Latemperatura è dunque estremamente variabile, secondo cicli che non si ripetonoesattamente, e nell’arco di una vita umana si hanno variazioni climatiche avvertibili.Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • I cambiamenti “naturali” Cicli ?Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • E i cambiamenti forzati dall’uomo C’e’ consenso che la Terra si sta riscaldandoRiccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • E i cambiamenti forzati dall’uomo C’e’ consenso che la Terra si sta riscaldando In ordinate la tempertura In ascisse l’anno Si osserva che: la temperatura media annuale (media su tutta la Terra) è aumentata di 0.6 gradi. E’ tanto ? E’ poco ? ... Dipende dagli effetti.Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • I cambiamenti inducono ulteriori cambiamenti Il cambiamento climatico Il cambiamento dell’uso del suolo AlteranoWei et al., Progress. Phys. Geography, Luglio 2009 Gli scambi termici con le acque Cambia Il ciclo idrologico globale 18 Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • I cambiamenti inducono ulteriori cambiamenti Il ciclo idrologico globale cambiato InduceWei et al., Progress. Phys. Geography, Luglio 2009 Cambiamenti e variabilità delle precipitazioni Cioè Nel ciclo idrologico globale 19 Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • I cambiamenti inducono ulteriori cambiamenti Cambiamenti Wei et al., Progress. Phys. Geography, Luglio 2009 Ad ogni scala temporale Ad ogni scala Spaziale di “forma” eventi luogo intensità mensile dimensioni durata stagionale erosività annuale decadale etc. 20Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Cambiamento nelle precipitazioni - quantità Cambia anche la precipitazione! PRECIPITAZIONE 3000 Paneveggio NUVOLONI Passo Rolle San Martino di Castrozza 2500 Predazzo NUV Predazzo REC Cavalese NUV Cavalese REC 2000 mm 1500 1000 500 0 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 anni Figura 2.12: precipitazione totale annua nelle stazioni di Passo Rolle e San Martino, da confrontare con Paneveggio, Predazzo e Cavalese. (da: Sadler, F., Analisi delle precipitazioni in provincia di Trento nel periodo 1921-2000)Anche se non e’ proprio banale capirlo: bisogna inventarsi dei sistemi di analisi dellavariabilità.Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Cambiamento nelle precipitazioni - quantità PRECIPITAZIONE 3000 Paneveggio NUVOLONI Passo Rolle San Martino di Castrozza 2500 Predazzo NUV Predazzo REC Cavalese NUV Cavalese REC 2000 mm 1500 1000 500 0 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 anni Figura 2.12: precipitazione totale annua nelle stazioni di Passo Rolle e San Martino, da confrontare con Paneveggio, Predazzo e Cavalese. (da: Sadler, F., Analisi delle precipitazioni in provincia di Trento nel periodo 1921-2000)Bisogna verificare l’andamento (trend) medio sapendo che la variabilità interannualeè molto più grande della variazione dovuta al trend !Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Cambiamento nelle precipitazioni - quantità CaCambia anche la distribuzione temporale Numero degli eventi importanti nei periodi di 23 anni 45 40 eventi con h > 100 mm eventi con 50 < h < 100 mm 35 numero eventi 30 25 20 15 10 5 0 1930-1952 1953-1975 1976-1998 periodo Nel Trentino, in particolare, si osserva un aumento delle piogge autunnali ma una diminuzione delle piogge (neve) invernali, mentre le piogge annuali diminuiscono. Questo significa, ed è il caso di alcuni anni fa: innevamento artificiale e contemporanea siccità per le colture. Allo stesso tempo aumentano le probabilità di piena autunnale.Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Cambiamento nelle precipitazioni - quantità La statistica della precipitazione nevosaDaniele Cat Berro, 2009 24 Wednesday, May 30, 12
    • Cambiamento nelle precipitazioni - quantità La statistica della precipitazione nevosaDaniele Cat Berro, 2009 Drastica riduzione di innevamenteo da fine Anni 1980. 2007-08, inverno meno nevoso e più caldo. 25 Wednesday, May 30, 12
    • Cambiamento nelle precipitazioni - quantità La statistica della precipitazione nevosa Daniele Cat Berro, 2009 26Wednesday, May 30, 12
    • Cambiamento nelle precipitazioni - quantità La neve sulle Alpi R. Ranzi - EGU Wien, 2010Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Cambiamento nelle precipitazioni - variazioni spaziali Il “trend” delle precipitazioni Non è uniforme sulla superficie terrestre. In verde le zone dove Zhang et al., Nature, Luglio 2006 si ha aumento di precipitazione. In giallo le zone dove la preci- pitazione diminuisce. In grigio le zone dove le proie- zioni climatologiche danno pre- visioni contrastanti.Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Cambiamento nelle precipitazioni - variazioni spaziali Climate Change and Water, IPCC, 2008 Luoghi dove il cambiamento di eventi di precipitazione intensa e il cambiamento previsto non è in modo non proporzionato al cambiamento medio tra il 1951 e il 2003 29Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Cambiamento nelle precipitazioni - variazioni spaziali L’effetto del cambiamento climatico sulla precipitazione cambia da luogo a luogo Gruber e Rothenbueler, In global outlook on ice and snow, UNEP 2007 Dunque non si possono facilmente generalizzare le situazioni: dove c’e’ topografia complessa, le variazioni in pochi chilometri possono essere molto grandi, sia nella temperatura che nelle precipitazioni, in funzione della quota, dell’esposizione e dell’interazione tra orografia e circolazione generale.Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Altri effetti Effetti sul mondo Radoslaw SzczerbiwilkRiccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Di conseguenza .... Anche il deflusso nei fiumi cambia. Come illustra (più in grande) la slide seguente. In alcuni fiumi la quantità d’acqua presente dminuisce. In altri aumenta. Nella figura, le differenze con i decenni appena trascorsi. 32Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Cambiamenti nelle portate medie dei fiumi Deflusso superficiale a scala globale 33Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Cambiamenti nelle portate medie dei fiumi Che cosa c’è di strano ? Farmer, Science, 2009 Lago artificiale alla diga del Glen Canyon 34Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Cambiamenti nelle portate medie dei fiumi Se il deflusso diminuisce Farmer, Science, 2009 gli invasi si svuotano (si può irrigare di meno e si produce meno energia idroelettrica) 35Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • L’Evapotraspirazione Evaporazione Processi nei quali l’acqua cambia di fase, da liquido a vapore nel caso di superfici d’acqua e suoli 42Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • L’Evapotraspirazione Evaporazione Processi nei quali l’acqua cambia di fase, da liquido a vapore nel caso di superfici d’acqua e suoli Traspirazione Processi nei quali l’acqua cambia di fase, da liquido a vapore per mantenere l’equilibrio termico delle piante e degli animali 42Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Cambiamento nell’evapotraspirazione EvapoTraspirazione E’ importante verificare quanto cambia l’evapotraspirazione DUE CASIRiccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Cambiamento nell’evapotraspirazione ETP = Evapotraspirazione potenziale E’ l’evapotraspirazione che sarebbe possibile se ci fosse abbbastanza acqua a disposizione (nel suolo e nelle piante). Se l’ETP e’ maggiore delle precipitazioni, significa che il tesoretto di acqua nel suolo e nelle falde tende ad essere consumato, producendo sempre piu’ frequentemente condizioni di stress idrico per le piante, ed in generale, la sostituzione di specie che richiedono più acqua con specie che richiedono meno acqua.Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Cambiamento nell’evapotraspirazione Cambio in P (in estate) Calanca et al., Climatic change, 2006 Precipitazione estiva di base (1961- Variazione della precipitazione estiva di in 1990) risimulata mediante il modello proiezione 2071-2100 mediante il modello Echam5/T106L31 Echam5/T106L31 39Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Cambiamento nell’evapotraspirazione Cambio in ETP in Estate Calanca et al., Climatic change, 2006 ETP estiva di base (1961- Variazione della ETP estiva di in proiezione 1990) risimulata mediante il modello 2071-2100 mediante il modello Echam5/ Echam5/T106L31 T106L31 40Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Cambiamento nell’evapotraspirazione Giudicate voi stessi P ETP - ma dovete tener conto che questa differenza è quanto è già stato registrato. La situazione generalmente peggiora se si usano le proiezioni 41Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Effetti del cambiamento nell’evapotraspirazione Più alta è la temperatura Più alta è l’evapotraspirazione potenziale Sarebbero richieste, in verità maggiori informazioni (perchè l’evapotraspirazione non dipende dalla sola temperatura, ma per esempio anche dalla velocità del vento). 42Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Effetti del cambiamento nell’evapotraspirazione Ecologia ed Idrologia (usando T come ETP) 43Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Stress Idrico Esempi della vulnerabilità idrica 44Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Stress Idrico .... Il caso del Kilimangiaro 45Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera Se nevica di meno i ghiacciai alpini si ritirano (quasi ovunque) 46Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Ghiacciai d’Argentina In Europa ma anche nelle Ande Viedma (a destra un gruppo di ghiacciai argentini) Upsala Agassiz Onelli - Bolados Spegazzini Mayo Moreno 47Jorge GariWednesday, May 30, 12
    • Ghiacciai d’Argentina Uppsala dal satellite negli ultimi anni 48Jorge GariWednesday, May 30, 12
    • Ghiacciai d’Argentina Uppsala dal satellite negli ultimi anni 49Jorge GariWednesday, May 30, 12
    • Ghiacciai d’Argentina Un tempo le lingue si congiungevano 50Jorge GariWednesday, May 30, 12
    • Ghiacciai d’Argentina 1986 2001 2005 2009 51Jorge GariWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera Questo non è permafrost 52Wednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera Questo non è permafrost 52Wednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera Questo è permafrost 53Matteo Dall’AmicoWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera Questo è permafrost 53Matteo Dall’AmicoWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera Questo è permafrost ! Forse non lo si pensa spesso, ma anche il suolo può essere ghiacciato, sia che esso contenga o non contenga acqua. Si dice Permafrost quella parte di suolo che rimane al di sotto della temperatura di 0 gradi centigradi per più di due anni. In Italia si trova alle quote più alte (sopra i 2500 m, generalmente) Il cambiamento climatico tende a far diminuire il permafrost 54Matteo Dall’AmicoWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera Cambiamento Climatico 55Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera La distribuzione areale attuale del permafrost 56Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera Prima del Cambiamento Climatico 57Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera Dopo il cambiamento climatico Le foreste ubriache 58Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera “Le foreste ubriache” Source : http://permafrostcourses.org/index.php?option=com_content&task=view&id=6&Itemid=26 Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera Da non confondere Il fenomeno delle foreste ubriache è dovuto anche all’azione del frost heave, ovvero all’accumulo di ghiaccio sulla superficie, per vari effetti termodinamici 60 Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera Da non confondere 61 Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera Dopo il cambiamento climatico Subsidenza 62 Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera Subsidenza causata dallo scioglimento del permafrost Source: (photo from USDA-NRCS by Joe Moore) 63 Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera CO2 Lo scioglimento del permafrost siberiano causa il rilascio di grandi quantità di gas serra presedentemente sequestrati nel suolo 64 Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera In area Alpina Strato attivo: in terre – cedimenti differenziali geli-soliflusso soil sleep- active detachment failure debris flows-earth flows-mudflows In rocce: rock slide e fall/toppling (sup) In terre – criosollevamento cedimenti differenziali frane profonde In rocce criosollevamento frane profonde 65 Mauro GuglielminWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera In area Alpina Tra gli effetti indiretti delle variazioni dello spessore dello strato attivo vi sono: • Variazione del coefficiente di infiltrazione e, conseguente aumento del deflusso superficiale; • Variazione della stabilità del manto nevoso e conseguente pericolosità da valanga • Variazione del tipo di copertura vegetale e conseguente erosione superficiale 66 Mauro GuglielminWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera In area Alpina • Colata detritica, 1987 67 Mauro GuglielminWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera In area Alpina Frana di roccia nella parete sud del M. Cervino in luogo soggetto a permafrost 68 (August 2003). Photo (L. Trucco) Mauro GuglielminWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera In area Alpina Carrel Hut ( 3830 m a.s.l.). Dettaglio della superficie dopo un evento di frana. Foto L. Trucco 69 Mauro GuglielminWednesday, May 30, 12
    • Addio alla Criosfera In area Alpina • Frana di Val Pola 1987; 33 millioni of m3 ; 27 vittime Incisione a 2200 m s.m.m. Blocchi ghiacciati da 0.5 a 2 m3 furono trovati tra i massi della colata 70 Mauro GuglielminWednesday, May 30, 12
    • Una sola domanda A causa del massiccio sfruttamento delle loro acque molte delle maggiori vie d’acqua del pianeta (il Colorado, i fiumi Giallo e Azzurro, il Nilo) almeno per una parte dell’anno non raggiungono più il mare, causando impatti sulle risorse legate all’acqua di intere nazioni: le risorse idriche per usi potabili o l’irrigazione; la navigazione interna; la vita di ecosistemi di transizione che richiedono acque dolci per la loro sopravvivienza; gli usi anche ricreativi e paesaggisitici delle acque. Tutti questi temi di riducono a una sola domanda, centrale per gli stati che si contendono le risorse, per le future generazioni a nome delle quali parlano in tanti (chissa con quale diritto) e per le mie tesi a ritroso: Andrea Rinaldo - II governo dell’acqua, 2010Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Una sola domandaAndrea Rinaldo - II governo dell’acqua, 2010 A chi appartiene l’acqua, ammesso che appartenga a qualcuno ?Riccardo RigonWednesday, May 30, 12
    • Grazie per l’attenzione! G.Ulrici , 2000 ?Riccardo RigonWednesday, May 30, 12