ΠΑΡΑΤΗΡΗΤΗΡΙΟ ΚΛΙΜΑΤΙΚΩΝ ΑΛΛΑΓΩΝ ΕΘΝΙΚΟ ΑΣΤΕΡΟΣΚΟΠΕΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Κλιµατική αλλαγή στον Ελλαδικό χώρο Ανάλυση παρατηρήσεων: τάσεις των τελευταίων 100 ετών Ακύλας Ε., Λυκούδης Σ., Λάλας. AA θθ ήή νν αα,,, 22 00 00 55
i Πίνακας Περιεχοµένων Πίνακας περιεχοµένων Κατάλογος σχηµάτων Κατάλογος πινάκων Ευχαριστίες i iii vii ix 1. Εισαγωγή 1 2. Κλιµατικές Αλλαγές 5 2.1 Εισαγωγή 5 2.2 Φυσική µεταβλητότητα του κλίµατος 5 2.3 Κλιµατικές µεταβολές λόγω ανθρωπογενούς παρέµβασης 6 2.4 Μελλοντικά σενάρια για την κλιµατική µεταβολή 10 2.5 Κλιµατικά µοντέλα 12 3. Συγκεντρώσεις αερίων του θερµοκηπίου 15 3.1 Εισαγωγή 15 3.2 Τάσεις 15 3.3 Μελλοντικά σενάρια 17 4. είκτες Κλιµατικής Αλλαγής 19 4.1 Εισαγωγή 19 4.2 είκτες κλιµατικής ευαισθησίας 19 4.3 Ιστορικά στοιχεία 20 5. Θερµοκρασία 23 5.1 Εισαγωγή 23 5.2 Τάσεις 24 5.2.1 Μεσόγειος 26 5.2.2 Ελλάδα 29 5.3 Μελλοντικά σενάρια 35 6. Υετός 39 6.1 Εισαγωγή 39 6.2 Τάσεις 39 6.2.1 Μεσόγειος 42 6.2.2 Ελλάδα 43 6.3 Μελλοντικά σενάρια 47 7. Ακραία Καιρικά Φαινόµενα 51 7.1 Εισαγωγή 51
ii Κατάλογος σχηµάτων 7.2 Τάσεις 52 7.2.1 Μεσόγειος 53 7.2.2 Ελλάδα 54 7.3 Μελλοντικά σενάρια 56 8. Στάθµη της θάλασσας 63 8.1 Εισαγωγή 63 8.2 Τάσεις 64 8.3 Μελλοντικά σενάρια 68 9. Άλλες κλιµατικές παράµετροι 71 9.1 Εισαγωγή 71 9.2 Ηλιοφάνεια 71 9.3 Νέφωση 71 10. Συµπεράσµατα 73 10.1 Εισαγωγή 73 10.2 Θερµοκρασία 74 10.3 Υετός 76 10.4 Ακραία καιρικά φαινόµενα 76 10.5 Στάθµη της θάλασσας 77 Παράρτηµα Α 79 Παράρτηµα Β 81 Βιβλιογραφία 89
iii Κατάλογος σχηµάτων Σχήµα 2.1. Μεταβολές της θερµοκρασίας στη Γροιλανδία κατά τα τελευταία 20 000 έτη, όπως αυτές εκτιµήθηκαν από τον παγετώνα GISP2. Σχήµα 2.2. Μεταβολές της θερµοκρασίας και της συγκέντρωσης των αερίων του θερµοκηπίου CO 2 και CΗ 4 τα τελευταία 420 000 έτη, όπως αυτές εκτιµήθηκαν από την ανάλυση πάγων της Ανταρκτικής στο Vostok. Σχήµα 2.3. Μεταβολή των παρατηρούµενων συγκεντρώσεων των αερίων του θερµοκηπίου CO 2 και CΗ 4 από το 1000 έως σήµερα, όπως εκτιµήθηκαν από την ανάλυση πάγων της Ανταρκτικής. Το τµήµα της καµπύλης µετά το 1958 αντιστοιχεί σε πραγµατικές καταγραφές (Mauna Loa). Σχήµα 2.4. Η εκτιµώµενη απόκλιση της µέσης παγκόσµιας θερµοκρασίας του εδάφους για τα τελευταία 500 έτη σε σχέση µε τις τιµές του 1996 καθώς και η αντίστοιχη απόκλιση για τη θερµοκρασία του αέρα από το 1860. Σχήµα 2.5. Η έκταση της εκτιµώµενης αλλαγής στην µέση επιφανειακή θερµοκρασία του αέρα σε παγκόσµιο επίπεδο µέχρι το 2100 µε βάση τα σενάρια εκποµπών του IPCC. Η αλλαγή παρουσιάζεται µε τη µορφή ζώνης που ορίζεται από τις µέγιστες και ελάχιστες τιµές που προήλθαν από τέσσερα διαφορετικά σενάρια. Σχήµα 3.1. Άνοδος των συγκεντρώσεων των αερίων του θερµοκηπίου σε σχέση µε το 1750. Σχήµα 3.2. Εκτιµώµενη αύξηση των αερίων του θερµοκηπίου στην ατµόσφαιρα βάσει τεσσάρων µελλοντικών σεναρίων. Σχήµα 5.1. Αποκλίσεις µέσης πλανητικής ετήσιας, θερινής (ΙΙΑ) και χειµερινής ( ΙΦ) θερµοκρασίας από τις αντίστοιχες µέσες τιµές της περιόδου 1961 1990 και 11ετείς κινητοί µέσοι. Σχήµα 5.2. Αποκλίσεις της µέσης ετήσιας, θερινής (ΙΙΑ) και χειµερινής ( ΙΦ) θερµοκρασίας από τις µέσες τιµές της περιόδου 1961 1990 στην Ευρώπη, και 11ετείς κινητοί µέσοι. Σχήµα 5.3. Κατανοµή της απόκλισης της µέσης ετήσιας θερµοκρασίας του αέρα για την περίοδο 1995-2003 σε σχέση µε τη µέση της περιόδου 1961 1990. Σχήµα 5.4. (α) Μεταβολή της µέσης ετήσιας θερµοκρασίας για την µέση-κατώτερη τροπόσφαιρα (700 hpa) (β) τάση του γεωδυναµικού ύψους στα 500 hpa (σε m/έτος) πάνω από τη Μεσόγειο για την περίοδο 1946-1989. Η µέγιστη θετική αύξηση παρατηρείται πάνω από τη δυτική Μεσόγειο, ενώ οι τιµές µειώνονται και µεταπίπτουν σε αρνητικές στις ανατολικές παρυφές της λεκάνης. Σχήµα 5.5. Κινητοί µέσοι όροι της ετήσιας θερµοκρασίας από επιλεγµένους σταθµούς της Μεσογείου. Σχήµα 5.6. Αποκλίσεις της µέσης ετήσιας, θερινής (ΙΙΑ) και χειµερινής ( ΙΦ) θερµοκρασίας από τις µέσες τιµές της περιόδου 1961 1990 στην Ελλάδα (30:35B, 20-25A) και 11ετείς κινητοί µέσοι. Σχήµα 5.7. Οι µετεωρολογικοί σταθµοί των οποίων τα στοιχεία αναλύθηκαν : (ο) θερµοκρασία, (+) βροχόπτωση. Σχήµα 5.8.α. Αποκλίσεις της µέσης ετήσιας θερµοκρασίας από τις µέσες τιµές της περιόδου 1961 1990 σε επιλεγµένους µετεωρολογικούς σταθµούς της Ελλάδας και 5ετείς κινητοί µέσοι 11ετείς για ΕΑΑ και ΑΠΘ.
iv Κατάλογος σχηµάτων Σχήµα 5.8.β. Αποκλίσεις της µέσης θερινής θερµοκρασίας από τις µέσες τιµές της περιόδου 1961 1990 σε επιλεγµένους µετεωρολογικούς σταθµούς της Ελλάδας και 5ετείς κινητοί µέσοι 11ετείς για ΕΑΑ και ΑΠΘ. Σχήµα 5.8γ. Αποκλίσεις της µέσης χειµερινής θερµοκρασίας από τις µέσες τιµές της περιόδου 1961 1990 σε επιλεγµένους µετεωρολογικούς σταθµούς της Ελλάδας και 5ετείς κινητοί µέσοι 11ετείς για ΕΑΑ και ΑΠΘ. Σχήµα 5.9. Αποκλίσεις της µέσης ετήσιας θερµοκρασίας από τις µέσες τιµές της περιόδου 1961 1990 στους µετεωρολογικούς σταθµούς της Λάρνακας και της Alexandria και 11ετείς και 5ετείς κινητοί µέσοι αντίστοιχα. Σχήµα 5.10. Μεταβολή της µέσης ετήσιας θερµοκρασίας του αέρα µεταξύ του 1999 και του 2080, βάσει του HadCM3 για τα σενάρια των κατηγοριών Α2 (πάνω) και Β2 (κάτω). Σχήµα 5.11. Σχετική µεταβολή της µέσης θερµοκρασίας στη Μεσόγειο, ως προς την αντίστοιχη µέση παγκόσµια µεταβολή. Οι περιοχές που σκιάζονται µε γαλάζιο αναµένεται να εµφανίσουν µικρότερη άνοδο της θερµοκρασίας από την προβλεπόµενη για τον πλανήτη. Σχήµα 6.1. Αποκλίσεις πλανητικού ετήσιου, θερινού (ΙΙΑ) και χειµερινού ( ΙΦ) ύψους υετού από τις αντίστοιχες µέσες τιµές της περιόδου 1961 1990 και 11ετείς κινητοί µέσοι. Σχήµα 6.2. Αποκλίσεις ετήσιου, θερινού (ΙΙΑ) και χειµερινού ( ΙΦ) ύψους υετού από τις αντίστοιχες µέσες τιµές της περιόδου 1961 1990 στην Ευρώπη και 11ετείς κινητοί µέσοι. Σχήµα 6.3. Αποκλίσεις της µέσης βροχόπτωσης της περιόδου 1990-98 από την µέση τιµή της περιόδου 1900-98. Σχήµα 6.4. Κανονικοποιηµένη απόκλιση (z-scores) της βροχόπτωσης σε τρεις περιοχές της Μεσογείου, από το 1979 έως το 1998. Σχήµα 6.5. Αποκλίσεις ετήσιου, θερινού (ΙΙΑ) και χειµερινού ( ΙΦ) ύψους υετού από τις αντίστοιχες µέσες τιµές της περιόδου 1961 1990 στην Ελλάδα και 11ετείς κινητοί µέσοι. Σχήµα 6.6α. Αποκλίσεις του ετήσιου ύψους υετού από τις µέσες τιµές της περιόδου 1961 1990 σε επιλεγµένους µετεωρολογικούς σταθµούς της Ελλάδας και 5ετείς κινητοί µέσοι 11ετείς για ΕΑΑ και ΑΠΘ. Σχήµα 6.6.β. Αποκλίσεις του θερινού ύψους υετού από τις µέσες τιµές της περιόδου 1961 1990 σε επιλεγµένους µετεωρολογικούς σταθµούς της Ελλάδας και 5ετείς κινητοί µέσοι 11ετείς για ΕΑΑ και ΑΠΘ. Σχήµα 6.6.γ. Αποκλίσεις του χειµερινού υετού από τις µέσες τιµές της περιόδου 1961 1990 σε επιλεγµένους µετεωρολογικούς σταθµούς της Ελλάδας και 5ετείς κινητοί µέσοι 11ετείς για ΕΑΑ και ΑΠΘ. Σχήµα 6.7. Αποκλίσεις του ετήσιου υετού από τις µέσες τιµές της περιόδου 1961 1990 για τη Λάρνακα και 5ετείς κινητοί µέσοι. Σχήµα 6.8. Μεταβολή του µέσου ετήσιου υετού µεταξύ του 1999 και του 2080, βάσει του HadCM3 για τα σενάρια των κατηγοριών Α2 (πάνω) και Β2 (κάτω). Σχήµα 6.9. Σχετική µεταβολή της µέσης ετήσιας βροχόπτωσης (%) στη Μεσόγειο, ως προς την αντίστοιχη µέση παγκόσµια µεταβολή της θερµοκρασίας. Οι περιοχές που αναµένονται να µειωθούν οι βροχοπτώσεις είναι σκιασµένες. Σχήµα 7.1. (α) Κατανοµές πιθανότητας και (β) σχετική µεταβολή της πιθανότητας των αποκλίσεων των µηνιαίων θερµοκρασιών κατά τις περιόδους 1864 1923 (µπλε) και 1941 2000 (κόκκινο) σε σχέση µε τις µέσες τιµές της περιόδου 1961 1990 στην Ελβετία. Σχήµα 7.2. ιάρκεια κυµάτων καύσωνα (HWDI) σε επιλεγµένους µετεωρολογικούς σταθµούς της Ελλάδας.
Κατάλογος σχηµάτων v Σχήµα 7.3. ιάρκεια κυµάτων ψύχους (CWDI) σε επιλεγµένους µετεωρολογικούς σταθµούς της Ελλάδας. Σχήµα 7.4. Αριθµός ηµερών µε µέγιστη θερµοκρασία µεγαλύτερη από τα καθορισµένα όρια για την περίοδο 1900 2003, στο ΕΑΑ. Σχήµα 7.5. Μέση ένταση βροχόπτωσης (SDII) σε επιλεγµένους µετεωρολογικούς σταθµούς της Ελλάδας. Σχήµα 7.6. ιάρκεια συνεχών ξηρών ηµερών (CDD) σε επιλεγµένους µετεωρολογικούς σταθµούς της Ελλάδας. Σχήµα 7.7. Κατανοµές πιθανότητας της θερµοκρασίας για την περίοδο 1961 1990 και 2071 2100 όπως προκύπτουν από το CHRM (Climate High Resolution Model) περιοχικό µοντέλο µε το σενάριο Α2. Σχήµα 7.8. Η µεταβολή του 90ου ποσοστηµορίου (90 th percentile) των µεγίστων θερµοκρασιών του θέρους (ΙΙΑ) της περιόδου 2071 2100 σε σχέση µε την περίοδο 1961 1990 από το µοντέλο ΗΙRLΑΜ4 του DMI. Σχήµα 7.9. Μεταβολή του µέσου αριθµού συνεχών ξηρών ηµερών της περιόδου 2071 2100 σε σχέση µε την περίοδο 1961 1990 για τα σενάρια Α2 (α) και Β2 (β), καθώς και µεταβολή του µέσου αριθµού ηµερών µε ύψος υετού πάνω από 10mm των αντίστοιχων περιόδων για τα σενάρια Α2 (γ) και Β2 (δ). Τα αποτελέσµατα αναφέρονται στη µέση εκτίµηση τεσσάρων διαφορετικών µοντέλων. Σχήµα 8.1. Άνοδος της θαλάσσιας στάθµης σε διάφορους Ευρωπαϊκούς σταθµούς. Σχήµα 8.2. Άνοδος της θαλάσσιας στάθµης στην Ευρώπη (α) από TOPEX/POSEIDON (β) από υπολογισµούς θερµικής διαστολής για την περίοδο 1993-1998. Σχήµα 8.3. Τάσεις µεταβολής της θαλάσσιας στάθµης (mm/έτος) για επιλεγµένους σταθµούς της Μεσογείου. Οι αρνητικοί αριθµοί υποδηλώνουν πτώση της στάθµης. Σχήµα 8.4. Μέση ετήσια στάθµη της θάλασσας και πενταετείς κινητοί µέσοι όροι για επιλεγµένους σταθµούς της Ελλάδας. Σχήµα 8.5. Εκτιµώµενη µέση πλανητική άνοδος της στάθµης της θάλασσας βάσει έξι µελλοντικών σεναρίων του IPCC. H εξωτερική γραµµοσκιασµένη περιοχή υποδηλώνει τα όρια αβεβαιότητας για το σύνολο των σεναρίων, ενώ οι µαύρες καµπύλες λαµβάνουν επιπλέον υπόψιν και τις αβεβαιότητες λόγω αλληλεπιδράσεων ξηράς πάγου, µονίµως παγωµένων εδαφών και ιζηµατογενών εναποθέσεων. Σχήµα 9.1. Νεφοκάλυψη και συχνότητες εµφάνισης επικρατούς τύπου νεφών για την Αθήνα.
Κατάλογος σχηµάτων vii Κατάλογος πινάκων Πίνακας Α.1: Τιµές GWP διαφόρων αερίων για περιόδους 20, 100, και 500 ετών και συνολικός χρόνος ζωής στην ατµόσφαιρα. Πίνακας B.1: Μέσες τιµές για την περίοδο 1961-1990 και γραµµικές τάσεις της µέσης ετήσιας, χειµερινής ( ΙΦ), και θερινής (ΙΙΑ) θερµοκρασίας αέρα και υετού για τον πλανήτη, την Ευρώπη και την Ελλάδα α) από πλεγµατικά δεδοµένα και β) για επιλεγµένους σταθµούς της Ελλάδας, Κύπρου και Αιγύπτου µε βάση τη συνολική περίοδο των διαθέσιµων στοιχείων. Επίσης πιθανές χρονολογίες έναρξης απότοµων µεταβολών βάσει του ελέγχου των Kendall Mann. Με έντονους χαρακτήρες σηµειώνονται οι στατιστικά σηµαντικές τάσεις (σε επίπεδο 95%) και ως Ν/Α οι µη προσδιοριζόµενες περιπτώσεις. Πίνακας Β.2: Παρατηρούµενες και εκτιµώµενες αλλαγές στη θερµοκρασία. Με πλάγια γράµµατα σηµειώνονται οι µακροχρόνιες τάσεις (1893-2004) στην δεκαετία έναρξης της εκάστοτε µεταβολής. Με χρώµα σηµειώνονται οι τάσεις κάθε δεκαετίας. Πίνακας Β.3: Παρατηρούµενες και εκτιµώµενες αλλαγές στον υετό. Με πλάγια γράµµατα σηµειώνονται οι µακροχρόνιες τάσεις (1900-1998, για Αθήνα και Θεσσαλονίκη 1893-2004) στην δεκαετία έναρξης της εκάστοτε µεταβολής. Με χρώµα σηµειώνονται οι τάσεις κάθε δεκαετίας. Πίνακας Β.4: Γραµµικές τάσεις δεικτών ακραίων µετεωρολογικών γεγονότων σε επιλεγµένους σταθµούς της Ελλάδας. Με έντονους χαρακτήρες σηµειώνονται οι στατιστικά σηµαντικές τάσεις (σε επίπεδο 95%) και ως Ν/Α οι µη προσδιοριζόµενες περιπτώσεις. Πίνακας Β.5: Γραµµικός ρυθµός ανόδου της στάθµης της θάλασσας σε επιλεγµένους σταθµούς της Ευρώπης και της Μεσογείου µε βάση τη συνολική περίοδο των διαθέσιµων στοιχείων καθώς και για την περίοδο µετά το 1985. Με έντονους χαρακτήρες σηµειώνονται οι στατιστικά σηµαντικές τάσεις (σε επίπεδο 95%) και ως Ν/Α οι µη προσδιοριζόµενες περιπτώσεις.
ix Ευχαριστίες Οι συγγραφείς θα ήθελαν να ευχαριστήσουν τον ρ. Χ. Φείδα στην µελέτη του οποίου βασίστηκε µεγάλο µέρος αυτής της εργασίας, η οποία µπορεί να θεωρηθεί και συνέχειά της. Επίσης ευχαριστίες απευθύνονται σε όλους όσους παρείχαν τα δεδοµένα τα οποία χρησιµοποιήθηκαν στην µελέτη αυτή και κυρίως τους υπεύθυνους για τη δηµόσια διανοµή των δεδοµένων του Climatic Research Unit του East Anglia University, του European Climate Assessment and Dataset που φιλοξενείται από το Royal Netherlands Meteorological Institute, του Permanent Service for Mean Sea Level και του National Oceanic and Atmospheric Administration, στην ρ.. Φουντά για τα πρόσφατα δεδοµένα του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών, στον κ. Ι. Τεγούλια για τα αντίστοιχα στοιχεία από το Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο της Θεσσαλονίκης, στην κα. M. Watts από την βιβλιοθήκη του United Nations Environment Programme - Mediterranean Action Plan και στους ρ. Β. Κοτρώνη και ρ. Κ. Λαγουβάρδο για την βοήθεια που παρείχαν στην ανάκτηση δεδοµένων από το Meteorological Archival and Retrieval System του European Centre for Medium-Range Weather Forecasts. Τέλος, ιδιαίτερες ευχαριστίες απευθύνονται στους ρ. Α. Κούση, ρ. Β. Κοτρώνη και ρ. Κ. Λαγουβάρδο για τα εποικοδοµητικά σχόλιά τους επί του πρωτότυπου κειµένου.
1 1. Εισαγωγή Καθώς αυξάνονται οι ενδείξεις για σταδιακή αλλαγή του κλίµατος από ανθρωπογενείς αιτίες σε παγκόσµιο επίπεδο, η εξέταση της ευρύτερης περιοχής της Μεσογείου αποκτά πολύ µεγάλη σηµασία για τη χώρα µας. Ο εντοπισµός όµως µιας κλιµατικής αλλαγής σε αυτή τη κλίµακα είναι εξαιρετικά δύσκολος καθώς η υψηλή µεταβλητότητα των τοπικών κλιµάτων δυσχεραίνει τη διάκριση µιας συγκεκριµένης τάσης. Επιπρόσθετα, η µικρή περίοδος διαθέσιµων παρατηρήσεων δυσκολεύει τον εντοπισµό των τάσεων και δηµιουργεί αµφιβολίες σχετικά µε το µέγεθος της φυσικής κλιµατικής µεταβλητότητας (Karas, 1998). Σύµφωνα µε την τελευταία έκθεση της ιακυβερνητικής Επιτροπής για τις Κλιµατικές Αλλαγές (Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC, 2001a), αν και οι τοπικές διαφορές είναι σχετικά µεγάλες, στο µεγαλύτερο τµήµα της Ευρωπαϊκής ηπείρου παρουσιάστηκε αύξηση της θερµοκρασίας κατά µέσο όρο 0.8 ο C στη διάρκεια του αιώνα που µας πέρασε. Η αύξηση αυτή δεν ήταν συνεχής. Στους περισσότερους σταθµούς παρατηρήθηκε αύξηση της θερµοκρασίας µέχρι περίπου το 1940, ακολουθούµενη από σταθεροποίηση ή ακόµη και µείωση µέχρι το 1970 και τελικά µία εκ νέου αύξηση µέχρι τις ηµέρες µας, µε τη δεκαετία του 1990 να παρουσιάζει τις υψηλότερες θερµοκρασίες. Όσον αφορά στη βροχόπτωση, αυτή αυξάνεται συνεχώς στο µεγαλύτερο µέρος των περιοχών που βρίσκονται στα µεσαία και µεγάλα γεωγραφικά πλάτη του βορείου ηµισφαιρίου, αλλά στο µεγαλύτερο µέρος των τροπικών περιοχών οι συνθήκες γίνονται ξηρότερες (IPCC, 2001a). Από τη µελέτη της κλιµατικής µεταβλητότητας στη Μεσόγειο, έχουν εντοπιστεί τάσεις µεταβολής τόσο της θερµοκρασίας όσο και της βροχόπτωσης οι οποίες όµως δεν µπορούν ακόµη να συσχετιστούν µε αδιαµφισβήτητο τρόπο µε ενδεχόµενη κλιµατική αλλαγή λόγω αύξησης της συγκέντρωσης των αερίων του θερµοκηπίου. Κατά τη διάρκεια του δεύτερου µισού του 20 ου αιώνα, ο αριθµός και η συχνότητα εµφάνισης καυσώνων στην περιοχή της Μεσογείου αυξήθηκε. Ειδικά κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1980 και στις αρχές του 1990 υπήρξε κάποια τάση προς θερµότερες και ξηρότερες θερινές περιόδους. Οι βροχοπτώσεις σε αυτό το διάστηµα εµφάνισαν πτωτική τάση, η οποία µπορεί να συνδεθεί µε τις αλλαγές στην ατµοσφαιρική κυκλοφορία (Νorth Atlantic Oscillation, NAO κύµανση των πεδίων ατµοσφαιρικής πίεσης ανάµεσα στις Αζόρες και στην Ισλανδία) (Turkes and Erlat, 2003). εν είναι όµως εύκολο να προσδιοριστεί αν αυτό οφείλεται στην παγκόσµια θέρµανση (σε αυτή την περίπτωση αναµένεται να συνεχιστεί αυτή η τάση και στο µέλλον) ή απλά στη φυσική κλιµατική µεταβλητότητα. Από τις αρχές του 1990 µέχρι το 1997 οι θερινές θερµοκρασίες, ήταν και πάλι χαµηλότερες ενώ αρκετές βροχοπτώσεις αύξησαν τους υδάτινους πόρους. Τα τελευταία έξι χρόνια όµως παρατηρείται µια αυξανόµενη θέρµανση
2 Κλιµατική αλλαγή στον Ελλαδικό χώρο της περιοχής της Μεσογείου, ειδικά κατά το θέρος, µε αποκορύφωµα το 1998 το οποίο αποτέλεσε το πιο θερµό καλοκαίρι του 20ου αιώνα. Αρκετές µελέτες έδειξαν µία εµφανή διαφοροποίηση στις κλιµατικές τάσεις µεταξύ δυτικής και ανατολικής Μεσογείου. Συγκεκριµένα, οι καταγραφές θερµοκρασίας για τη δυτική Μεσόγειο δείχνουν ελαφρά τάση προς θερµότερες συνθήκες κατά τη διάρκεια του 20 ου αιώνα, ενώ αντιθέτως περιοχές της ανατολικής Μεσογείου βρέθηκαν υπό την επίδραση ψυχρότερων συνθηκών στο δεύτερο ήµισυ του 20 ου αιώνα. Όσον αφορά στον υετό όµως ολόκληρη η περιοχή της Μεσογείου στρέφεται προς ξηρότερη συµπεριφορά. Για την εκτίµηση των µελλοντικών µεταβολών του κλίµατος χρησιµοποιούνται αριθµητικά µοντέλα που προσοµοιώνουν τις διάφορες φυσικές διεργασίες του παγκόσµιου κλιµατικού συστήµατος. Τα αποτελέσµατα των προσοµοιώσεων αυτών προβλέπουν µια µέση αύξηση της θερµοκρασίας σε όλη την Ευρώπη παρόµοια µε την παγκόσµια. Η θέρµανση αυτή όµως θα είναι µεγαλύτερη στα µεγάλα γεωγραφικά πλάτη. Τέλος, και για τον υετό αναµένεται αύξηση η οποία όµως θα είναι µικρότερη από την αντίστοιχη παγκόσµια (European Environment Agency - EΕΑ, 1998). Στη βόρεια Ευρώπη τα περισσότερα µοντέλα εκτιµούν αύξηση της χειµερινής βροχόπτωσης ενώ υπάρχουν ενδείξεις για αύξηση και της θερινής. Στη νότια Ευρώπη εκτιµάται µείωση της θερινής βροχόπτωσης ενώ υπάρχουν ενδείξεις για µικρή αύξηση το χειµώνα. Σε γενικές γραµµές, τα αποτελέσµατα για τις µελλοντικές αλλαγές των διαφόρων κλιµατικών παραµέτρων, ποικίλουν ανάλογα µε το µοντέλο και την περιοχή, καθώς παρά τις σχετικά αξιόπιστες εκτιµήσεις των κλιµατικών αλλαγών σε πλανητικό επίπεδο, η αβεβαιότητα αυξάνεται καθώς µειώνεται η χωρική κλίµακα. Για την εκτίµηση των κλιµατικών αλλαγών σε υψηλή χωρική ανάλυση απαιτείται καλύτερη γνώση απροσδιόριστων, ακόµη, φυσικών µηχανισµών. Στην παρούσα έκθεση συνοψίζονται τα αποτελέσµατα αρκετών µελετών και εκθέσεων που αφορούν στις αλλαγές των κλιµατικών παραµέτρων, τόσο στο παρόν όσο και στο µέλλον κυρίως σε Ευρωπαϊκό επίπεδο, µε έµφαση στη Μεσόγειο και στην Ελλάδα. Επιπλέον χρονοσειρές ιστορικών στοιχείων από µετεωρολογικούς σταθµούς στην Ελλάδα, την Κύπρο και την Αίγυπτο αναλύονται µε στόχο την εξαγωγή πρόσθετης πληροφορίας για την κατεύθυνση και την ένταση της πιθανής κλιµατικής αλλαγής στην περιοχή µας. Συγκεκριµένα, στο επόµενο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στα αίτια των κλιµατικών αλλαγών καθώς και στις επιστηµονικές µεθόδους για την ανίχνευσή τους και την εκτίµηση της µελλοντικής τους εξέλιξης. Στο τρίτο κεφάλαιο συζητείται ο ρόλος των αερίων του θερµοκηπίου στην κλιµατική αλλαγή και οι τάσεις αύξησης της συγκέντρωσής τους. Οι παράµετροι οι οποίες χρησιµοποιούνται για την µελέτη του κλίµατος και των µεταβολών του παρουσιάζονται στο τέταρτο κεφάλαιο. Στο πέµπτο και έκτο κεφάλαιο, µετά από µια σύντοµη ανασκόπηση της βιβλιογραφίας, αναλύονται οι τρέχουσες τάσεις και τα µελλοντικά σενάρια για την εξέλιξη της θερµοκρασίας και του υετού αντίστοιχα. Το έβδοµο κεφάλαιο
Εισαγωγή 3 εστιάζεται σε ακραία καιρικά φαινόµενα ενώ το όγδοο ασχολείται µε την παρατηρούµενη πορεία και τις µελλοντικές εκτιµήσεις για την άνοδο της στάθµης της θάλασσας. Στο ένατο κεφάλαιο γίνεται σύντοµη περιγραφή της εξέλιξης µετεωρολογικών παραµέτρων οι οποίες σχετίζονται µε την ηλιακή ακτινοβολία και τέλος στο δέκατο κεφάλαιο συνοψίζονται τα κυριότερα συµπεράσµατα αυτής της εργασίας.
5 2. Κλιµατικές Αλλαγές 2.1 Εισαγωγή Η επικράτηση κλιµατικών συνθηκών κατάλληλων για την οµαλή λειτουργία του οικοσυστήµατος είναι απαραίτητος παράγοντας για την ανάπτυξη του ανθρώπινου πολιτισµού και της ζωής γενικότερα στον πλανήτη µας. Ο άνθρωπος, βεβαίως, έχει την ικανότητα να προσαρµόζεται σε αλλαγές του περιβάλλοντος, όχι όµως σε απεριόριστο βαθµό. Καθώς αυξάνονται σταδιακά τα επιστηµονικά ευρήµατα, ενισχύεται η πεποίθηση ότι κατά τις τελευταίες δεκαετίες το κλίµα έχει αρχίσει να µεταβάλλεται µε γρηγορότερους ρυθµούς από αυτούς στους οποίους, κατά το παρελθόν, ο ανθρώπινος πολιτισµός είχε κατορθώσει να προσαρµοστεί. Στις επόµενες ενότητες συνοψίζεται περιληπτικά η τρέχουσα γνώση για τα κύρια αίτια των κλιµατικών αλλαγών από το παρελθόν έως και σήµερα. 2.2 Φυσική µεταβλητότητα του κλίµατος Το κλίµα της γης έχει υποστεί πολλές µεταβολές κατά το παρελθόν. Κάποιες από αυτές µπορούν να θεωρηθούν ως αποτέλεσµα µεµονωµένων ακραίων γεγονότων, οπότε και το µέγεθος της µεταβολής ήταν µεγάλο και συντελούνταν απότοµα, σε βάθος µερικών δεκαετιών. Σε άλλες περιπτώσεις όµως διαπιστώνεται η ύπαρξη περιοδικότητας στις κλιµατικές αλλαγές µε περιόδους που ποικίλουν σε κλίµακα µεγέθους από µερικές χιλιάδες έως και µερικά εκατοµµύρια έτη. Τα αίτια τους ήταν κυρίως φυσικά φαινόµενα όπως η µετάπτωση της γήινης τροχιάς γύρω από τον ήλιο, αλλαγές της κλίσης του άξονα περιστροφής της γης, µεταβολές της ηλιακής δραστηριότητας καθώς επίσης και έντονη ηφαιστειακή δραστηριότητα. Η φυσική µεταβλητότητα του κλίµατος όµως εκδηλώνεται και απότοµα, δηλαδή σε µικρές, σχετικά, χρονικές κλίµακες (της τάξης των αιώνων). Ένα ακραίο παράδειγµα φυσικών αλλαγών του κλίµατος αποτελεί η νεώτερη ρυάδα, η οποία οριοθετείται από µία πολύ γρήγορη µεταστροφή του κλίµατος σε παγετώδεις συνθήκες η οποία εντοπίστηκε στα µεγάλα πλάτη του Βορείου ηµισφαιρίου µεταξύ 12900 και 11500 ετών πριν από σήµερα (σχήµα 2.1). Η µελέτη ισοτόπων αζώτου και αργού από τον παγετώνα GISP2 της Γροιλανδίας υποδεικνύει θερµοκρασίες µικρότερες κατά 15 C σε σχέση µε τις σηµερινές, ενώ παλαιο-κλιµατικά στοιχεία από απολιθώµατα στη Βρετανία υποδεικνύουν απότοµη πτώση της µέσης θερµοκρασίας κατά τουλάχιστον 5 C (Atkinson, 1987; Severinghaus et al., 1998; Alley, 2000). Η ταχύτητα και το µέγεθος της µεταβολής της θερµοκρασίας κατά τη νεώτερη ρυάδα ήταν πρωτοφανής στην ιστορία του πλανήτη. Σύµφωνα µε τις επικρατέστερες θεωρίες το αίτιο αυτής της απότοµης µεταβολής ήταν η εξασθένιση της ωκεάνιας κυκλοφορίας που προκλήθηκε από την απότοµη εισροή γλυκού νερού λόγω της τήξης των πάγων της Βορείου Αµερικής (Berger, 1990).
6 Κλιµατική αλλαγή στον Ελλαδικό χώρο Οι ισχυρές ηφαιστειακές εκρήξεις µε την εισαγωγή SO 2 στη στρατόσφαιρα οδηγούν στη θέρµανση της, ενώ αντίθετα συνεισφέρουν σε ψύξη της τροπόσφαιρας που περιορίζεται σε ένα βάθος χρόνου µέχρι και τρία έτη, όπως προκύπτει από µελέτες σηµαντικών εκρήξεων των Krakatau (1883), El Chichon(1982), Pinatubo (1991) κ.λ.π (Robock, 2004). Εκτεταµένη και συνεχής όµως ηφαιστειακή δραστηριότητα µπορεί να στοιχειοθετήσει φυσική κλιµατική µεταβολή. Για παράδειγµα η κλιµατική µεταβλητότητα από το 1600 1850 ήταν φυσική, µε κύριο αίτιο την ηφαιστειακή δραστηριότητα (Free and Robock, 1999). µεταβολών, το κλίµα της γης κατά τα τελευταία 8 000 έτη παρουσιάζεται σχετικά αµετάβλητο, µε πολύ µικρές αυξοµειώσεις της θερµοκρασίας (λιγότερο από 1 ο C ανά εκατονταετία), χωρίς την εµφάνιση συνεχών τάσεων. Η σταθερότητα αυτή, προσέφερε τις ιδανικές συνθήκες για την ανάπτυξη του ανθρώπινου πολιτισµού, η οποία συντελέστηκε κυρίως κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου (Petit et al., 1999). 2.3 Κλιµατικές µεταβολές λόγω ανθρωπογενούς παρέµβασης Σε γενικές γραµµές, κατά τη διάρκεια των τελευταίων 400 000 ετών, το κλίµα παρουσίασε µία περιοδική εναλλαγή µεταξύ παγετωδών και θερµών περιόδων. Η τελευταία περίοδος των παγετώνων άρχισε 120 000 χρόνια πριν και έληξε µόλις πριν από 16 000 χρόνια. Ακολούθως η γη διανύει µια θερµή περίοδο. Σε σύγκριση µε το µέγεθος αυτών των Από την αρχή του 20ου αιώνα το κλίµα της γης έχει παρουσιάσει σηµαντική σταδιακή συνολική θέρµανση κατά περίπου 0.7 ο C σε παγκόσµιο επίπεδο, ενώ στην Ευρώπη η αύξηση αυτή ανέρχεται στους 0.95 ο C (Climatic Research Unit, CRU, 2004a). Το µεγαλύτερο µέρος της αύξησης αυτής παρατηρείται σε δύο -20-25 Νεώτερη ρυάς -30 Θερµοκρασία ( C) -35-40 -45-50 -55 Θερµοκρασία στη Γροιλανδία -60 20 18 16 14 12 10 Χιλιάδες έτη πριν το παρόν Σχήµα 2.1. Μεταβολές της θερµοκρασίας στη Γροιλανδία κατά τα τελευταία 20 000 έτη, όπως αυτές εκτιµήθηκαν από τον παγετώνα GISP2 (πηγή Alley, R.B.. 2000; 2004). 8 6 4 2 0
Κλιµατικές αλλαγές 7 περιόδους, 1910-45 και από το 1975 και µετά. Ο ρυθµός θέρµανσης από τα µέσα της δεκαετίας του 1970 έχει ιδιαίτερα αυξηθεί µε τα οκτώ πιο θερµά έτη, που έχουν καταγραφεί στην ιστορία, να εµφανίζονται µετά το 1983 (World Meteorological Organization -WMO, 1997; CRU, 1997; CRU, 2004a). Η δεκαετία του 1990 ήταν η θερµότερη της χιλιετίας για το βόρειο ηµισφαίριο (IPCC, 2001a). Ιδιαίτερα οι θερινές θερµοκρασίες των τελευταίων δεκαετιών, στο βόρειο ηµισφαίριο, ήταν οι υψηλότερες των έξι, τουλάχιστον, τελευταίων αιώνων. To 1999 ήταν το πέµπτο πιο θερµό έτος που καταγράφηκε στην ιστορία, µε θερµοκρασία 0.33 C µεγαλύτερη από τη µέση τιµή της περιόδου 1961-90 (IPCC, 2001a). Η µικρή µείωση στη µέση θερµοκρασία που παρατηρήθηκε το 1999, σε σχέση µε το 1998, αποδίδεται στην παράλληλη εµφάνιση του φαινοµένου La Nina στον τροπικό Ειρηνικό Ωκεανό κατά τα τέλη του 1998. Παρόλα αυτά κανένα έτος στα χρονικά µε παράλληλη εµφάνιση του La Nina δεν ήταν τόσο θερµό όσο το 1999 (Parker et. al., 2000). Οι παραπάνω αλλαγές αυτές θεωρούνται ασυνήθιστες τόσο όσον αφορά στο µέγεθος όσο και στην ταχύτητα της συντελούµενης µεταβολής. Η άνοδος της θερµοκρασίας ξεπερνά κατά πολύ όλες τις φυσικές µεταβολές του κλίµατος των τελευταίων 1000 ετών (IPCC, 2001a; Jones et al., 1999), ενώ εκτιµάται ότι η θερµοκρασία θα αυξηθεί ακόµη περισσότερο στο µέλλον. Η φυσική µεταβλητότητα του κλίµατος δεν µπορεί από µόνη της να ερµηνεύσει την παρατηρούµενη ένταση της παγκόσµιας θέρµανσης. Αντίθετα, προκύπτουν ολοένα και περισσότερα επιστηµονικά στοιχεία που συνηγορούν στο ότι το µεγαλύτερο µέρος της παρατηρούµενης ανόδου της θερµοκρασίας, οφείλεται κυρίως σε ανθρωπογενείς αιτίες και συγκεκριµένα την αυξηµένη εκποµπή αερίων του θερµοκηπίου (Folland et al., 2001; Environmental Protection Agency- EPA, 2004). Το κυριότερο αέριο του θερµοκηπίου που απελευθερώνεται από τις ανθρώπινες δραστηριότητες είναι το διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ), που παράγεται από τις καύσεις (κάρβουνο, πετρέλαιο, φυσικό αέριο κ.τ.λ.. Άλλα αέρια του θερµοκηπίου που προέρχονται σε µεγάλο βαθµό από την ανθρώπινη δραστηριότητα είναι το µεθάνιο (CH 4 ) που εκλύεται από τη γεωργική δραστηριότητα, το υποξείδιο του αζώτου (Ν 2 Ο) από τη γεωργία και τη βιοµηχανία, και το όζον (Ο 3 ). Τα αέρια του θερµοκηπίου έχουν την ιδιότητα να απορροφούν και να επανεκπέµπουν την υπέρυθρη ακτινοβολία από την επιφάνεια της γης και µε αυτόν τον τρόπο εµποδίζουν την ψύξη της συντελώντας στην αύξηση της µέσης θερµοκρασίας του πλανήτη. Η ύπαρξη των αερίων του θερµοκηπίου καθίσταται κατ αυτόν τον τρόπο ζωτικής σηµασίας για το κλιµατικό σύστηµα. Αν δεν υπήρχαν αέρια του θερµοκηπίου στην ατµόσφαιρα, η µέση θερµοκρασία της γης θα ήταν κατά 34 ο C χαµηλότερη, µε αποτέλεσµα τη δυσκολία ή ακόµη και την αδυναµία της ανάπτυξης της ζωής στον πλανήτη. Εντούτοις, µία σηµαντική αύξηση στη συγκέντρωση των αερίων του θερµοκηπίου, θα οδηγήσει σε θερµοκρασιακή άνοδο. Ανάλογα µε το µέγεθος της, µία τέτοια µεταβολή µπορεί να αποβεί επιζήµια για το οικοσύστηµα και την ανθρώπινη κοινωνία. Όπως φαίνεται
8 ιαφορά θερµοκρασίας από το παρόν ( C) 6 4 2 0-2 -4-6 -8 Θερµοκρασία Ανταρκτικής -10 400 300 200 100 0 Χιλάδες έτη πριν το παρόν 400 Ατµοσφαιρικό CO2 350 Συγκέντρωση CO2 (ppmv) 300 250 200 150 400 300 200 100 0 Χιλάδες έτη πριν το παρόν 1800 1600 Ατµοσφαιρικό CH4 Συγκέντρωση CH4 (ppbv) 1400 1200 1000 800 600 400 200 400 300 200 100 0 Χιλάδες έτη πριν το παρόν Σχήµα 2.2. Μεταβολές της θερµοκρασίας και της συγκέντρωσης των αερίων του θερµοκηπίου CO 2 και CΗ 4 τα τελευταία 420 000 έτη, όπως αυτές εκτιµήθηκαν από την ανάλυση πάγων της Ανταρκτικής στο Vostok (πηγή Petit et al., 2001; National Oceanic and Atmospheric Administration- NOAA, 2004 ).
Κλιµατικές αλλαγές 9 και στο Σχήµα 2.2, όπου παρουσιάζονται τα διαθέσιµα στοιχεία για τα τελευταία 420 000 έτη, από την ανάλυση των πάγων της Ανταρκτικής, όλες οι κλιµατικές αλλαγές µέσα σε αυτό το διάστηµα φαίνεται να προκλήθηκαν από αντίστοιχες µεταβολές των αερίων του θερµοκηπίου οι οποίες όµως είχαν αποκλειστικά φυσική προέλευση. Με τη βιοµηχανική επανάσταση του 18 ου αιώνα ο άνθρωπος προκάλεσε ραγδαία αύξηση και των δύο αυτών αερίων σε επίπεδα που δεν έχουν προηγούµενο τα τελευταία 420 000 χρόνια (Σχήµατα 2.2-2.3) (Petit et al., 2001). Εξαιτίας των ανθρωπογενών εκποµπών η συγκέντρωση CO 2 έχει αυξηθεί από 280 ppm κατά την προβιοµηχανική περίοδο σε 375 ppm σήµερα. Η αύξηση αυτή συνοδεύτηκε από αντίστοιχη αύξηση της µέσης θερµοκρασίας του πλανήτη, τόσο του αέρα όσο και του εδάφους. 390 Ατµοσφαιρικό CO2 370 Συγκέντρωση CO2 (ppmv) 350 330 310 290 270 Πάγοι Ανταρκτικής Mauna Loa 250 1000 1200 1400 1600 1800 2000 'Ετος 1800 Ατµοσφαιρικό CH4 1600 Συγκέντρωση CH4 (ppmv) 1400 1200 1000 800 600 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Σχήµα 2.3. Μεταβολή των παρατηρούµενων συγκεντρώσεων των αερίων του θερµοκηπίου CO 2 και CΗ 4 από το 1000 έως σήµερα, όπως εκτιµήθηκαν από την ανάλυση πάγων της Ανταρκτικής. Το τµήµα της καµπύλης µετά το 1958 αντιστοιχεί σε πραγµατικές καταγραφές (Mauna Loa). (πηγές Johnston, 2004 ; Keeling et al., 2004 ; Etheridge et al., 1998, 2002; Steele et. al, 2003). 'Ετος
10 Κλιµατική αλλαγή στον Ελλαδικό χώρο ιαφορά θερµοκρασίας από το 1996 ( C) 0.0-0.5-1.0 Θερµοκρασία Εδάφους Θερµοκρασία Αέρα -1.5 1500 1600 1700 'Ετος 1800 1900 2000 Σχήµα 2.4. Η εκτιµώµενη απόκλιση της µέσης παγκόσµιας θερµοκρασίας του εδάφους για τα τελευταία 500 έτη σε σχέση µε τις τιµές του 1996 (πηγές Pollack et al., 1998; Huang et al., 2000) καθώς και η αντίστοιχη απόκλιση για τη θερµοκρασία του αέρα από το 1860 (πηγή CRU, 2004a; Jones and Moberg, 2003). Στο σηµείο αυτό, πρέπει να σηµειωθεί ότι οι εκτιµήσεις της µέσης παγκόσµιας θερµοκρασίας λαµβάνουν υπόψιν κυρίως το Β. ηµισφαίριο, λόγω της πυκνότερης κάλυψής του από δίκτυο µετρήσεων, γεγονός που εισαγάγει αβεβαιότητα ως προς τις εκτιµήσεις. Παρά το προηγούµενο γεγονός, η αύξηση της θερµοκρασίας από το 1860 σε παγκόσµιο επίπεδο κυµαίνεται (Σχήµα 2.4) µεταξύ 0.6 και 1.0 C για τον αέρα (CRU, 2004a; IPCC, 2001a). Για το έδαφος η αντίστοιχη αύξηση της περιόδου, φτάνει τους 0.7 C όταν η συνολική, κατά τα τελευταία 500 χρόνια, είναι µόλις 1 C (Pollack et al., 1998; Huang et al., 2000; Jones and Moberg, 2003). 2.4 Εκτίµηση της µελλοντικής κλιµατικής αλλαγής Το µέγεθος των µελλοντικών κλιµατικών αλλαγών, τόσο σε παγκόσµιο όσο και σε τοπικό επίπεδο, θα εξαρτηθεί σε µεγάλο βαθµό από τις µελλοντικές συγκεντρώσεις των αερίων του θερµοκηπίου. εδοµένων συγκεκριµένων υποθέσεων για τις ανθρωπογενείς εκποµπές αερίων του θερµοκηπίου (κεφάλαιο 3), το µέγεθος των µελλοντικών κλιµατικών αλλαγών εκτιµάται από αριθµητικά µοντέλα τα οποία προσοµοιώνουν τις φυσικές διεργασίες που λαµβάνουν χώρα στο σύστηµα ωκεανού - ατµόσφαιρας - θαλάσσιου πάγου ξηράς, που καθορίζουν τις αλλαγές αυτές. Οι σηµαντικότεροι παράγοντες από τους οποίους θα καθοριστεί η µελλοντική εξέλιξη του κλίµατος είναι:
Κλιµατικές αλλαγές 11 1. η ευαισθησία του κλίµατος στις µεταβολές των συγκεντρώσεων των αερίων του θερµοκηπίου, 2. η επίδραση των συγκεντρώσεων αιωρούµενων σωµατιδίων στο ισοζύγιο ακτινοβολίας και 3. η θερµική αδράνεια των ωκεανών, που δηµιουργεί καθυστέρηση στην αντίδραση του κλιµατικού συστήµατος και επιβραδύνει το ρυθµό της αύξησης της θερµοκρασίας σε παγκόσµιο επίπεδο. Τα πλέον ευρέως χρησιµοποιούµενα κλιµατικά µοντέλα είναι τα Ατµοσφαιρικά Ωκεάνεια Μοντέλα Γενικής Κυκλοφορίας (ΑΩΜΓΚ) (Atmospheric-Ocean General Circulation Models, AOGCMs), τα οποία εκτιµούν τη µελλοντική εξέλιξη των τιµών κλιµατικών παραµέτρων όπως η θερµοκρασία, η βροχόπτωση, η υγρασία κ.α. Με βάση τα προτεινόµενα σενάρια µελλοντικών ανθρωπογενών εκποµπών αερίων του θερµοκηπίου του IPCC (2001a, b) η σηµαντική αύξηση στις συγκεντρώσεις των αερίων του θερµοκηπίου στην ατµόσφαιρα, αναµένεται να οδηγήσει, µέχρι το 2100, στην αύξηση της θερµοκρασίας του πλανήτη κατά 1.4-5.8 ο C (Σχήµα 2.5), στην άνοδο της µέσης στάθµης της θάλασσας κατά 22 75 cm, ενώ αναµένεται να σηµειωθούν αλλαγές και στα χωρικά και χρονικά χαρακτηριστικά των βροχοπτώσεων. Σχήµα 2.5. Η έκταση της εκτιµώµενης αλλαγής στην µέση επιφανειακή θερµοκρασία του αέρα σε παγκόσµιο επίπεδο µέχρι το 2100 µε βάση τα σενάρια εκποµπών του IPCC. Η αλλαγή παρουσιάζεται µε τη µορφή ζώνης που ορίζεται από τις µέγιστες και ελάχιστες τιµές που προήλθαν από τέσσερα διαφορετικά σενάρια (πηγές Mann et. al., 1999; IPCC, 2001a).
12 Κλιµατική αλλαγή στον Ελλαδικό χώρο Τα αποτελέσµατα των εκτιµήσεων για τις αλλαγές σε περιφερειακό ή τοπικό επίπεδο χαρακτηρίζονται από µεγάλη αβεβαιότητα. Γενικά, αναφέρεται αύξηση της θερµοκρασίας στις άνυδρες περιοχές για όλες τις εποχές. Ακόµη υπάρχουν ενδείξεις ότι η ένταση της θέρµανσης θα αυξάνεται από τα µέσα προς τα υψηλά γεωγραφικά πλάτη, ενώ θα είναι µεγαλύτερη κατά το χειµώνα σε σχέση µε το θέρος. Η θέρµανση στους τροπικούς αναµένεται να είναι µικρότερη από το µέσο όρο (IPCC, 2001a; ΕΕΑ, 2004a). Η θέρµανση του κλίµατος αναµένεται να οδηγήσει σε εµφάνιση περισσότερων ακραίων υψηλών και λιγότερων ακραίων χαµηλών θερµοκρασιών. Καθώς το κλίµα θα θερµαίνεται, η έκταση της χιονοκάλυψης και του θαλάσσιου πάγου στο βόρειο ηµισφαίριο θα ελαττώνεται. Παράλληλα, η βροχόπτωση προβλέπεται να αυξηθεί στις περισσότερες τροπικές περιοχές καθ όλο το έτος, να ελαττωθεί στις περισσότερες υποτροπικές και να αυξηθεί ελάχιστα στα µεγάλα γεωγραφικά πλάτη (άνω των 70 ). Αναµένεται επίσης ελάττωση των θερινών βροχοπτώσεων στο εσωτερικό των ηπειρωτικών περιοχών του βορείου ηµισφαιρίου (IPCC, 2001a; ΕΕΑ, 2004a). 2.5 Κλιµατικά µοντέλα Τα Ατµοσφαιρικά - Ωκεάνεια Μοντέλα Γενικής Κυκλοφορίας (ΑΩΜΓΚ) αποτελούν τα πιο σύνθετα κλιµατικά µοντέλα που χρησιµοποιούνται για τον προσδιορισµό της ευαισθησίας του κλίµατος στις αλλαγές της συγκέντρωσης των αερίων του θερµοκηπίου. Τα υπολογιστικά αυτά µοντέλα χωρίζουν το γήινο κλιµατικό σύστηµα σε πολλά µικρότερα τµήµατα χρησιµοποιώντας συνδυασµένα πλέγµατα σε οριζόντια και κατακόρυφη διάσταση. Τα ΑΩΜΓΚ προσπαθούν να αναπαραστήσουν τις φυσικές διαδικασίες που απαρτίζουν το σύστηµα της ατµόσφαιρας-ωκεανών ικανοποιώντας µια σειρά θεµελιωδών εξισώσεων σε κάθε σηµείο πλέγµατος. Σύνθετες διεργασίες οι οποίες επηρεάζουν το κλίµα, όπως η τήξη των πάγων της θάλασσας και ο σχηµατισµός των υδρατµών, λαµβάνονται επίσης υπόψη. Μεταβάλλοντας τα επίπεδα των συγκεντρώσεων των αερίων του θερµοκηπίου, που αποτελούν τα δεδοµένα εισόδου των ΑΩΜΓΚ, οι επιστήµονες µπορούν να εκτιµήσουν την επίδραση των αυξανόµενων συγκεντρώσεων των αερίων αυτών στο κλιµατικό σύστηµα. Υπάρχουν δύο είδη κλιµατικών µοντέλων: 1. Ισόρροπης απόκρισης (equilibrium response) τα οποία εκτιµούν την τελική επίπτωση στο κλίµα, µετά από ένα µεγάλο χρονικό διάστηµα, ενός ξαφνικού διπλασιασµού των συγκεντρώσεων του CO 2. Τα µοντέλα αυτά χρησιµοποιούνται στην πλειοψηφία των πειραµάτων. 2. Εξελισσόµενης απόκρισης (transient response) τα οποία εκτιµούν σε πραγµατικό χρόνο και σε συνεχή βάση τις κλιµατικές αλλαγές που οφείλονται σε προοδευτική αύξηση των συγκεντρώσεων του CO 2 (συνήθως 1% ανά έτος). Τα µοντέλα αυτά θεωρούνται τα πιο ρεαλιστικά, απαιτούν όµως πολύ µεγαλύτερη υπολογιστική ισχύ και χρόνο για την ολοκλήρωση της προσοµοίωσης.
Κλιµατικές αλλαγές 13 H χωρική ανάλυση των ΑΩΜΓΚ είναι συνήθως 5 ο x 5 o δηλ. περίπου 560 x 560 km. Κανένα από τα ατµοσφαιρικά µοντέλα γενικής κυκλοφορίας δεν είναι ακόµη αρκετά αξιόπιστο ώστε να παράγει προβλέψεις για τις µελλοντικές κλιµατικές αλλαγές σε τοπικό επίπεδο καθώς υπάρχει µεγάλη αβεβαιότητα στην αναπαράσταση του κλίµατος σε µικρή χωρική κλίµακα. Η χρήση µεγαλύτερης ανάλυσης περιορίζεται τόσο από την απαίτηση περισσότερου υπολογιστικού χρόνου όσο και από την ανάγκη για διαχείριση µεγαλύτερου όγκου δεδοµένων. Επιπλέον η µεγάλη χωρική ανάλυση εισάγει αβεβαιότητες που προέρχονται κυρίως από την ελλιπή γνώση και προσοµοίωση παραµέτρων όπως ο σχηµατισµός, διάλυση και επίδραση στο ενεργειακό ισοζύγιο των νεφών, η ανταλλαγή ενέργειας ανάµεσα σε ωκεανούς και ατµόσφαιρα, ο τρόπος και ο ρυθµός εκποµπής καθώς και οι χηµικές αντιδράσεις των αερίων του θερµοκηπίου, ο ρυθµός εκποµπής και η διάρκεια ζωής των αερολυµάτων και τέλος οι πολικοί πάγοι. Σε γενικές γραµµές, όλα τα κλιµατικά µοντέλα παρουσιάζουν έναν αριθµό περιορισµών, όπως: Η αδρή χωρική ανάλυση των παγκόσµιων κλιµατικών µοντέλων που δεν επιτρέπει την ικανοποιητική απεικόνιση πολλών γεωγραφικών χαρακτηριστικών και των αλληλεπιδράσεων της ατµόσφαιρας µε το έδαφος. Η φυσική µεταβλητότητα των τοπικών κλιµάτων είναι αρκετά µεγαλύτερη από την αντίστοιχη του µέσου κλίµατος σε ηπειρωτική ή µεγαλύτερη κλίµακα. Η χωρική κατανοµή των αερολυµάτων λαµβάνεται υπόψη σε ελάχιστα µοντέλα αλλά και σε όσα λαµβάνεται υπόψη, η προσοµοίωση της επίδρασής τους στη διαµόρφωση του κλίµατος είναι αρκετά απλοποιηµένη. Οι αλλαγές της χρήσης γης, όπως η απερήµωση και η αποψίλωση των δασών, σπάνια λαµβάνονται υπόψη αν και η επίδρασή τους θεωρείται σηµαντική στα τοπικά κλίµατα. Για την εφαρµογή των ΑΩΜΓΚ σε περιοχική ή τοπική κλίµακα απαιτείται µεγαλύτερη χωρική ανάλυση από αυτή των παγκόσµιων µοντέλων (συνήθως 5 ο x 5 ο ). Για την επίτευξη µεγάλης χωρικής ανάλυσης εφαρµόζονται δύο µέθοδοι. Η πρώτη είναι η µέθοδος ελάττωσης της κλίµακας (downscaling method), η οποία συνήθως βασίζεται στην στατιστική συσχέτιση µεταξύ των τιµών µιας παραµέτρου στο πλέγµα µεγάλης κλίµακας του ΑΩΜΓΚ και των αναµενόµενων τιµών στην µικρή κλίµακα των περιοχικών και τοπικών κλιµάτων. Η δεύτερη είναι η τεχνική της εφαρµογής διαδοχικών πλεγµάτων (nested modeling technique) η οποία εφαρµόζεται όλο και περισσότερο τα τελευταία χρόνια. Η τεχνική αυτή χρησιµοποιεί τα αποτελέσµατα των ΑΩΜΓΚ σαν αρχικές και οριακές συνθήκες για τα υψηλής χωρικής ανάλυσης Περιοχικά Κλιµατικά Μοντέλα, ΠΚΜ (Regional Climate Models, RegCM), χωρίς να υπάρχει ανατροφοδότηση των ΑΩMΓΚ από τα ΠΚΜ. Στην τελευταία περίπτωση η χωρική ανάλυση των ΠΚΜ κυµαίνεται από 25 x 25 έως 150 x 150 km. Παρά τους προηγούµενους περιορισµούς, η επιστηµονική κοινότητα εµπιστεύεται τα αποτελέσµατα των ΑΩΜΓΚ για την εκτίµηση των κλιµατικών αλλαγών σε
14 Κλιµατική αλλαγή στον Ελλαδικό χώρο µεγάλη κλίµακα, αν και η αποδοχή των σχετικών αποτελεσµάτων σε περιοχική και τοπική κλίµακα είναι µικρότερη καθώς τα περισσότερα µοντέλα δεν αναπαριστούν ικανοποιητικά τις κλιµατικές διεργασίες σε αυτή την κλίµακα και οι τελικές εκτιµήσεις διαφέρουν σηµαντικά µεταξύ τους. Σε γενικές γραµµές, τα ΑΩΜΓΚ αποτελούν το καλύτερο διαθέσιµο εργαλείο για την εκτίµηση των µελλοντικών κλιµατικών αλλαγών ενώ ολοένα αυξανόµενες είναι οι προσπάθειες εφαρµογής ΠΚΜ µε σκοπό την ακριβέστερη αποτίµηση των κλιµατικών αλλαγών σε περιοχικό και τοπικό επίπεδο. Ένα σύγχρονο ΠΚΜ, το PRECIS που αναπτύχθηκε στο Hadley Centre (United Kingdom Meteorological Office UKMO, 2001), βασίζεται στην τελευταία έκδοση του παγκόσµιου κλιµατικού µοντέλου HadCM3 και χρησιµοποιεί τις προγνώσεις του ως οριακές συνθήκες. Η οριζόντια ανάλυση πλέγµατος του µοντέλου κυµαίνεται από 25 km ως 50 km ενώ κατά την κατακόρυφη διεύθυνση χρησιµοποιεί 19 κατακόρυφα επίπεδα από το έδαφος ως τα 30 km, µέσα στην στρατόσφαιρα. Εκτός από την αναπαράσταση των φυσικών διαδικασιών µέσα στην ατµόσφαιρα και στο έδαφος, το µοντέλο PRECIS επίσης περιλαµβάνει και αναπαράσταση του κύκλου του θείου ο οποίος είναι ιδιαίτερα σηµαντικός. Το ΠΜΚ PRECIS εγκαταστάθηκε και προσαρµόστηκε στο Ινστιτούτο Ερευνών Περιβάλλοντος του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών από το τέλος του 2003, µε στόχο την εκτίµηση των µελλοντικών κλιµατικών συνθηκών στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου αλλά και ειδικότερα στον Ελλαδικό χώρο. Σηµειώνεται, ότι όλα τα πειράµατα/προσοµοιώσεις πραγµατοποιούνται µε οριζόντια ανάλυση 25 km που θεωρείται η υψηλότερη ανάλυση που ως τώρα έχει χρησιµοποιηθεί για κλιµατικές προγνώσεις. Τα πειράµατα τα οποία πραγµατοποιούνται είναι τα παρακάτω: κλιµατική προσοµοίωση της περιόδου 1960-1990 (πού παγκοσµίως θεωρείται ως περίοδος αναφοράς) κλιµατική προσοµοίωση της περιόδου 2070-2100 για το σενάριο Α2 του IPCC. κλιµατική προσοµοίωση της περιόδου 2070-2100 για το σενάριο B2 του IPCC. Θα πρέπει όµως, να σηµειωθεί ότι τα αποτελέσµατα των κλιµατικών µοντέλων πρέπει να αντιµετωπίζονται πρωτίστως ως σενάρια ενός πιθανού µελλοντικού κλίµατος και όχι ως ακριβείς προγνώσεις.
15 3. Συγκεντρώσεις αερίων του θερµοκηπίου 3.1 Εισαγωγή Οι εκποµπές αερίων του θερµοκηπίου από ανθρωπογενείς δραστηριότητες αποτελούν τον σπουδαιότερο παράγοντα που συντελεί στην πρόσφατη σταδιακή αλλαγή του κλίµατος. Η αύξηση των συγκεντρώσεων των αερίων του θερµοκηπίου ευθύνεται για το µεγαλύτερο ποσοστό της ανόδου της θερµοκρασίας σε παγκόσµιο επίπεδο κατά τα τελευταία 50 έτη (IPCC, 2001a). Ο κύριος στόχος της Συνθήκη Πλαίσιο των Ηνωµένων Εθνών για την Κλιµατική Αλλαγή (United Nations Framework Convention for Climate Change - UNFCCC) είναι ο περιορισµός των επιπέδων συγκέντρωσης των αερίων του θερµοκηπίου στην ατµόσφαιρα, ώστε να αποφευχθεί ο κίνδυνος επέκτασης των ανθρωπογενών παρεµβάσεων στο κλιµατικό σύστηµα (UNFCCC, 2003, 2004). Η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει θέσει ως µακροπρόθεσµο στόχο τον περιορισµό της παγκόσµιας θέρµανσης σε λιγότερο από 2.0 ο C σε σχέση µε τα επίπεδα της προβιοµηχανικής περιόδου. Το Συµβούλιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης (2004) αναγνωρίζει ότι η σταθεροποίηση των συγκεντρώσεων των αερίων του θερµοκηπίου στα 550 ppm ισοδύναµου CO 2 δεν είναι αρκετή για την επίτευξη του προηγούµενου στόχου. Αντίθετα επισηµαίνει ότι εφόσον οι ανθρωπογενείς εκποµπές κορυφωθούν εντός της επόµενης εικοσαετίας, απαιτούνται σηµαντικότατες µειώσεις έως και 50% µέχρι το 2050 σε σχέση µε τα επίπεδα του 1990. Η αβεβαιότητα στις µετρήσεις των συγκεντρώσεων των αερίων του θερµοκηπίου είναι πολύ µικρή (περίπου 1%). Το µεγαλύτερο σφάλµα στην εκτίµηση των µελλοντικών τιµών τους εντοπίζεται, κυρίως, στην αβεβαιότητα πρόβλεψης των µελλοντικών ρυθµών εκποµπής και, σε µικρότερο βαθµό, στην ελλιπή γνώση της συµπεριφοράς του φυσικού κλιµατικού συστήµατος. 3.2 Τάσεις Η συγκέντρωση αερίων του θερµοκηπίου στην ατµόσφαιρα αυξήθηκε κατά τη διάρκεια του 20ου αιώνα λόγω της ανθρώπινης δραστηριότητας και κυρίως της καύσης πετρελαιοειδών (π.χ. για ηλεκτρική παραγωγή, βιοµηχανία, µεταφορές), της γεωργικής δραστηριότητας, των αλλαγών στη χρήση γης (κυρίως αποδασώσεις) και τη χρήση φθοριωµένων αερίων στη βιοµηχανία. Η παρατηρούµενη αύξηση εντάθηκε κυρίως µετά το 1950. Σε σύγκριση µε την προβιοµηχανική περίοδο (πριν το 1750), η συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ) έχει αυξηθεί σε ποσοστό 34%, του µεθανίου (CH 4 ) 153% και του υποξειδίου του αζώτου (N 2 O) 17%. Οι σηµερινές συγκεντρώσεις για το CO 2 (375 ppm) και το CH 4 (1 772 ppb) είναι οι υψηλότερες των τελευταίων 420 000 ετών -για το CO 2
16 Κλιµατική αλλαγή στον Ελλαδικό χώρο πιθανώς και των τελευταίων 20 εκατοµµυρίων ετών- (Σχήµατα 2.2 2.3), ενώ η συγκέντρωση του N 2 O δεν έχει υπερβεί ποτέ κατά τη διάρκεια της προηγούµενης χιλιετίας τη σηµερινή τιµή (317 ppb). Εκφράζοντας τη συγκέντρωση κάθε αερίου του θερµοκηπίου ως «ισοδύναµο- CO 2» µε βάση τη συγκριτική ως προς το CO 2 άµεση ή έµµεση συνεισφορά του στο φαινόµενο του θερµοκηπίου σε βάθος χρόνου 100 ετών (Παράρτηµα Α), είναι δυνατή η ανάλυση της επίδρασης διαφορετικού τύπου αερίων (EPA, 2002). Η συνολική συγκέντρωση αερίων του θερµοκηπίου έχει αυξηθεί κατά 170 ppm ισοδύναµου CO 2 σε σχέση µε την προβιοµηχανική περίοδο 278 ppm (Σχήµα 3.1). Η συνεισφορά σε αυτήν την αύξηση κατανέµεται ως CO 2 (61%), CH 4 (19%), N 2 O (6%), CFCs και HCFCs (13%) PFCs, HFCs και SF 6 (0.7%). Οι συγκεντρώσεις των CO 2 και N 2 O συνεχίζουν να αυξάνονται µε ρυθµούς παραπλήσιους µε αυτούς των προηγούµενων δεκαετιών. Οι συγκεντρώσεις των φθοριωµένων αερίων του θερµοκηπίου όπως PFCs, HFCs και SF 6 όµως, αυξάνονται µε γρηγορότερο ρυθµό. Σε αντίθεση µε τα προηγούµενα, η συγκέντρωση CH 4 έχει σταθεροποιηθεί, κατά τα τελευταία χρόνια, ενώ η πλειονότητα των HCFCs, που είναι επίσης αέρια του θερµοκηπίου, µεταβάλλονται µε πολύ αργότερους ρυθµούς, ως αποτέλεσµα των περιορισµών στη χρήση και παραγωγή τους από το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ. Σχήµα 3.1. Άνοδος των συγκεντρώσεων των αερίων του θερµοκηπίου σε σχέση µε το 1750 (πηγή IPCC, 2001a).
Συγκεντρώσεις αερίων του θερµοκηπίου 17 3.3 Μελλοντικά Σενάρια Το IPCC έχει θεωρήσει µια σειρά από µελλοντικά σενάρια για τις συγκεντρώσεις των αερίων του θερµοκηπίου έως το 2100 (IPCC, 2001a), υιοθετώντας διάφορες υποθέσεις όσον αφορά στην κοινωνικοοικονοµική, τεχνολογική και δηµογραφική εξέλιξη στον κόσµο. Συγκεκριµένα, οι τέσσερις βασικές κατηγορίες µελλοντικών σεναρίων εκποµπών του IPCC είναι: Α1. Η κατηγορία Α1 αναφέρεται σε γρήγορη οικονοµική ανάπτυξη, κορύφωση του πληθυσµού στα µέσα του αιώνα και µείωση από κει και ύστερα, καθώς και γρήγορη απορρόφηση νέας και περισσότερο αποτελεσµατικής τεχνολογίας. Α2. Η κατηγορία Α2 περιγράφει έναν πολύ ανοµοιογενή κόσµο. Οι τοπικές ιδιαιτερότητες του πληθυσµού διατηρούνται, η κοινωνικο οικονοµική σύγκλιση των κρατών συντελείται µε πολύ αργούς ρυθµούς και η πληθυσµιακή αύξηση είναι συνεχής. Η οικονοµική ανάπτυξη καθορίζεται σε εθνικό επίπεδο και η τεχνολογική εξέλιξη είναι περισσότερο περιορισµένη και αργότερη σε σχέση µε όλα τα υπόλοιπα σενάρια. Β1. Στα σενάρια αυτής της κατηγορίας περιγράφεται µία συγκλίνουσα παγκόσµια ανάπτυξη µε την ίδια πληθυσµιακή εξέλιξη, όπως και στην κατηγορία Α1. Σε αυτήν την περίπτωση, η οικονοµική δραστηριότητα εξελίσσεται κυρίως στον τοµέα της πληροφορίας και της παροχής υπηρεσιών, περιορίζεται ο πρωτογενής τοµέας (χρήση πρώτων υλών), ενώ υιοθετούνται καθαρές και ανανεώσιµες ενεργειακές πηγές. ίνεται έµφαση στην εφαρµογή παγκόσµιων λύσεων για οικονοµικο κοινωνική και περιβαλλοντική βιωσιµότητα, συµπεριλαµβανοµένης της κοινωνικής δικαιοσύνης, χωρίς όµως υιοθέτηση επιπρόσθετων πρωτοβουλιών για το κλίµα. Β2. Σε αυτήν την περίπτωση περιγράφεται µία κοινωνία µε έµφαση σε τοπικές λύσεις οικονοµικο κοινωνικής και περιβαλλοντικής βιωσιµότητας. Η αύξηση του πληθυσµού είναι συνεχής, σε µικρότερο όµως βαθµό από την κατηγορία Α2, προβλέπονται ενδιάµεσα επίπεδα οικονοµικής ανάπτυξης, και λιγότερο γρήγορη και περισσότερο αποκλίνουσα τεχνολογική εξέλιξη σε σχέση µε τις κατηγορίες Α1 και Β1. Αν και γενικά υιοθετείται νοοτροπία προστασίας του περιβάλλοντος και κοινωνικής δικαιοσύνης, αυτή εστιάζεται περισσότερο σε τοπικό και εθνικό επίπεδο. Όλα τα σενάρια αυτά υποθέτουν ότι δεν λαµβάνονται µέτρα περιβαλλοντικής πρόνοιας στην πολιτική της ενεργειακής διαχείρισης. Με αυτό ως δεδοµένο, εκτιµάται ότι η συγκέντρωση των αερίων του θερµοκηπίου θα ανέλθει σε 650 1 215 ppm ισοδύναµου CO 2 έως το 2100 (Σχήµα 3.2). Η κυριότερη αιτία αυτής της ανόδου µέσα στον 21ο αιώνα, θεωρείται ότι θα είναι οι καύσεις πετρελαιοειδών (Folland et al., 2001; IPCC, 2001a,b; International Energy Agency -IEA, 2002; EEA, 2004a; Odell, 2004). Το IPCC επικεντρώθηκε επιπλέον και στις ενέργειες που απαιτούνται ώστε να σταθεροποιηθεί η ατµοσφαιρική συγκέντρωση του CO 2. Αν οι συνολικές ανθρωπογενείς εκποµπές CO 2 µειωθούν στα επίπεδα του 1990 επιτυγχάνεται µία περίπου σταθερή συγκέντρωση 450 ppm για τις αµέσως επόµενες δεκαετίες, που
18 Κλιµατική αλλαγή στον Ελλαδικό χώρο όµως αυξάνεται σε 650 ppm στο τέλος του αιώνα και περίπου σε 1000 ppm σε διακόσια χρόνια από σήµερα. Για να επιτευχθεί ως εκ τούτου, ο αρχικός στόχος της Ευρωπαϊκής Ένωσης των 550 ppm ισοδύναµου CO 2, απαιτείται σηµαντική µείωση των ανθρωπογενών εκποµπών αερίων του θερµοκηπίου σε σχέση µε το 1990 (ΕΕΑ, 2003). Κατά την Εαρινή Σύσκεψη Κορυφής του 2005, η Ευρωπαϊκή Ένωση επιβεβαίωσε την απόφασή της να κάνει ότι είναι δυνατόν για να περιοριστεί η µέση παγκόσµια αύξηση της θερµοκρασίας στους 2 C, το οποίο σηµαίνει άµεση έναρξη προσπάθειας µείωσης των εκποµπών των αερίων του θερµοκηπίου ώστε να φτάσουν στο 45 60% των επιπέδων του 1990, έως το 2050. Σχήµα 3.2. Εκτιµώµενη αύξηση των αερίων του θερµοκηπίου στην ατµόσφαιρα βάσει τεσσάρων µελλοντικών σεναρίων (πηγή IPCC, 2001a).
19 4. είκτες Κλιµατικής Αλλαγής 4.1 Εισαγωγή Η παρατηρούµενη κλιµατική αλλαγή που συντελέστηκε κυρίως κατά τη διάρκεια του 20ου αιώνα επηρεάζει τον πλανήτη µε ποικίλους τρόπους. Επιδρά σε φυσικά συστήµατα, όπως οι παγετώνες ή τα οικοσυστήµατα, καθώς επίσης και σε κοινωνικούς και οικονοµικούς τοµείς της ζωής, όπως για παράδειγµα η ανθρώπινη υγεία και η γεωργία (Watson et. al., 1998). Σε πολλές περιπτώσεις η κλιµατική αλλαγή εµφανίζεται απλά ως ένας επιπρόσθετος αρνητικός παράγοντας στο ήδη επιβαρηµένο φυσικό σύστηµα. Για παράδειγµα η βιο-ποικιλότητα, εκτός από την αλλαγή του κλίµατος, επηρεάζεται δυσµενώς και από τις αλλαγές στη χρήση γης, την υπερ-εκµετάλλευση των φυσικών πόρων και την αύξηση της ρύπανσης. Το ζήτηµα όµως είναι ότι ο ρόλος της κλιµατικής αλλαγής αναµένεται να γίνει σταδιακά ολοένα και πιο καθοριστικός, ιδιαίτερα αν επιβεβαιωθούν οι εκτιµήσεις βάσει των δυσµενέστερων σεναρίων µελλοντικών ανθρωπογενών εκποµπών (κατηγορία Α2 του IPCC), ως προς το µέγεθος και το ρυθµό µε τον οποίο θα εξελιχθεί µελλοντικά η κλιµατική αλλαγή (IPCC, 2001a,b; German Advisory Council on Global Change - WGBU, 2003a). 4.2 είκτες κλιµατικής ευαισθησίας Εξαιτίας της πολυπλοκότητας των αλληλεπιδράσεων µεταξύ των φυσικών και κοινωνικών συστηµάτων και του κλιµατικού συστήµατος, οι επιπτώσεις από µία κλιµατική αλλαγή δεν είναι εύκολο να εκτιµηθούν και να περιγραφούν πλήρως και άµεσα. Αντ αυτού, χρησιµοποιούνται ως δείκτες οι παρατηρούµενες µεταβολές σε εµφανή και µετρήσιµα χαρακτηριστικά των φυσικών συστηµάτων και των ανθρώπινων κοινωνιών τα οποία να παρουσιάζουν σηµαντική εξάρτηση από την κλιµατική αλλαγή και µπορούν να υποδηλώσουν αλλαγές στο σύνολο του συστήµατος. Η υποχώρηση των παγετώνων για παράδειγµα, µπορεί να θεωρηθεί ως δείκτης για την επίδραση της κλιµατικής αλλαγής στη χιονοκάλυψη και τα σχετιζόµενα µε αυτή συστήµατα. Οι δείκτες δεν µεταφέρουν προφανώς όλη την απαιτούµενη πληροφορία, αλλά µπορούν να θεωρηθούν ως σαφείς ενδείξεις για την κατεύθυνση και το βαθµό της µεταβολής των φυσικών συστηµάτων. Κατ αυτόν τον τρόπο, η µελέτη συγκεκριµένων δεικτών µπορεί να βοηθήσει στην κατεύθυνση της εκτίµησης του πόσο ευάλωτα είναι τα φυσικά και κοινωνικά συστήµατα σε κλιµατικές αλλαγές. Η κλιµατική ευαισθησία ενός συστήµατος περιγράφει το βαθµό στον οποίο αυτό είναι ικανό να προσαρµοστεί σε µία δεδοµένη κλιµατική αλλαγή (IPCC, 2001b). Επιπλέον οι δείκτες µπορούν να δείξουν πόσο κατάλληλοι και αποτελεσµατικοί, είναι, σε µακροπρόθεσµη βάση, οι στόχοι των πολιτικών µείωσης των εκποµπών των αερίων του φαινοµένου του θερµοκηπίου. Τέτοιοι στόχοι προς το παρόν αναφέρονται µόνο στην παγκόσµια συγκέντρωση αερίων του θερµοκηπίου και στη µέση παγκόσµια θερµοκρασία. Είναι όµως πιθανόν να πρέπει να υιοθετηθούν
20 Κλιµατική αλλαγή στον Ελλαδικό χώρο ευρύτεροι στόχοι σε σχέση µε την απάντηση στο ερώτηµα του τι ακριβώς συνιστά επικίνδυνη ανθρωπογενή παρέµβαση στο κλίµα. Όσον αφορά στην Ευρώπη, εντείνεται η ανησυχία για την ευαισθησία της σε κλιµατικές αλλαγές, ακόµη και δεδοµένου του ότι η οικονοµική της ευρωστία δίνει πλεονέκτηµα σε σχέση, για παράδειγµα, µε αναπτυσσόµενες ακόµη χώρες. Στη µελέτη αυτή συνοψίζονται αποτελέσµατα για 5 δείκτες της κλιµατικής µεταβολής στην Ευρώπη, επικεντρώνοντας στην περιοχή της Μεσογείου και την Ελλάδα. Συγκεκριµένα οι δείκτες αυτοί είναι: - η θερµοκρασία του αέρα - ο υετός - η εµφάνιση ακραίων καιρικών φαινοµένων - η µέση στάθµη της θάλασσας - παράµετροι σχετικές µε την ηλιακή ακτινοβολία (νέφωση, ηλιοφάνεια) Η παρούσα µελέτη επικεντρώνεται στην ανάλυση των παρατηρούµενων τάσεων των παραπάνω δεικτών από το παρελθόν έως σήµερα καθώς και στις εκτιµήσεις της µελλοντικής τους εξέλιξης από αποτελέσµατα κλιµατικών µοντέλων. Σύντοµα θα ολοκληρωθεί και παράλληλη µελέτη του Ε.Α.Α. εκτίµησης του κλίµατος της Ελλάδας που θα διαµορφωθεί µέχρι το 2100 βάσει των σεναρίων Α2 και Β2 µε χρήση περιοχικού κλιµατικού µοντέλου. 4.3 Ιστορικά στοιχεία Η εξαγωγή συµπερασµάτων για την ύπαρξη και την ένταση της κλιµατικής αλλαγής βασίζεται στην στατιστική επεξεργασία ιστορικών δεδοµένων των προαναφερόµενων δεικτών. Μόνον η γνώση του παρελθόντος του κλίµατος της γης, σε µεγάλο βάθος χρόνου, µπορεί να επιτρέψει τη στοιχειοθέτηση κλιµατικής αλλαγής και στην ερµηνεία των αιτίων. Η περιορισµένη σε βάθος χρόνου και πυκνότητα χωρικής κάλυψης διαθεσιµότητα ιστορικών στοιχείων είναι ο κύριος λόγος για τον οποίο, δεν είναι δυνατή ακόµη, η µελέτη όλων των πιθανών κλιµατικών δεικτών. Πιο συγκεκριµένα, τα διαθέσιµα ιστορικά στοιχεία προέρχονται, είτε από απευθείας µετρήσεις σε διάφορα σηµεία του πλανήτη (πρακτικά κατά τα τελευταία εκατό χρόνια), είτε (κατά τα τελευταία µόλις χρόνια) από την επεξεργασία δορυφορικών παρατηρήσεων. Στην πρώτη περίπτωση, τα σφάλµατα των µετρήσεων και, κυρίως, η έλλειψη πυκνού δικτύου κάλυψης του πλανήτη, εισάγουν σε ορισµένες περιπτώσεις σηµαντική αβεβαιότητα στη µελέτη των κλιµατικών τάσεων. Σε γενικές γραµµές πάντως, για κάποιους δείκτες (π.χ. θερµοκρασία) οι υπάρχουσες µετρήσεις θεωρούνται αρκετά ακριβείς σε παγκόσµια κλίµακα ενώ για άλλους (π.χ. βροχόπτωση, στάθµη θάλασσας), η αβεβαιότητα είναι αυξηµένη (IPCC, 2001a). Όσον αφορά στις δορυφορικές παρατηρήσεις, αυτές παρέχουν σαφώς τη δυνατότητα παγκόσµιας κάλυψης αλλά, αφενός η µικρή χρονική διάρκεια των διαθέσιµων παρατηρήσεων και αφετέρου η µη ακριβής, ακόµη, αναπαράσταση όλων των αναγκαίων δεικτών (π.χ. θερµοκρασία του αέρα) τις καθιστά συµπληρωµατικές πηγές για κλιµατική ανάλυση. Με τη βελτίωση όµως, των συστηµάτων παρατήρησης και τη σταδιακή αύξηση των διαθέσιµων