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Esaurimento dei combustibili fossili, riscaldamento globale e innalzamento del livello del mare

Gli autori di uno studio da poco pubblicato su Global and Planetary Change spiegano come il progressivo esaurimento dei combustibili fossili convenzionali non sarà in grado di limitare l’aumento del livello del mare che, alla fine di questo secolo, sarà più alto di almeno 80 cm rispetto al livello del 2000 e alla fine del ventiduesimo secolo sarà compreso tra 150 e 230 cm, con gravissimi impatti in molte aree del pianeta.

 

Dalla fine dell’ultima glaciazione, circa 15 mila anni fa, il livello medio globale degli oceani è cresciuto di circa 130 m fino a raggiungere quello che ha caratterizzato gli ultimi 7 mila anni, un periodo dal clima relativamente stabile (si veda ad esempio questo precedente post sulla ricostruzione del livello del mare negli ultimi 2000 anni). Tuttavia, a causa del recente aumento delle temperature indotto dalle attività umane, nel corso del ventesimo secolo il livello medio globale degli oceani è aumentato di circa 17 cm (si veda figura 1), con una certa variabilità geografica tra le diverse regioni del pianeta. Sulla base di scenari “business as usual” (ovvero quelli che assumono che le future emissioni di CO2 di origine fossile continueranno ad aumentare approssimativamente con lo stesso trend attuale), l’ultimo rapporto IPCC nel 2007 ha proposto una proiezione dell’innalzamento del livello del mare nel corso del ventunesimo secolo tra 18 e 59 cm, a seconda dello scenario emissivo considerato (figura 1). Tenendo conto dei rapidi cambiamenti dinamici nelle calotte polari e nei ghiacci continentali (vedi sotto), tale innalzamento potrebbe tuttavia salire fino a 80 cm (figura 1). Di conseguenza ci si aspetta che sarà uno dei più importanti effetti del riscaldamento globale antropogenico e che i suoi impatti sugli ecosistemi terrestri e la società umana saranno tra le sue conseguenze più significative e visibili.

 

Figura 1. L’aumento del livello medio globale del mare (rispetto al 1990) osservato dal 1880 al 2009 (Church & White, 2011) e le proiezioni per il ventunesimo secolo basate sul modello semi-empirico duale (Vermeer & Rahmstorf, 2009) confrontate con quelle ottenute con i modelli climatici dell’IPCC per il rapporto del 2007 (scenari SRES). Il quarto rapporto IPCC ha anche stimato un livello massimo che include il contributo proveniente dalla fusione delle calotte polari e dei ghiacci continentali.

 

Tra i vari processi che contribuiscono all’innalzamento del livello del mare, man mano che il pianeta si riscalda, contano principalmente l’espansione termica degli oceani, in quanto più l’acqua è calda, maggiore è il volume che occupa, e l’addizione di ulteriore acqua proveniente dalla fusione dei ghiacciai continentali e delle calotte polari. Le proiezioni proposte dell’IPCC, tuttavia, erano il risultato di modelli climatici che non erano ancora in grado di riprodurre accuratamente la dinamica delle enormi calotte glaciali della Groenlandia e dell’Antartide in risposta al riscaldamento globale.
È quindi opinione diffusa che in passato i modelli climatici hanno sottostimato l’aumento del livello del mare. In primo luogo perché il livello medio globale negli ultimi decenni è cresciuto più di quanto i modelli climatici avessero predetto (si veda qui, qui e qui). Inoltre i modelli utilizzati nel quarto rapporto IPCC si aspettavano, in risposta al cambiamento climatico, un sostanziale incremento dell’innevamento sul continente antartico al quale avrebbe corrisposto quindi un più lento aumento del livello del mare nel ventunesimo secolo. Dopo anni di osservazioni, sembra invece che anche la calotta glaciale antartica stia perdendo massa.
Per cercare di aggirare queste limitazioni nei modelli climatici, negli ultimi anni sono stati sviluppati metodi alternativi che tengono conto dell’intera risposta del livello del mare ai cambiamenti climatici (si veda ad esempio qui per una rassegna). Questi approcci, meglio noti come modelli semi-empirici, assumono che la velocità di innalzamento di livello del mare sia proporzionale alla temperatura terrestre. Questa relazione si è rivelata descrivere accuratamente le variazioni nel livello del mare avvenute negli ultimi 130 anni, e sembra essere in grado di riprodurre piuttosto bene anche quelle verificatesi nel corso dell’ultimo millennio in seguito a cambiamenti naturali del clima. Le recenti proiezioni basate sui modelli semi-empirici forniscono stime superiori a quelle del Quarto rapporto dell’IPCC: in media si attestano attorno a circa 90 cm per il secolo in corso.
Nonostante gli scenari di emissione di gas serra utilizzati dall’IPCC assumano in generale un andamento business as usual, è chiaro che questo trend non è fisicamente sostenibile nel lungo termine, poiché è limitata la quantità di combustibili fossili presenti sul pianeta ed effettivamente estraibili con un ritorno energetico ed economico sufficiente da giustificarne lo sfruttamento. Infatti, è ormai generalmente accettato che la produzione mondiale di tutti i combustibili fossili convenzionali raggiungerà il suo massimo possibilmente prima della metà di questo secolo (si veda questo precedente post). L’esaurimento delle fonti fossili di energia avrà implicazioni non trascurabili sulla riduzione delle future emissioni antropogeniche di biossido di carbonio. Questa riduzione a sua volta influenzerà l’ampiezza del riscaldamento globale (si vedano i due precedenti post su questo argomento qui e qui)  e quindi la velocità di crescita del livello del mare.

Figura 2. Le emissioni globali di CO2 di origine fossile dal 1850 al 2007 (Boden et al., 2010) e gli scenari di emissione per il ventesimo e ventunesimo secolo compatibili con l’esaurimento dei combustibili fossili convenzionali (Chiari & Zecca, 2011).

 

Al fine di investigare le possibili limitazioni imposte dall’esaurimento delle fonti non rinnovabili di energia sull’aumento del livello del mare, gli autori di questo post hanno sviluppato scenari di emissione per il secolo in corso e quello a venire compatibili con le attuali stime delle riserve disponibili di combustibili fossili convenzionali (figura 2). Partendo dalle proiezioni di incremento della temperatura media globale ottenute con quegli scenari e utilizzando il modello semi-empirico duale sviluppato al Potsdam Institute for Climate Impact Research, sono state così stilate delle nuove proiezioni per l’innalzamento del livello del mare (figura 3) (si veda anche questa intervista).

Figura 3. Le osservazioni dell’innalzamento del livello del mare dal 1880 al 2009 rispetto al 2000 (Church & White, 2011) e le proiezioni per l’attuale e il prossimo secolo ottenute con gli scenari di figura 2 e il modello semi-empirico duale (Vermeer & Rahmstorf, 2009). La barra verticale rossa mostra le proiezioni dell’IPCC 2007 per il 2100 senza il contributo dovuto alla fusione dei ghiacciai continentali.

 

I risultati riportati in figura 3 mostrano che, nonostante l’esaurimento delle fonti convenzionali di energia fossile, il livello del mare continuerà a salire per almeno altri duecento anni e alla fine di questo secolo si attesterà ad almeno 80 cm in più rispetto al suo livello nell’anno 2000. Impressionante è l’innalzamento previsto alla fine del ventiduesimo secolo, compreso tra 150 e 230 cm a seconda dello scenario: in assenza di adeguate misure di adattamento, avrebbe gravissimi impatti in molte aree del pianeta. Inoltre è da notare che tutti gli scenari prevedono che il livello del mare salirà di circa 30 cm a metà di questo secolo, un livello a cui ci dovremo inevitabilmente adattare.
In realtà, il quadro presentato qui è ottimistico: i nostri scenari di emissione non tengono conto della possibilità (già in avanzamento) di utilizzo dei combustibili fossili non convenzionali (si veda ad esempio qui) e di eventuali sviluppi delle attuali tecniche di perforazione ed estrazione (anche questi già in fase avanzata) che consentirebbero di accedere a quantità maggiori di combustibili fossili. Entrambi questi fattori implicano ovviamente maggiori emissioni rispetto a quanto previsto qui e, di conseguenza, un maggiore aumento del livello del mare.
Nemmeno l’esaurimento dei combustibili fossili ce ne salverà. Le conseguenze e gli enormi costi di adattamento che si possono immaginare, rendono ancora più chiara la necessità di adottare significative e immediate misure di mitigazione (riduzione delle emissioni di gas-serra). Si tratta di rallentare la salita del livello dei mari per aver il tempo di realizzare adeguate misure di adattamento.

 

 

Bibliografia

Boden T. A. et al., Global, Regional, and National Fossil-Fuel CO2 Emissions. Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory, U.S. Department of Energy, Oak Ridge, Tenn., USA (2010).

Chiari L., A. Zecca, Constraints of fossil fuels depletion on global warming projections, Energy Policy 39, 5026–5034 (2011).

Church J. A., N. J. White, Sea-level rise from the late 19th to the early 21st century, Surv. Geophys. 32, 585-602 (2011).

Vermeer M., S. Rahmstorf, Global sea level linked to global temperature, Proc. Nat. Acad. Sci. 106, 21527–21532 (2009).

Zecca A., L. Chiari, Lower bounds to future sea-level rise, Global and Planetary Change 98-99, 1-5 (2012).

 

 

Testo di Luca Chiari e Antonio Zecca

22 responses so far

22 Responses to “Esaurimento dei combustibili fossili, riscaldamento globale e innalzamento del livello del mare”

  1. alex1on dic 4th 2012 at 00:06

    quindi potete affermare che l’aumento del livello del mare ha una diretta proporzionalità con l’emissione di gas serra ed è reversibile?

    tipo più emissioni gas serra mare di alza ?

    meno emissioni gas serra mare si abbassa?

  2. Pierinoon dic 4th 2012 at 00:37

    http://www.esa.int/esaCP/SEMPP1F16AH_Italy_0.html

  3. Luca Chiarion dic 4th 2012 at 01:51

    @alex1
    La situazione non e’ cosi’ semplice. Certo che l’aumento del livello del mare dipende dalle emissioni di gas serra, ma non c’e’ una proporzionalita’ diretta a causa del ritardo temporale con cui il sistema climatico (tra cui la temperatura e quindi il livello del mare) risponde alle emissioni. Se continuiamo ad emettere gas serra in atmosfera, sicuramente il livello del mare continuera’ a crescere. Tuttavia, anche se le emissioni dovessero ridursi, il livello del mare continuera’ a crescere per secoli, a causa dell’enorme quantita’ di energia termica che il pianeta ha accumulato nel frattempo. In effetti, anche se da oggi a domani tutte le emissioni antropogeniche si azzerassero, il livello del mare continuerebbe a salire per secoli. La differenza e’ che se incominciamo a ridurre le emissioni, il livello del mare continuera’ a salire seppure con una velocita’ minore. Solamente (molto tempo) dopo che la concentrazione atmosferica dei principali gas serra cominciera’ a scendere e cosi’ la temperatura globale, il livello del mare iniziera’ (lentamente) a scendere. Ma per questo dovremo aspettare diversi secoli.

  4. Antonio Caputoon dic 4th 2012 at 14:25

    come ulteriore contributo segnalo questo recentissimo articolo sulle stime “ottimiste” di IPCC!!!

    http://iopscience.iop.org/1748-9326/7/4/044035/article

  5. Luci0on dic 4th 2012 at 22:44

    Le osservazioni sembrano mostrare un quadro meno catastrofico http://www.climate4you.com/SeaTemperatures.htm#Global%20sea%20level (rif. Annual change of global sea level since late 1992 according to the Colorado Center for Astrodynamics Research at University of Colorado at Boulder) Come mai attualmente da questo grafico si evince che da un decennio la crescita del livello degli oceani sta rallentando? Da notare che nei periodi 2007-2009 le osservazioni mostravano una non variazione di livello, (cambiamento = 0). Inoltre come mai non vengono fatte previsioni a breve … che ne so prevedere i valori mensili nel 2013 -14 – 15 tanto per mettere a posto i modelli. Non é che a breve termine questi scienziati hanno paura di un riscontro oggettivo sulla bontà dei modelli?

  6. Luca Chiarion dic 5th 2012 at 05:53

    @Luci0:
    Faccio presente che per qualunnque parametro climatico (temperatura, precipitazioni, livello del mare, etc.) e’ sempre il trend sul lungo termine (in genere almeno trent’anni) che conta per determinare in che direzione sta avvenendo il cambiamento e non quello stimato solo sulla base di un paio di anni. Inoltre secondo figura 3 dell’articolo repreribile all’indirizzo segnalato sopra da Antonio Caputo risulta chiaro che il tasso di aumento del livello del mare ha continuato a crescere rapidamente dagli anni ’80 in poi.

  7. Luci0on dic 5th 2012 at 09:37

    A me sembra un pò troppo facile sparare previsioni a 30 50 100 200 anni quando probabilmente non sarà possibile fare un contraddittorio. Forse i nosti pronipoti potranno controllare la veridicità di tali affermazioni. Mi sembra la pubblicità del gratta e vinci … a qualcuno piace vincere facile. Di fatto le misurazioni dal 2007 al 2012 hanno mostrato una non crescita o meglio di circa 10 mm in 5 anni se il trend dovesse rimanere costante … 100 mm in 50 e 200 nel 2100 trattasi di solo 20 cm rispetto a sparate fino a 200. Inoltre per quale motivo nen 2007-2009 il livello non é cresciuto e perché nel 2010-2011 é diminuito … se ci sono queste anomalie come si fa ad esser sicuri che i modelli siano buoni?

  8. Luci0on dic 5th 2012 at 09:43

    E’ tutto così chiaro che mi sembra che qualcuno si affidi alla chiaroveggenza … mi sto attrezzando anch’ io con una sfera di cristallo … tipo questa http://www.movimentolibertario.com/wp-content/uploads/2011/11/sfera1-300×232.jpg

  9. Claudio Costaon dic 5th 2012 at 11:33

    Tutte le stime sull’aumento del livello del mare si basano sulle proiezioni climatiche dei modelli che non possono essere attendibili in alcun modo, perchè per fare delle proiezioni sul cliam bisognerebbe conoscere i meccanismi che lo regolano e ad es essere in grado di ricostruire il clima del passato tramite le forzanti conosciute.
    Siamo molto ma molto lontani da questo tipo di conoscenza, le forzanti conosciute mancano 700 anni sugli ultimi 1000, http://www.climatemonitor.it/?p=27986
    quindi le proiezioni ancora non si possono fare non hanno nessun valore. Anche i professori Visconoti e Prodi affermano che è prematuro pensare che le proiezioni possano essere verosimili
    Per voi invece sono la verità ma siete degli illusi, che però fanno danni a tutti gli altri.
    per non parlare del mancato riscaldamneto troposferico che mina l’ipotesi AGW (vedi “Quando il diavolo fa’ le pentole ed anche i coperchi”)

  10. Stefano Caserinion dic 5th 2012 at 14:05

    @ Costa
    >>> quindi le proiezioni ancora non si possono fare non hanno nessun valore.

    Si faccia una ragione che, nonostante quello che lei scrive su Climate Monitor e quello che (secondo lei) dicono Prodi e Visconti, l’intera comunità scientifica le proiezioni le fa eccome, e discute seriamente le incertezze, i punti deboli e i punti di forza. Puo’ decidere di non studiare cosa fanno, ma ridurre tutto ad operetta non serve, il mondo va aventi lo stesso.

    @ per non parlare del mancato riscaldamneto troposferico
    no… ancora il mancato riscaldamento della troposfera … ma era roba vecchia 2 anni fa.. ormai non se lo fila più nessuno questo argomento… hanno abbandonato (quasi) tutti..

  11. Claudio Costaon dic 5th 2012 at 14:35

    @ Caserini
    ma lo so che tutto il mondo fa le proiezioni climatiche, certo che lo so è questo il dramma o the travesty per meglio dire.

    su tropospheric Hot spot nei tropici vedo che non ha letto l’articolo citato su CM anzi che è rimasto indietro.
    Questo è quello che dicevano David H. Douglass and John R. Christy dopo lo scandalo del climategate 2 a fine 2009:

    The CRU e-mails have revealed how the normal conventions of the peer review process appear to have been compromised by a team* of global warming scientists, with the willing cooperation of the editor of the International Journal of Climatology (IJC), Glenn McGregor. The team spent nearly a year preparing and publishing a paper that attempted to rebut a previously published paper in IJC by Douglass, Christy, Pearson, and Singer (DCPS). The DCPS paper, reviewed and accepted in the traditional manner, had shown that the IPCC models that predicted significant “global warming” in fact largely disagreed with the observational data.

    We will let the reader judge whether this team effort, revealed in dozens of e-mails and taking nearly a year, involves inappropriate behavior, including (a) unusual cooperation between authors and editor, (b) misstatement of known facts, (c) character assassination, (d) avoidance of traditional scientific give-and-take, (e) using confidential information, (f) misrepresentation (or misunderstanding) of the scientific question posed by DCPS, (g) withholding data, and more.

    *The team is a group of climate scientists who frequently collaborate and publish papers which often support the hypothesis of human-caused global warming. For this essay, the leading team members include Ben Santer, Phil Jones, Timothy Osborn, and Tom Wigley, with lesser roles for several others.

    Quindi le darò il link perl il 2012 http://www.climatemonitor.it/?p=28867
    il riferimento è a:

    Seidel et al “Reexamining the warming in the tropical upper troposphere: Models versus radiosonde observations” GRL 2012
    che cito:

    Our tests using radiosonde rather than MSU observations lend some support to FMJ’s finding that climate models exaggerate the vertical amplification of tropical tropospheric warming during 1979-2010

    capisce? esagerata l’amplificazione esagerata la proiezione di riscaldamento.

  12. Luci0on dic 5th 2012 at 14:52

    Da migliaia di anni le reliligini vanno avanti senza nessuna prova … non abbiamo bisosogno di una nuova religione … pseudo scientifica.

  13. Paolo C.on dic 5th 2012 at 17:11

    Lucio, vai a studiare invece di lasciare commenti inutili.

  14. Stefano Caserinion dic 6th 2012 at 00:03

    @ Costa

    Ma vuole che ci mettiamo ancora a discutere del riscaldamento della troposfera, perchè altrimenti tutte le proiezioni sul clima o il livello dei mari sono sbagliate? Mi dispiace che non si renda conto della mancanza di senso di tutto questo, e ancora prima della mancanza di logica.
    Ma non proseguiamo oltre su questo tema, il post parla d’altro.

  15. agrimensore gon dic 6th 2012 at 11:18

    Una domanda sulla figura 2, in particolare sulla configurazione ” a picco” del grafico.
    Generalmente, per i fenomani naturali (inteso in senso lato, inclusi quelli economici) l’evoluzione di una grandezza passa da una fase di sviluppo più o meno rapido a una fase di saturazione prima di arrivare alla decrescita. In special modo nel caso di risorse limitate, l’evoluzione di una grandezza è spesso sufficientemente approssimata con l’equazione di Volterra (col grafico che è una sorta di sigmoide).
    Per quale fenomeno nel caso di emissioni di CO2 si prevede un grafico “a picco”, ove la fase di saturazione in pratica non c’è? In altri termini, come mai non si notano gli effetti limitativi di una carenza di risorsa, effetti che in genere sono costituiti da un periodo di livello costante della grandezza?
    Ho provato ad accedere al link sotto (Chiari e Zecca 2011) ma non mi ha dato risultato.
    P.S.: spero di npon aver posto un quesito che richieda una risposta troppo lunga.

  16. Luca Chiarion dic 7th 2012 at 01:26

    @agrimensore g:
    Gli scenari di emissioni globali di CO2 di figura 2 sono stati ottenuti a partire da degli scenari di utilizzo delle riserve disponibili di combustibili fossili convenzionali, come descritto nei nostri precedenti post http://www.climalteranti.it/2011/04/01/lesaurimento-dei-combustibili-fossili-ci-salvera-dal-riscaldamento-globale/
    e
    http://www.climalteranti.it/2011/04/12/lesaurimento-dei-combustibili-fossili-e-il-clima-seconda-parte/
    e anche nel nostro articolo del 2011. Putroppo il link a quell’articolo e’ sbagliato e ho chiesto al webmaster di correggerlo. Il link corretto si trova nella bibliografia in fondo al post: http://dx.doi.org/10.1016/j.enpol.2011.06.011
    In breve, abbiamo utlizzato la teoria del picco di Hubbert per modellizzare la produzione di petrolio, gas naturale e carbone a partire dai dati storici di produzione e dalle stime delle riserve disponibili. La teoria del picco di Hubbert si applica a risorse limitate come i combustibili fossili e prevede che la produzione cumulata di una risorsa in funzione del tempo assuma la forma di una funzione logistica man mano che la risorsa viene sfruttata. La funzione a sigmoide e’ un caso speciale di funzione logistica. La derivata della funzione logistica, che ha la tipica forma a picco, rappresenta invece la produzione annuale (o mensile, giornaliera, etc.) di quella risorsa in funzione del tempo.

  17. adminon dic 7th 2012 at 08:28

    link sistemati

  18. Fedeon dic 13th 2012 at 10:39

    @Costa

    mi piacerebbe che invece di scrivere le sue teorie, le esponesse in un convegno.

    Magari tenuto davanti a un consesso di esponenti degli AOSIS, con membri provenienti dalle isole di Nauru, Tuvalu o Kiribati…
    Sarei curioso di vedere la loro di reazione…

    O magari difronte a questo delegato delle Filippine
    http://www.youtube.com/watch?v=3OjAv4aBiqY

    Davvero sono curioso.

    Cordialmente…

  19. Claudio Costaon dic 15th 2012 at 08:48

    @ FEDE

    in nomen omen est!

    Ma di quali teorie parli?

    Il fatto che non si conosca nulla del clima e che non si riesca a ricostruire il clima del passato con la stima attuali delle forzanti conosciute non è una teoria: è un dato di fatto.

    Quindi per chi non ha la fede irrazionale sull’AGW le proiezioni cliamtiche razionalmente non hanno nessun valore, non possono essere nemmeno considerate, sonon come gli oroscopi.
    Aggiungo che proprio per questo, voi e tutti i climatologi che citate, commettete un reato cioè il procurato allarme nonchè il reato di diffamazione (ad es nei confronti di intere filiere produttive come la zootecnia). Questi reati determinano dei danni enormi da miliardi di euro buttati nel nome di una mitigazione climatica inesistente.

    Dovreste essere processati tutti!

  20. Riccardo Reitanoon dic 15th 2012 at 15:03

    “Aggiungo che proprio per questo, voi e tutti i climatologi che citate, commettete un reato cioè il procurato allarme nonchè il reato di diffamazione (ad es nei confronti di intere filiere produttive come la zootecnia). ”

    Costa parla di razionalità e irrazionalità e precipita nel giustizialismo da bar. Dovremmo ringraziare lui e tutta la sparuta cerchia vociante dei sedicenti scettici, svolgono un’ottima opera nello screditare il negzionismo climatico agli occhi di chi davvero si pone delle domande e cerca risposte.

    @Fede
    immagino che la tua richiesta iniziale fosse retorica. E’ facile prendere i programmi dei congressi per sincerarsi di persona di cosa la scienza dibatte.

  21. Carlettoon gen 4th 2013 at 10:56

    ma Claudio Costa e’ un climatologo??
    spero di si’…

  22. [...] Per chi non lo sapesse l’ultimo rapporto IPCC nel 2007 ha proposto una proiezione dell’innalzamento del livello del mare nel corso del ventunesimo secolo tra 18 e 59 cm, a seconda dello scenario emissivo considerato. Tenendo conto dei rapidi cambiamenti dinamici nelle calotte polari e nei ghiacci continentali (vedi sotto), tale innalzamento potrebbe tuttavia salire fino a 80 cm secondo un recente studio del prof Antonio Zecca. [...]

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