Cambiamento climatico

Il cambiamento climatico ha reso il regime idrico più discontinuo e incerto, mettendo a repentaglio la continuità operativa di molte aziende. Per rispondere a questa esigenza abbiamo sviluppato Waterjade, un software che permette di prevedere gli afflussi di acqua, la ricarica delle falde e lo stress idrico. Attraverso dati satellitari, modelli matematici e machine learning, esso ricostruisce il ciclo dell’acqua a scala di bacino.

Perché parlare di cambiamento climatico e chi ne parla?

“No one is surprise by a flood” (nessuno è sorpreso da un’alluvione), “Everyone is prepeared for drought” (tutti siamo preparati alla siccità). Sono due tra le otto ambizioni da raggiungere entro il 2023 espresse dal Congresso Mondiale di Meteorologia1 per affrontare la gestione dell’acqua, una risorsa primaria fondamentale per la sopravvivenza. La siccità e le alluvioni sono due eventi estremi che negli ultimi anni si sono presentanti con un’alta frequenza, tanto che gli scienziati hanno iniziato ad interrogarsi se definirli ancora estremi. Un’evento estremo è, per definizione, un evento eccezionale che si manifesta a bassa scala (tornado, tempeste di grandine) oppure a larga scala (siccità, ondate di calore). I disastri dovuti alle condizioni meteorologiche, climatiche e idriche causano perdite significative di vite umane e ritardano lo sviluppo sociale ed economico. Nel 1988 l’Organizzazione Mondiale di Meteorologia e il Programma per l’Ambiente delle Nazioni Unite hanno fondato il Congresso Mondiale sul Cambiamento Climatico con l’obbiettivo di fornire ai politici e al pubblico valutazioni scientifiche periodiche sul cambiamento climatico, sulle sue implicazioni e sui potenziali rischi futuri, nonché per proporre opzioni di adattamento e mitigazione2. Il Panel Intergovernativo sui Cambiamenti Climatici (IPCC) è oggi il principale organismo internazionale per la valutazione dei cambiamenti climatici.

Come opera l’IPCC?

Attraverso le sue valutazioni, l’IPCC chiarisce le attuali conoscenze (state of knowledge) sui cambiamenti climatici. Identifica dove c’è accordo nella comunità scientifica sugli argomenti relativi al cambiamento climatico e dove sono necessarie ulteriori ricerche. I rapporti vengono redatti e rivisti in più fasi e da più gruppi di lavoro, per garantire obiettività e trasparenza. L’IPCC non conduce infatti ricerche proprie e i suoi rapporti sono neutrali, rilevanti per le politiche ma non prescrittivi: un contributo fondamentale ai negoziati internazionali per affrontare i cambiamenti climatici. Proposto dal Programma ambientale delle Nazioni Unite (UN Environment) e dall’Organizzazione meteorologica mondiale (WMO) nel 1988, l’IPCC conta 195 Paesi membri. Nello stesso anno, l’Assemblea Generale delle Nazioni Unite ha approvato l’azione di WMO e UNEP nel creare congiuntamente l’IPCC.

L’attività principale dell’IPCC è la preparazione di rapporti che valutano le attuali conoscenze sui cambiamenti climatici. Questi includono rapporti di valutazione, rapporti speciali e rapporti metodologici. Per realizzare questo programma di lavoro, l’IPCC organizza riunioni dei suoi rappresentanti governativi, in sessioni plenarie del gruppo di esperti o dei gruppi di lavoro per approvare, adottare e accettare i rapporti. Le sessioni plenarie dell’IPCC stabiliscono anche il programma di lavoro e altre attività, tra cui il bilancio e le bozze dei rapporti. L’Ufficio di Presidenza dell’IPCC si riunisce regolarmente per fornire indicazioni ai gruppi di esperti sugli aspetti scientifici e tecnici del suo lavoro. Per comunicare i suoi risultati e spiegare il suo lavoro, l’IPCC partecipa ad attività di sensibilizzazione organizzate dall’ente stesso o ospitate da altre organizzazioni dove i membri del Gruppo Intergovernativo vengono invitati relatori.

Cos’è il Rapporto di Valutazione dell’IPCC?

L’IPCC redige rapporti di valutazione completi sullo stato delle conoscenze scientifiche, tecniche e socioeconomiche relative ai cambiamenti climatici, ai loro impatti e ai rischi futuri, nonché alle opzioni per ridurre il ritmo con cui si verificano i cambiamenti climatici. Produce inoltre Rapporti Speciali su argomenti concordati dai governi membri, nonché Rapporti Metodologici che forniscono linee guida per la preparazione degli inventari dei gas serra. L’IPCC sta ultimando il Sesto Rapporto di Valutazione (ottobre 2023), composto da tre contributi dei Gruppi di Lavoro e da un Rapporto di Sintesi. Il contributo del Gruppo di lavoro I è stato finalizzato nell’agosto 2021, il contributo del Gruppo di lavoro II nel febbraio 2022, il contributo del Gruppo di lavoro III nell’aprile 2022 e il Rapporto di Sintesi nel marzo 2023.

Cosa dice l’ultimo rapporto?

Nell’ultimo rapporto AR6 sono stati analizzati i cambiamenti osservati (1900-2020) e previsti (2021-2100) della temperatura superficiale globale (rispetto al 1850-1900). Nella Figura 1.c essi sono collegati ai cambiamenti delle condizioni climatiche e ai possibili impatti, illustrando come il clima è già cambiato e cambierà lungo l’arco di vita di tre generazioni rappresentative (nate nel 1950, 1980 e 2020). Le variazione di temperatura sono rappresentate da “strisce climatiche” (da 0°C a 4°C) e le diverse proiezioni future mostrano le tendenze di innalzamento della temperatura a seconda delle scelte che l’uomo adotterà per far fronte al cambiamento climatico.

Figura 1: (c) La misura in cui le generazioni attuali e future vivranno un mondo più caldo e diverso dipende dalle scelte odierne e nel breve termine3.

Nella Figura 2.a i cinque diversi scenari sono rappresentati in relazione all’aumento della temperatura.

Figura 2: (a) Diversi scenari in proiezione causati dall’aumento di temperatura4.

Le proiezioni future (2021-2100) dei cambiamenti della temperatura superficiale globale sono mostrate sono stati creati da scenari di emissioni di gas serra molto bassi (SSP1-1.9), bassi (SSP1-2.6), intermedi (SSP2-4.5), alti (SSP3-7.0) e molto alti (SSP5-8.5) (dettagli nella Figura 3.b).

Figura 3: (b) Descrizione degli scenari e dei modelli valutati nei rapporti del Gruppo di Lavoro AR6.

Novità e tendenze osservate nel ciclo dell’acqua nell’ultimo rapporto dell’IPCC (AR6)

Rispetto al precedente rapporto (AR5), sono state osservate alcune tendenze specifiche per le principali variabili del ciclo dell’acqua. Di seguito una sintesi:

  1. Precipitazione: le precipitazioni medie annue sono in aumento in molte regioni del mondo e in diminuzione su un’area più ristretta, in particolare ai tropici. Quasi mezzo miliardo di persone vive in aree con condizioni di umidità, oltre 160 milioni in aree con condizioni di siccità, storicamente sconosciute. Oltre 700 milioni di persone sperimentano precipitazioni abbondanti, significativamente più intense rispetto agli anni Cinquanta, mentre meno di 90 milioni sperimentano precipitazioni abbondanti di minore intensità. Rispetto agli anni Cinquanta, 711 milioni di persone sperimentano periodi di siccità più lunghi e 404 milioni periodi di siccità più brevi. Nella Figura 4 è riportata la variazione media delle precipitazioni annuali.
  2. Evapotraspirazione (ET): è altamente probabile che l’ET sia aumentata di circa 0,5-1,5 [mm annui] tra gli anni Ottanta e l’inizio del 2010, a causa dell’aumento della domanda atmosferica indotta dal riscaldamento del globo e dell’inverdimento della vegetazione in molte regioni. Emerge che le risposte stomatiche delle piante all’aumento delle concentrazioni di CO2 potrebbero avere un ruolo, ma la quantificazione è poco attendibile. Anche i cambiamenti nella copertura del suolo e nell’irrigazione hanno contribuito a modificare l’ET regionale.
  3. Criosfera (neve, ghiacciai e permafrost): In sintesi, la criosfera è uno degli indicatori più sensibili al cambiamento climatico. I componenti della criosfera (ghiacciai, neve, permafrost) hanno subito un rapido cambiamento dalla fine del XX e dall’inizio del XXI secolo. I cambiamenti criosferici diffusi stanno interessando gli esseri umani e gli ecosistemi alle latitudini medio-alte e nelle regioni di alta montagna. Questi cambiamenti hanno già un impatto sull’irrigazione, l’energia idroelettrica, l’approvvigionamento idrico, i servizi culturali e tutte le popolazioni che dipendono da ghiaccio, neve e permafrost.
  4. Deflusso: sia i cambiamenti climatici che le attività umane influenzano l’entità e la direzione dei cambiamenti nel deflusso. Non ci sono chiare tendenze di cambiamento del deflusso a livello globale: tuttavia, emergono tendenze a livello regionale (una tendenza generale all’aumento nella regione settentrionale a latitudine più elevata e una tendenza mista nel resto del mondo). I fattori climatici contribuiscono a queste tendenze nella maggior parte dei bacini e risultano più impattanti dell’influenza diretta dell’uomo anche se complessivamente, il cambiamento climatico antropogenico è attribuito come fattore trainante del modello globale di variazione dei flussi di flusso.
Figura 4: (a) Tendenza osservata nella variazione di precipitazione media annuale (in % per °C)5.

Alluvioni e siccità

  • Alluvioni: la frequenza e l’entità delle alluvioni fluviali sono cambiate negli ultimi decenni con forti variazioni regionali. I cambiamenti climatici di origine antropica hanno aumentato la probabilità di eventi di precipitazione estremi e il conseguente aumento della frequenza e della portata delle inondazioni fluviali;
  • Siccità: la siccità può avere un impatto sostanziale sulla società e le condizioni di siccità agricola ed ecologica in particolare sono diventate più frequenti e gravi in molte parti del mondo, ma meno frequenti e gravi in altre. Nella Figura 5.a è riportata un’indicazione della distribuzione della scarsità idrica. Le perdite economiche causate dalla siccità in rapporto al PIL sono circa il doppio nei Paesi a basso reddito rispetto a quelli a più alto reddito, anche se il divario si è ridotto dagli anni Ottanta, e a livello globale si registra infatti una tendenza alla diminuzione della vulnerabilità economica alla siccità. Tuttavia, i cambiamenti climatici di origine antropica hanno contribuito ad aumentare la probabilità e la gravità degli eventi di siccità in molte parti del mondo, causando la riduzione dei raccolti agricoli, la carenza di acqua potabile per milioni di persone, l’aumento del rischio di incendi, la perdita di vite umane e di altre specie e ingenti danni economici. Se si considerano insieme il pericolo, la vulnerabilità e l’esposizione, il rischio di siccità è più basso per le regioni scarsamente popolate, come la tundra e le foreste tropicali, e più alto per le aree popolate e le regioni a coltivazione e allevamento intensivo, come l’Asia meridionale e centrale, l’America sud-orientale, l’Europa centrale e gli Stati Uniti sud-orientali. Nella Figura 6 è riportata una mappa del rischio di siccità tratta dal rapporto AR6. Esistono diversi tipi di siccità e sono interconnessi in termini di processi6. La siccità meteorologica (periodi di scarse precipitazioni persistenti) si propaga nel tempo in deficit di umidità del suolo, di portata dei corsi d’acqua e di stoccaggio dell’acqua, portando a una riduzione dell’approvvigionamento idrico (siccità idrologica). L’aumento della domanda evaporativa atmosferica aumenta lo stress idrico delle piante, portando alla siccità agricola ed ecologica. Il Gruppo di Lavoro I dell’AR6 (WGI)7 ha riscontrato che le tendenze all’aumento della siccità agricola ed ecologica sono più evidenti delle tendenze all’aumento della siccità meteorologica in diverse regioni. Pertanto, il WGI ha concluso con elevata fiducia che l’aumento della frequenza e della gravità della siccità agricola ed ecologica negli ultimi decenni nel Mediterraneo e nel Nord America occidentale può essere attribuito al riscaldamento antropogenico.
Figura 5: (a) Distribuzione della scarsità idrica8.
Figura 6: Stato attuale del rischio di siccità su scala globale9.

Principi abilitanti per il raggiungimento della sicurezza idrica e di uno sviluppo sostenibile e resiliente al clima attraverso la trasformazione dei sistemi

Technology

Le tecnologie che riducono le emissioni di carbonio promuovendo l’uso efficiente dell’acqua possono favorire un adattamento efficace10, a condizione che non abbiano esiti distributivi negativi. Ad esempio, l’uso della tecnologia per migliorare l’accesso all’acqua attraverso la diffusione di pompe per le acque sotterranee negli anni Settanta in Asia meridionale, ha avuto diversi benefici per i mezzi di sussistenza, ma ha reso l’agricoltura un emettitore ad alta intensità di carbonio11. Più recentemente, la tecnologia è stata utilizzata per migliorare l’efficienza dell’uso dell’acqua attraverso l’adozione dell’irrigazione a goccia e a pioggia12 e l’uso dell’Internet delle Cose (IoT)13. Inoltre, sono in aumento le innovazioni per il riutilizzo dell’acqua attraverso varie tecnologie di recupero delle acque reflue14, l’approvvigionamento di acqua potabile attraverso la desalinizzazione15 e il riutilizzo delle acque reflue in agricoltura16. Le tecnologie solari sono sempre più utilizzate per l’irrigazione, il recupero delle acque reflue, la desalinizzazione e la raccolta dell’acqua17. Le tecnologie di apprendimento automatico e di intelligenza artificiale hanno iniziato ad essere utilizzate in molti settori, come gli ambienti urbani18, la gestione delle acque reflue19 e la gestione delle acque agricole. La tecnologia è sempre più utilizzata nelle scienze idrologiche per le misurazioni e il monitoraggio, nonché per la creazione di sistemi di allerta idrometeorologica completi. La mancanza di tecnologia e di trasferimento di conoscenze, in particolare per quanto riguarda il telerilevamento, rappresenta un ostacolo all’adattamento negli Stati con minori risorse20.

L’adozione delle tecnologie dipende parimente dalla disponibilità di finanziamenti. L’efficacia delle tecnologie nel ridurre i rischi legati al clima dipende dalla loro adeguatezza al contesto locale21 e da altri fattori, tra cui i quadri istituzionali e di governance. Le tecnologie idriche possono anche avere esiti indesiderati, portando in alcuni casi a un disadattamento. Ad esempio, le tecnologie di irrigazione efficienti come l’irrigazione a goccia e a pioggia, pur riducendo i tassi di applicazione dell’acqua per unità di terreno, permettono di ampliare la superficie totale irrigata ma aumentano l’estrazione complessiva di acqua 22. Altri esiti distributivi negativi si hanno quando i guadagni derivanti dall’adozione della tecnologia vanno a beneficio di una piccola parte della popolazione. In sintesi, la tecnologia è una parte importante della risposta all’adattamento idrico e i risultati dell’adozione della tecnologia sono mediati da altri fattori sociali, tra cui le istituzioni, i quadri di governance e le questioni di equità e giustizia.

Cooperazione

La partecipazione, la cooperazione e l’impegno dal basso verso l’alto sono fondamentali per un adattamento ottimale. È altamente probabile che molti dei Paesi e dei gruppi sociali più minacciati dai cambiamenti climatici abbiano contribuito in misura minore alle emissioni globali e non abbiano le risorse per adattarsi. Una partecipazione efficace di questi attori alla pianificazione dell’adattamento ai cambiamenti climatici nel settore idrico può contribuire ad azioni di adattamento più giuste. Vi è una media evidenza e un elevato consenso sul fatto che un adattamento ottimale dipende in modo critico dalla cooperazione tra Stati, che a sua volta richiede fiducia e norme di reciprocità tra tutti i soggetti coinvolti23. La reciprocità è fondamentale nella cooperazione internazionale sui cambiamenti climatici, dove gli attori sono più inclini a cooperare quando percepiscono che il risultato atteso sarà equo in termini di costi e benefici dell’attuazione24. Nell’adattamento idrico legato al clima, la cooperazione transfrontaliera è essenziale, poiché il 60% delle risorse globali di acqua dolce contenute in 276 bacini fluviali e lacustri è condiviso tra i Paesi25. Tuttavia, oltre il 50% dei 310 bacini fluviali internazionali del mondo non dispone di alcun tipo di quadro di cooperazione.

Sostegno politico

Gli approcci alla pianificazione dell’adattamento al clima possono essere limitati da diverse barriere economiche, istituzionali, di sviluppo e politiche26, tra cui un forte sostegno politico, ovvero la mancanza di volontà collettiva ad agire. Nonostante il continuo accumularsi di prove scientifiche sulla gravità dell’impatto dei cambiamenti climatici sulle risorse idriche, l’azione dello Stato non è sempre stata efficace. Attualmente è in aumento il numero di cause che riguardano la mancata attuazione delle politiche di adattamento da parte dello Stato e le conseguenti controversie in materia di cambiamenti climatici27. L’evidenza suggerisce che il fallimento dell’adattamento nel settore idrico è dovuto a carenze politiche e normative, che riflettono la miopia politica. La legislazione sovranazionale/transnazionale (ad esempio, la legislazione dell’UE) possono sostenere la capacità dei governi nazionali e sub-nazionali di agire e promuovere la rimozione di possibili barriere all’effettiva attuazione delle politiche di adattamento ai cambiamenti climatici.

  1. https://public.wmo.int/en/our-mandate/water ↩︎
  2. https://www.ipcc.ch/about/ ↩︎
  3. IPCC, 2023: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2023: Synthesis Report.Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, H. Lee and J. Romero (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, pp. 1-34, doi: 10.59327/IPCC/AR6-9789291691647.001 ↩︎
  4. IPCC, 2023: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2023: Synthesis Report.Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, H. Lee and J. Romero (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, pp. 1-34, doi: 10.59327/IPCC/AR6-9789291691647.001 ↩︎
  5. Caretta, M.A., A. Mukherji, M. Arfanuzzaman, R.A. Betts, A. Gelfan, Y. Hirabayashi, T.K. Lissner, J. Liu, E. Lopez Gunn, R. Morgan, S. Mwanga, and S. Supratid, 2022: Water. In: Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, M. Tignor, E.S. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem, B. Rama (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA, pp. 551–712, doi:10.1017/9781009325844.006. ↩︎
  6. Douville et  al., 2021 ↩︎
  7. Seneviratne et  al., 2021 ↩︎
  8. Caretta, M.A., A. Mukherji, M. Arfanuzzaman, R.A. Betts, A. Gelfan, Y. Hirabayashi, T.K. Lissner, J. Liu, E. Lopez Gunn, R. Morgan, S. Mwanga, and S. Supratid, 2022: Water. In: Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, M. Tignor, E.S. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem, B. Rama (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA, pp. 551–712, doi:10.1017/9781009325844.006. ↩︎
  9. Caretta, M.A., A. Mukherji, M. Arfanuzzaman, R.A. Betts, A. Gelfan, Y. Hirabayashi, T.K. Lissner, J. Liu, E. Lopez Gunn, R. Morgan, S. Mwanga, and S. Supratid, 2022: Water. In: Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, M. Tignor, E.S. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem, B. Rama (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA, pp. 551–712, doi:10.1017/9781009325844.006. ↩︎
  10. Biagini et al., 2014 ↩︎
  11. Zaveri et  al., 2016 ↩︎
  12. Zhuo and Hoekstra, 2017; Grafton et  al., 2018 ↩︎
  13. Keswani et al., 2019 ↩︎
  14. Diaz-Elsayed et  al., 2019; Capodaglio, 2020 ↩︎
  15. Caldera et al., 2018 ↩︎
  16. Salgot e Folch, 2018 ↩︎
  17. Algarni et al., 2018; Pouyfaucon and García-Rodríguez, 2018; Tu et al., 2018; Zhao F. et al., 2020 ↩︎
  18. Nie et al., 2020 ↩︎
  19. Abdallah et al., 2020; Ben Ammar et al., 2020 ↩︎
  20. Funk et al., 2015 ↩︎
  21. Biagini et al., 2014 ↩︎
  22. van der Kooij et al., 2013; Grafton et al., 2018 ↩︎
  23. Ostrom, 2014 ↩︎
  24. Keohane and Oppenheimer, 2016 ↩︎
  25. Timmerman et al., 2017 ↩︎
  26. Anguelovski et  al., 2014; Eisenack et  al., 2014 ↩︎
  27. Setzer and Vanhala, 2019; Peel and Osofsky, 2020 ↩︎

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