Gli eventi estremi impattano sugli equilibri della biosfera

 

Gli eventi estremi mettono sotto stress l’ecosistema e possono provocare la distruzione o l’alterazione di alcune funzionalità degli ecosistemi. Gli effetti degli eventi estremi, quali le ondate di calore marine e terrestri

Gli eventi estremi sono una parte naturale e importante di molti ecosistemi e molti organismi si sono adattati per far fronte alla variabilità climatica.

Tuttavia, i cambiamenti climatici e gli eventi estremi (come inondazioni, siccità, cicloni, ondate di caldo e incendi) sono aumentati in molte regioni. Questi disturbi influiscono sul funzionamento dell'ecosistema, sulla biodiversità e sui servizi ecosistemici.

Gli eventi estremi mettono sotto stress l’ecosistema e possono provocare la distruzione o l’alterazione di alcune funzionalità degli ecosistemi.

Eventi simultanei o sequenziali possono portare a un evento o un impatto estremo, anche se ogni evento non è di per sé estremo. Ad esempio, gli effetti combinati dell'innalzamento del livello del mare, dell'alta marea costiera estrema, delle mareggiate e del flusso del fiume possono aumentare sostanzialmente il rischio di inondazioni e gli impatti sui sistemi di acqua dolce. Sulla terra, il cambiamento delle precipitazioni e le ripetute ondate di calore possono interagire con fattori biologici come la crescita alterata delle piante e l'allocazione dei nutrienti in condizioni di CO2 elevate, influenzando i tassi di erbivori e le epidemie di insetti portando a un diffuso deperimento di alcune foreste.

Il rapido cambiamento climatico è in grado di mettere a rischio estinzione molte specie.

Generalmente più rapido è il tasso di cambiamento, maggiore è l'impatto sulle specie e sugli ecosistemi.

Sono a rischio soprattutto le specie che hanno una bassa capacità di dispersione, che vivono in piccoli areali (ad esempio molte piante, in particolare alberi, molti anfibi e alcuni piccoli mammiferi).

La resistenza degli ecosistemi è ulteriormente messa a rischio dalla frammentazione dell'habitat e dalle modificazioni antropiche del paesaggio come le dighe sui fiumi e l'urbanizzazione.

Cambiamento osservato nell'habitat termico e nella disponibilità di ossigeno

L'aumento della temperatura dell'acqua e la ridotta miscelazione causano una diminuzione dell'ossigeno disciolto. In 400 laghi analizzati, l'ossigeno disciolto nelle acque superficiali e profonde è diminuito rispettivamente del 4,1 e del 16,8% tra il 1980 e il 2017.

Si prevede che gli strati d'acqua più profondi sperimenteranno un aumento delle condizioni ipossiche con forti ripercussioni sulla dinamica dei nutrienti e sulla perdita dell'habitat termico.

Cambiamenti osservati nel livello dell'acqua

I laghi alimentati dall'acqua di disgelo dei ghiacciai stanno crescendo in risposta ai cambiamenti climatici e al ritiro dei ghiacciai.

Nell'Artico, l'area lacustre è aumentata nelle regioni con permafrost continuo ed è diminuita nelle regioni in cui il permafrost è più sottile e discontinuo.

L’analisi dei flussi fluviali in tutto il mondo che coprono gli anni dal 1971 al 2010 ha identificato dei modelli complessi. Più della metà dei fiumi globali subiscono un'essiccazione periodica che riduce la connettività fluviale. L'aumento della frequenza e dell'intensità della siccità può far sì che i fiumi perenni diventino intermittenti e scompaiano i fiumi intermittenti, minacciando i pesci d'acqua dolce in habitat già caratterizzati da caldo e siccità.

Nei torrenti ad alta quota/latitudine, la ridotta estensione del ghiacciaio e del manto nevoso, il precedente scioglimento delle nevi e i modelli di precipitazione alterati, attribuiti ai cambiamenti climatici, hanno aumentato l'intermittenza del flusso

La perdita di ghiaccio

Gli studi hanno confermato una accelerazione nella perdita di ghiaccio di laghi e fiumi nell'emisfero settentrionale. Negli ultimi decenni, i sistemi si sono congelati più tardi in inverno e si sono scongelati prima in primavera, riducendo la durata del ghiaccio di oltre 2 settimane all'anno

 L'estensione globale del ghiaccio fluviale è diminuita del 25% tra il 1984 e il 2018.

Eventi meteorologici estremi e impatto sui sistemi di acqua dolce

Le crescenti frequenze di gravi inondazioni e siccità attribuite ai cambiamenti climatici rappresentano le principali minacce per gli ecosistemi fluviali.

Le inondazioni estreme causano enormi danni, invece, le inondazioni moderate possono avere effetti positivi, fornendo detriti legnosi che contribuiscono alla complessità e alla diversità dell'habitat, sciacquano i sedimenti fini, dissolvendo il carbonio organico e fornendo importanti fonti di cibo di origine terrestre.

La siccità riduce la diversità e la connettività degli habitat fluviali, minacciando le specie acquatiche, specialmente nei deserti e nelle regioni aride.

I fiumi già sollecitati dalle attività umane, come lo sviluppo urbano e l'agricoltura nelle pianure alluvionali, sono meno resilienti agli eventi estremi futuri. Pertanto è più probabile che le inondazioni diventino catastrofiche.

Se il fiume non viene messo sotto pressione dalle attività umane, il biota può riprendersi rapidamente da eventi alluvionali estremi.

Gli effetti degli eventi estremi.

 Gli eventi estremi stanno causando profondi effetti negativi in tutti i regni del mondo (marino, terrestre, d'acqua dolce e polare). Stanno modificando l'abbondanza della popolazione, stanno portando all’estinzioni alcune specie, stanno cambiando alcuni territori in modo irreversibile.

L'entità degli eventi estremi supera sempre di più i valori previsti ma soprattutto stanno impedendo agli organismi e alle comunità naturali di adattarsi ai cambiamenti climatici.

Le ondate di calore marine

Il cambiamento climatico antropogenico abbia aumentato significativamente la il verificarsi delle ondate di calore marine (MHW).

Si parla di ondate di calore marine quando le temperature dell'acqua aumentano in maniera estrema per almeno 5 giorni consecutivi. Acque più calde rafforzano, per esempio, gli uragani e le tempeste – che già sono resi più frequenti dalla crisi climatica.

Ad esempio un MHW diffuso si è verificato nel Pacifico nord-orientale tra il 2013 e il 2015, con anomalie della temperatura dell'oceano superiore fino a 6,2°C rispetto al 2002-2012. Questo evento, chiamato "Blob", ha provocato una diminuzione della produzione primaria, portando a cambiamenti diffusi negli ecosistemi oceanici e costieri aperti, con spostamenti geografici di specie chiave, spiaggiamenti di massa di mammiferi marini, mortalità degli uccelli marini e chiusure di attività di pesca commercialmente importanti.

L'ondata di caldo è riapparsa nel 2019 ("Blob 2.0"), con anomalie di temperatura altrettanto elevate che si estendono dall'Alaska alla California, ma si prevede che gli effetti ecologici di questo evento differiranno perché il Blob ha avuto origine in inverno e Blob2.0 si è intensificato in estate.

Le ondate di caldo marine possono anche aumentare drasticamente le emissioni di CH4 dagli oceani.

La regione artica si sta riscaldando più del doppio della media globale e gli organismi e gli ecosistemi polari sono particolarmente vulnerabili. Le conseguenze degli MHW sono esacerbate dal concomitante scioglimento del ghiaccio marino e dal rinfrescamento delle acque superficiali, portando a effetti secondari dovuti allo stress osmotico e alla mancata omeostasi del pH.

Nel 2015-2016 si è verificato un MHW nel Golfo dell'Alaska/Mare di Bering che non ha precedenti in termini di temperature superficiali e contenuto di calore oceanico, estensione geografica, intervallo di profondità e persistenza, con un impatto sull'intera catena alimentare marina. Il riscaldamento persistente ha favorito alcune specie di fitoplancton e ha innescato una delle più grandi fioriture algali registrate in questa regione, con la contemporanea chiusura di allevamenti di ostriche a causa di eventi non comuni di avvelenamento. Ci sono state anche massicce morie di urie e di pulcinelle di mare, attribuite alla fame derivante dagli effetti indotti dal riscaldamento sull'approvvigionamento alimentare.

Le ondate di calore terrestre

  Attualmente si verificano regolarmente ondate di calore che superano le soglie fisiologiche di alcune specie, inclusi uccelli e altri piccoli animali.

  Le ondate di caldo in Australia, Nord America e Africa meridionale hanno causato eventi di mortalità di massa dovuti a ipertermia e disidratazione letali.

Ad esempio, recentemente le ondate di calore hanno colpito 14 specie di uccelli e pipistrelli della frutta in Sud Africa quando la temperatura massima dell'aria ha superato i 43–45°C nel 2020. I passeriformi sembrano più vulnerabili all'ipertermia letale a causa della relativa inefficienza di ansimare per perdere calore e delle loro piccole dimensioni, poiché la tolleranza al calore generalmente aumenta con la massa corporea.

La prima ondata di calore in Antartide si è registrata nel 2020. Temperature record si sono verificate nell'Antartide orientale, con una temperatura massima (9,2℃) di ~7℃ sopra la media massima e temperature minime > 0℃. Temperature record (18,3 ℃) sono state registrate anche nell'Antartide occidentale. È troppo presto per conoscere l'impatto sulla vita polare, ma si prevede che un tale riscaldamento improvviso avrà ampi effetti sul biota.

Le ondate di caldo in Siberia nel 2016, 2018 e 2020, con anomalie della temperatura dell'aria >6℃, sono state associate a estesi incendi, infestazioni da parassiti e permafrost in scioglimento.

Eventi estremi che coinvolgono le risorse d'acqua dolce

 Ondate di calore, tempeste e inondazioni influiscono sul regime termico e sul funzionamento biogeochimico di laghi e fiumi.

Le ondate di calore estreme portano a temperature dell'acqua anormalmente elevate e riducono la miscelazione dei laghi, causando una diminuzione dell'ossigeno e il rinnovo dell'ossigeno in acque profonde. I pesci e gli invertebrati sono particolarmente suscettibili a tale temperatura e stress da ossigeno.

Si prevede che tali eventi raddoppieranno entro il 2041–2059 e aumenteranno di quattro volte entro il 2081–2099 rispetto ai livelli storici. Questi cambiamenti favoriranno le specie di pesci di acqua calda. Le inondazioni, inoltre, mobilitano nutrienti e sedimenti e favoriscono la dispersione delle specie invasive nei fiumi, mentre gli estremi di siccità riducono la connettività fluviale, minacciando la biodiversità nei fiumi.

 

Questi esempi mostrano che l'impatto di un evento estremo è funzione delle sue caratteristiche e di quelle dell'ecosistema esposto. La tempistica, la frequenza, la magnitudine assoluta e l'estensione geografica dell'evento estremo, rispetto alle condizioni antecedenti, al ciclo di vita, alla resistenza e alla resilienza della comunità naturale, determinano tutti la risposta biologica.

Gli impatti sembrano essere maggiori quando gli eventi estremi si verificano più frequentemente, in particolare quando l'intervallo tra gli eventi è insufficiente per consentire il ripristino delle dimensioni precedenti della popolazione.

Spesso l'entità degli eventi estremi supera i livelli storici, quindi è meno probabile che gli organismi si adattino ad essi, in particolare quando diversi estremi coincidono (ad es. temperature elevate dell'acqua, siccità).

La resilienza della biosfera può essere costruita riducendo al minimo ulteriori disturbi, come l'estrazione di acqua dai sistemi fluviali, l'inquinamento dei sistemi acquatici, il cambiamento dell'uso del suolo e la frammentazione.

 

 

 

IPCC, Climate change 2022