Dopo la pubblicazione del rapporto di sintesi “Climate Change 2014”, pubblicato nel 2015 dal Panel Intergovernativo per i Cambiamenti Climatici, il riscaldamento globale e gli impatti conseguenti sulle altre componenti del sistema climatico sono inequivocabili e riconosciuti dalla comunità scientifica. Lo stesso rapporto evidenzia come il fattore umano sia la causa principale del riscaldamento globale registrato dal periodo pre-industriale ad oggi, con una probabilità superiore al 95%.

Le concentrazioni di gas ad effetto serra sono cresciute a partire dall’era preindustriale raggiungendo livelli che non hanno precedenti nella storia dell’umanità. La concentrazione di anidride carbonica, metano e protossido di azoto è aumentata dal 1750 ad oggi rispettivamente del 40%, 150% e 20%, raggiungendo i valori più elevati degli ultimi 800.000 anni. Le emissioni continuano ad aumentare a livello globale: quelle derivanti dall’utilizzo dei combustibili fossili e dall’industria sono stimate aver raggiunto, nel 2017, 36,8 ± 2 GtCO₂, circa il 62% in più rispetto ai livelli del 1990. Anche le concentrazioni di anidride carbonica in atmosfera, che sono ormai costantemente al di sopra dei 400 ppm dal novembre del 2015, hanno raggiunto la media annuale di 406.53 ppm nel 2017, con un tasso di crescita lievemente inferiore rispetto a quello degli ultimi anni.

La temperatura media globale è aumentata di circa 1°C dal 1880 al 2017, con un tasso di aumento di 0,17°C/decennio dal 1970, più del doppio di quello sull’intero periodo, con un incremento più importante sulla terra che non sugli oceani. Il 2016 ha segnato un quinto record della temperatura globale annuale nel XXI° secolo, insieme al 2005, 2010, 2014 e 2015, ed è stato il 40° anno consecutivo (dal 1977) in cui la temperatura annuale è stata sopra la media del XX secolo. Il 2017, secondo le stime più recenti, occupa il terzo posto, dopo il 2016 e 2015. Tutti i 17 anni del XXI secolo sono tra i 18 più caldi (si aggiunge il 1998 che risulta il nono più caldo). I cinque anni più caldi di sono avuti dopo il 2010.

La temperatura superficiale dell’oceano è aumentata di quasi 1,5°C rispetto alla media 1971-2000 con un tasso di incremento importante negli ultimi anni, il livello globale medio del mare dal 1901 al 2015 è cresciuto di circa 20 cm. L’estensione e il volume dei ghiacci si sono ridotti, la copertura nevosa nell’emisfero nord è diminuita e il permafrost è in sempre maggiore degradazione.

I cambiamenti climatici osservati dal 1950 ad oggi, compresi gli eventi estremi, hanno determinato impatti significativi sui sistemi naturali e antropici, dimostrando la loro elevata suscettibilità al clima.

Le proiezioni climatiche continuano a mostrare un incremento della temperatura globale per la fine del XXI che difficilmente riuscirà a restare al di sotto dei 2°C se non si concretizzano urgentemente gli impegni internazionali per la mitigazione dei gas serra, che può arrivare fino a 3-4°C se non si adottano misure efficaci. In questo scenario, nella maggior parte delle regioni continentali, gli estremi caldi saranno più sempre più numerosi e le ondate di calore saranno più frequenti e dureranno più a lungo, con associati periodi siccitosi. Gli eventi estremi di precipitazione aumenteranno, anche in un clima mediamente più secco. La variabilità meteorologica inter-annuale è destinata ad aumentare, ponendoci di fronte ad una situazione che, per essere affrontata, richiede una grande flessibilità.

Adattamento e Mitigazione sono le due strategie, complementari e sinergiche, per ridurre e gestire gli impatti negativi del cambiamento climatico e sfruttarne eventuali opportunità. Sostanziali riduzioni nelle emissioni nelle prossime decadi possono ridurre il rischio climatico nel XXI° secolo e oltre, aumentare la probabilità di un efficace adattamento, ridurre i costi e le sfide della mitigazione nel lungo termine e contribuire ad uno sviluppo sostenibile e resiliente al clima.

Il cambiamento climatico sta già causando una varietà di effetti per la nostra salute, gli ecosistemi e l’economia. Questi impatti diventeranno molto probabilmente più grave nei prossimi decenni. Ecco perché è necessario prepararsi con progetti e azioni di adattamento. Un video dell’Agenzia Europea per l’Ambiente (EEA) spiega tutto questo in parole semplici. Guarda il video

Attraverso l’analisi dei dati rilevati dalla densa rete di stazioni al suolo presente sulla regione, è possibile evidenziare le variazioni più significative dei parametri meteorologici, sia come tendenze di lungo periodo sia per quanto riguarda la variabilità inter-annuale e gli eventi estremi.
Vengono presentati di seguito alcuni risultati più interessanti ottenuti sia utilizzando i dati rilevati dalle stazioni meteorologiche di Arpa Piemonte sia le analisi oggettive del campo di temperatura e precipitazione ottenute applicando una tecnica di interpolazione statistica (http://www.arpa.piemonte.it/rischinaturali/tematismi/clima/confronti-storici/dati/dati.html) che consente di ricostruire dei campi su griglia regolare omogenei e confrontabili perché indipendenti dal numero di stazioni attive.

Se consideriamo l’andamento delle temperature massime negli ultimi 60 anni (figura 1) in Piemonte si osserva un trend positivo statisticamente significativo, più accentuato nel periodo dal 1981 al 2017 (0,6 °C/10 anni) rispetto all’intero periodo 1958 - 2017 (0,38 °C/10 anni). Quindi si può affermare che le temperature massime sono aumentate di circa +2°C negli ultimi 60 anni, risultato in linea con quanto evidenziato dalla letteratura per l’area alpina: un’area dove il riscaldamento globale si manifesta in modo più deciso. Questo aumento sembra essere più accentuato in primavera e in estate e, in generale, nelle zone montane.

Anche le temperature minime giornaliere hanno subito un aumento (figura 2), anche se di minore entità, circa 1,5°C in 60 anni. Non si evince una variazione di trend nei periodi più recenti, infatti nell’intero periodo 1958-2017 le temperature minime sono aumentate di 0,25 °C/10 anni, dal 1981 al 2017 di 0,21 °C/10 anni.

Interessante è osservare come l’effetto dell’aumento della temperatura si riflette sulla forma della distribuzione della temperatura stessa modificando così non solo il valore medio ma anche gli estremi (figura 3). Confrontando, ad esempio, la distribuzione della temperatura massima estiva del periodo 1981-2017 con quella del 1958-1980 si evidenzia come la curva si sposti verso destra, aumentando la frequenza dei valori maggiori e diminuendo la frequenza di quelli inferiori. La larghezza della distribuzione aumenta a conferma di una maggiore variabilità climatica. In particolare si evince un aumento della mediana e del 95° percentile di circa 1°C e del 99° percentile di circa 1,5°C, mentre i massimi estremi della distribuzione, sia positivi che negativi, sembrano divenire ancora più estremi.

Il riscaldamento misurato ha determinato modifiche al ciclo diurno della temperatura, con un incremento delle temperature diurne, significativa per gli aspetti legati all’evapotraspirazione con implicazioni, ad esempio, sull’agricoltura. Un incremento della necessità di raffreddamento estivo, in particolar nei centri urbani e un aumento delle ondate di calore in termini di frequenza e durata.

Ma anche nella libera atmosfera in quota si rileva un aumento di temperatura. Il valore medio e massimo dello zero termico durante l’estate (quota in cui si raggiunge la temperatura di 0°C nella libera atmosfera), misurati dal radiosondaggio di Cuneo. 
Questo dato è importante poiché connesso alla fusione dei ghiacciai, agli episodi di scarsità idrica e ai fenomeni di instabilità in alta montagna.

Considerando gli ultimi 60 anni, dalle analisi del campo di precipitazione, non si evince un trend significativo nella pioggia giornaliera sul Piemonte. Facendo un’analisi degli ultimi 17 anni rispetto al periodo di riferimento 1971-2000, si osserva una forte diminuzione del numero di giorni piovosi (precipitazione registrata maggiore o uguale a 1mm), un aumento della precipitazione cumulata annua nel Verbano, in corrispondenza della zona del Lago Maggiore, una lieve diminuzione complessiva delle precipitazioni sul resto della regione, più rilevante sul Biellese e sulla fascia meridionale tra Cuneo e Alessandria (figura 4).

Guardando gli andamenti dell’anomalia della precipitazione annua cumulata sul Piemonte negli anni dal 1958 al 2017 (calcolata rispetto alla media 1971-2000), non si evince né una tendenza significativa né un aumento della variabilità interannuale. Qualitativamente si può osservare nell’ultimo ventennio, nelle stagioni invernali e primaverili si osserva una maggiore frequenza di anni con un deficit di precipitazione rispetto alla media. Nella stagione autunnale sembra aumentare il numero di anni con un surplus di precipitazione (figura 5).

Per analizzare le variazioni nelle precipitazioni più intense, sono state considerate le distribuzioni annuali delle precipitazioni giornaliere (superiori o uguali ad 1mm) su tutti i punti dell’analisi oggettiva, e si riscontra un trend statisticamente significativo di aumento dei valori estremi (figura 6).

Interessante è analizzare la variazione della lunghezza massima annuale dei periodi secchi (giorni consecutivi con precipitazione inferiore ad 1 mm) sull’intera regione. Più si va in alto nella scala (rossi, viola) e più aumentano i giorni consecutivi secchi. Si osserva qualitativamente un aumento di tale lunghezza nell’ultimo ventennio, dove si evidenziano molti episodi lunghi soprattutto alle quote basse (figura 7). In particolare si evincono gli anni siccitosi a cavallo dell’anno 2000 e l’anno 2017, caratterizzato da un lungo periodi di scarsità idrica anche alle quote più elevate. Ad esempio Il 1997 è stato un anno di particolare siccità. Anche il 2015 presenta numerosi periodi di siccità.

Per avere un’indicazione sulle quantità di neve fresca è stato utilizzato l’indice standardizzato di anomalia nevosa (SAI - Standardized Anomaly Index): un indice SAI positivo indica una quantità di neve superiore alla media dell’intero periodo, mentre un indice negativo è legato ad un deficit. L’indice SAI esprime l’entità delle anomalie in termini di multipli di deviazione standard.

Analizzando tutta la serie storica dei mesi da novembre a maggio dal 1941 al 2018 (figura 8), si può notare che gli anni con anomalia negativa sono concentrati in prevalenza negli ultimi trent’anni. Nello stesso periodo compare il 2008 che è stato l’anno, dopo il 1950, con anomalia positiva maggiore.
Si evidenzia un periodo, dal 1970 al 1980 caratterizzato da stagioni prevalentemente nevose.

In blu gli anni in cui le nevicate sono state superiori alla media, in rosso gli anni con deficit nevoso. Nell’immagine sono indicati i percentili della distribuzione (10°, 25°, 75° e 90°). Le variazioni dei valori compresi tra le linee arancioni continue (25° e 75° percentile) sono da considerarsi normali mentre quelle oltre le linee tratteggiate sono da considerarsi situazioni anomale (10° e 90° percentile).

Considerando i valori mensili si osserva inoltre come in questi ultimi 30 anni ci sia stata una maggiore variabilità nelle precipitazioni dei mesi di novembre e dicembre tanto da far registrare un’elevata frequenza di eventi eccezionali sia positivi che negativi.

Alla base delle simulazioni di quello che sarà il clima futuro attraverso modelli climatici - in grado di riprodurre la dinamica dell’oceano e dell’atmosfera e di rappresentare in modo più completo possibile tutti i processi di interazione terra-atmosfera - vi sono delle ipotesi sugli scenari emissivi e sulle politiche di riduzione dei gas serra che verranno applicate, così da definire degli “emission pathways” che rappresentano l’andamento delle emissioni e della relativa concentrazione dei gas climalteranti in atmosfera nel corso del XXI secolo e più. Gli scenari di riferimento sono attualmente quattro (definiti nell’ambito della stesura del V Rapporto IPCC), si definiscono RCP Representative Concentration Pathways seguiti da un numero e si differenziano per il potenziale di perturbazione del bilancio energetico planetario espresso in termini di Forcing Radiativo.

Gli scenari considerati in questo lavoro sono:

• l’RCP8.5, che rappresenta uno scenario a forti emissioni, all’incirca come se il tasso di emissioni fosse come l’attuale, senza azioni di mitigazione;
• RCP4.5, che rappresenta uno scenario intermedio, dove le emissioni di CO2 raggiungono una stabilizzazione verso la fine del XXI secolo.  

Tutti questi scenari vedono un aumento della temperatura globale a fine secolo rispetto ai valori del periodo 1986-2005, pari a 3,7°C (in un range tra 2,6-4,8°C) per RCP8.5 e 1,8°C (in un range tra 1,1-2,6 °C) per RCP4.5.

Gli scenari modellistici utilizzati per le analisi sul Piemonte sono gli stessi del Piano Nazionale di Adattamento al Cambiamento Climatico, messi a disposizione dal Centro Euromediterraneo sui Cambiamenti Climatici. Si tratta di scenari realizzati attraverso un downscaling dinamico, ossia utilizzano il modello regionale COSMO-CLM ad alta risoluzione innestati in scenari di modelli globali.

I dati disponibili su scala giornaliera e a una risoluzione di circa 7 km, sono stati ulteriormente adattati alla realtà regionale con l’applicazione di tecniche statistiche che puntano ad eliminare l’errore sistematico, valutato su un periodo di simulazioni del passato, in modo da poter confrontare l’output del modello con le osservazioni.

Nelle elaborazioni che seguono, il periodo di riferimento nel passato, detto anche periodo di controllo, è 1971-2005.

In verde il periodo di controllo 1971-2005 dei dati osservati; in blu la simulazione modellistica; in rosso per lo scenario RCP4.5 e in viola per lo scenario RCP8.5 il periodo 2006-2100 delle stime modellistiche. Le bande rappresentano i margini di incertezza.

Come ulteriore indagine sulla variabilità del clima futuro e in particolare sulla siccità in funzione della quota, è stata analizzata la variazione della lunghezza massima annuale dei periodi secchi (giorni consecutivi con precipitazione inferiore ad 1mm) su tutta la regione utilizzando lo scenario RCP4.5 e RCP8.5 (figura 13).

Si osserva un generale aumento di tale lunghezza in entrambi gli scenari. Tuttavia, mentre nello scenario RCP4.5 la variazione più marcata sembra limitata alle zone pianeggianti, con lo scenario RCP8.5 l’incremento si distribuisce in modo pressoché uniforme a tutte le quote, in particolare a partire dal 2060.