Il GAW (Global Atmosphere Watch) e il GCOS (Global Climate Observing System) sono due programmi internazionali volti ad assicurare a lungo termine le osservazioni della composizione chimica dell’atmosfera e di tutto il sistema climatico, nonché a garantire l’accesso ai dati raccolti. Coordinati dallo Swiss GAW/GCOS Office di MeteoSvizzera, in Svizzera sono numerose le istituzioni nazionali che con le loro attività implementano questi programmi.
Il programma Global Atmosphere Watch (GAW) è stato formalizzato nel 1989 dall’Organizzazione meteorologica mondiale (OMM) quale importante contributo al monitoraggio della messa in pratica della Convenzione di Vienna per la protezione dello strato di ozono e del Protocollo di Montreal relativo alle sostanze che contribuiscono al deterioramento dello strato di ozono.
Poco più tardi, nel 1992, è stato istituito il programma Global Climate Observing System (GCOS) quale iniziativa congiunta di vari enti (OMM, Commissione Oceanografica Intergovernativa dell’UNESCO, [COI], Programma delle Nazioni Unite per l’ambiente [UNEP], International Science Council, [ISC]). Nel 1992, l’anno della fondazione, la Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC, nota anche come “Accordi di Rio”) ha riconosciuto la necessità di sorvegliare il clima e ha esortato esplicitamente tutte le parti che hanno aderito alla Convenzione a cooperare nell’ambito dell’osservazione sistematica del clima. Per questa ragione GCOS rende conto all’UNFCCC.
L’obiettivo del programma GAW è di rendere disponibili osservazioni e analisi di alta qualità sulla composizione chimica dell’atmosfera. Questo è importante soprattutto per il monitoraggio dello strato di ozono e delle concentrazioni di gas a effetto serra, ma anche della qualità dell’aria nelle città. Infatti questi monitoraggi consentono ad esempio di mettere in evidenza eventuali correlazioni con gli impatti sulla salute umana.
Al GAW partecipano oltre 100 paesi. La rete di misura GAW comprende più di 30 stazioni cosiddette globali, oltre 400 cosiddette regionali e altre 100 stazioni appartenenti a reti associate nell’ambito del monitoraggio dei gas a effetto serra, dell’zono, delle radiazioni UV, degli aerosol, dei gas reattivi come pure nel campo della chimica delle precipitazioni. Diversi di questi componenti del GAW confluiscono anche nel GCOS.
Sotto l’egida dell’OMM, diversi paesi sostengono attività nell’ambito del programma GAW. Tra queste vi sono programmi di ricerca nazionali e cooperazioni internazionali, come pure servizi sotto forma di centri globali e regionali per il controllo della qualità e la calibrazione degli strumenti di misura, che sono gestiti su mandato dell’OMM. Il principale compito di questi centri è l’adeguamento delle osservazioni agli standard di riferimento mondiali: essi assicurano la compatibilità delle diverse reti di misura attraverso misurazioni comparative ed effettuano regolari controlli della qualità delle misure svolte.
L’obiettivo del programma GCOS è di assicurare un’osservazione sistematica e di alta qualità del clima. Infatti, i cambiamenti del sistema climatico possono essere individuati solo grazie a lunghe serie di misura delle variabili climatiche, quali ad esempio la temperatura dell’aria o quelle relative ai ghiacciai.
In oltre 130 paesi esistono interlocutori nazionali per GCOS. Nel quadro di GCOS vengono assicurati il rilevamento sistematico di tutti i dati e le informazioni sul clima, come pure la messa a disposizione a tutti gli utenti.
Attraverso la definizione di un elenco di cosiddette variabili climatiche essenziali (Essential Climate Variables, ECV), una componente importante del sistema GCOS, viene definito quali variabili climatiche sono osservate nel quadro di GCOS. Attualmente GCOS specifica 55 ECV. L’elenco delle ECV comprende variabili atmosferiche, terrestri e oceaniche, che contribuiscono in modo decisivo a caratterizzare il sistema climatico della Terra.
Le osservazioni e le analisi effettuate nell’ambito del sistema GCOS consentono di stimare, con l’aiuto dei modelli numerici, il clima futuro. Queste informazioni sono fondamentali per la presa di decisioni volte a mitigare e consentire l’adattamento ai cambiamenti climatici. GCOS contribuisce pertanto in modo determinante anche al lavoro del Gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC).
Sia per il GAW che per il GCO, esistono disposizioni severe per quanto riguarda la qualità, la comparabilità e la disponibilità delle misure effettuate. I cosiddetti piani d’implementazione definiscono questi requisiti e costituiscono pertanto il fondamento per l’attuazione di entrambi i programmi. Essi comprendono inoltre strategie, definizioni, requisiti e standard globali per l’osservazione sistematica dell’atmosfera e dell’intero sistema climatico.
Il primo piano d’implementazione per il GAW è stato pubblicato nel 2001 dall’OMM. Da allora è aggiornato ogni sette anni circa. Per quanto riguarda il GCOS, l’UNFCCC esige che il piano d’implementazione sia rivisto regolarmente. Il piano d’implementazione GCOS è stato pubblicato per la prima volta nel 2004 ed è aggiornato ogni cinque o sei anni. In aggiunta al piano d’implementazione GCOS viene pubblicato un rapporto in cui sono riportati i requisiti specifici per le osservazioni/ECVs, come ad esempio le indicazioni sulla risoluzione spaziale.
Gli attuali piani d’implementazione per GAW e GCOS, comme pure i requisiti alle ECV sono disponibili sul sito web dell’OMM.
GAW e GCOS sono entrambi programmi internazionali. I rispettivi piani d’implementazione costituiscono la base per l’attuazione pratica a livello nazionale. In Svizzera essa è attuata nel quadro del GAW Svizzera (GAW-CH) e del GCOS Svizzera (GCOS-CH). I due programmi nazionali sono implementati da diverse istituzioni (istituzioni partner). Poiché l’atmosfera è rilevante per entrambi i programmi, alcune istituzioni assumono un ruolo attivo nell’attuazione sia del GAW-CH, sia del GCOS-CH. Entrambi i programmi sono coordinati dallo Swiss GAW/GCOS Office, che ha sede presso MeteoSvizzera.
Nel 1994 il Consiglio federale ha deciso che la Confederazione avrebbe partecipato al programma GAW dell’OMM. Nel quadro del GAW-CH diverse istituzioni, prevalentemente svizzere, gestiscono non solo il monitoraggio di numerose sostanze chimiche presenti nell’atmosfera, ma anche dei centri internazionali per il controllo della qualità e la calibrazione delle osservazioni effettuate presso le stazioni della rete GAW globale. Inoltre viene sostenuto lo sviluppo delle capacità (Capacity Building) in nazioni che non dispongono ancora di reti di misura che soddisfano gli standard internazionali. Attraverso la comunità GAW-CH, la Svizzera è pertanto uno dei membri GAW più attivi nell’attuazione del programma internazionale.
Le osservazioni dell’atmosfera, come ad esempio dell’ozono, degli aerosol e della radiazione atmosferica, sono effettuate tra l’altro anche con strumenti posizionati presso stazioni di misura al suolo. In Svizzera la stazione di ricerca sullo Jungfraujoch è una delle 30 stazioni GAW globali, mentre altre quattro stazioni (Arosa, Payerne, Rigi e Thalwil) sono parte integrante della rete di circa 400 stazioni GAW regionali.
Descrizioni e informazioni più dettagliate su tutte le stazioni svizzere e internazionali si trovano sulla piattaforma GAW internazionale GAWSIS Station Information System, che è gestita da MeteoSvizzera e sviluppata continuamente in stretta collaborazione con l’OMM. Essa raccoglie i metadati di tutte le stazioni della rete GAW globale e le mette a disposizione attraverso una banca dati. Questo contribuisce in modo significativo all’archiviazione e alla diffusione dei dati.
Nel quadro del GAW-CH, vengono inoltre gestiti da istituzioni svizzere quattro centri internazionali (globali e regionali) per il controllo della qualità e la calibrazione degli strumenti di misura. Due centri presso il Laboratorio federale di prova dei materiali e di ricerca (Empa) sostengono alcune nazioni in cui il programma GAW è attuato nell’ambito del monitoraggio delle concentrazioni dell’ozono al suolo, del monossido di carbonio, del metano e dell’anidride carbonica: il World Calibration Center (WCC-Empa) e il GAW Quality Assurance/Scientific Activity Center (QA/SAC Switzerland). Presso l’Osservatorio fisico-meteorologico di Davos (Physikalisch-Meteorologischen Observatorium Davos), il World Radiation Center (PMOD/WRC) funge da centro di calibrazione nell’ambito della radiazione e della torbidità ottica dell’atmosfera. Il Central Calibration Laboratory dell’Istituto federale di metrologia METAS (CCL METAS) produce e valida gas di riferimento per dieci composti organici volatili alogenati assicurando un’osservazione di qualità di questi composti.
Un ulteriore aspetto importante del programma GAW sono le cooperazioni internazionali. Lo sviluppo delle capacità promuove sia il trasferimento delle conoscenze, sia l’ampliamento della rete di misura globale nei paesi situati in aree geografiche non ancora coperte da queste reti di misura. Nell’ambito del GAW-CH, dal 1996 MeteoSvizzera sostiene i sondaggi regolari per il rilevamento delle concentrazioni di ozono a Nairobi (Kenya). Questo comprende anche analisi della qualità e un’istruzione regolare del personale del servizio meteorologico keniano (Kenya Meteorological Department).
Con la ratifica del Protocollo di Kyoto nell’ambito della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC), nel 2002 il Consiglio federale ha deciso in merito al contributo svizzero al programma GCOS. Nel quadro del GCOS-CH diverse istituzioni effettuano osservazioni climatiche di elevata qualità e mettono i dati a disposizione degli utenti.
In Svizzera l’osservazione del clima vanta una tradizione molto lunga. La più lunga serie di osservazioni sistematiche del clima risale al 1808 ed è costituita da dati fenologici sullo spiegamento delle foglie di un ippocastano a Ginevra. Oggi, nel quadro del GCOS-CH, numerose istituzioni rilevano dati di qualità per 34 variabili climatiche essenziali. Questi dati sono registrati in modo continuo, elaborati e messi a disposizione del pubblico. Il rapporto sull’inventario del sistema nazionale di monitoraggio del clima GCOS-CH offre una panoramica delle ECV osservate in Svizzera.
Oltre alle osservazioni del clima, anche l’archiviazione e la distribuzione dei dati sono estremamente importanti affinché i dati siano a disposizione di tutti gli utenti interessati. Perciò GCOS-CH comprende tre centri internazionali di dati, gestiti da istituzioni svizzere. Il World Glacier Monitoring Service (WGMS), con sede presso l’Università di Zurigo, raccoglie dati standardizzati provenienti da tutto il mondo sui cambiamenti dei ghiacciai. La banca dati Global Energy Balance Archive (GEBA) presso il Politecnico federale di Zurigo raccoglie dati sui flussi di energia misurati al livello della superficie terrestre in tutto il mondo. Infine, la banca dati Euro-Climhist gestita dall’Università di Berna mette a disposizione dati storici sul clima dal Medioevo a oggi.
I dati raccolti nel quadro del GCOS-CH costituiscono la base per i servizi climatici in Svizzera e sono pertanto di grande importanza. In questo modo il programma GCOS-CH sostiene direttamente anche le attività della rete della Confederazione per i servizi climatici, il National Center for Climate Services (NCCS).
29 istituzioni partner nazionali attuano il GAW-CH e il GCOS-CH attraverso sforzi congiunti. In tal modo assicurano una sorveglianza operazionale dell’atmosfera di alta qualità, un’osservazione sistematica del clima e la gestione di centri internazionali per i dati, il controllo della qualità e la calibrazione. Le istituzioni partner nazionali includono, tra le altre, politecnici e università, istituti di ricerca, ma anche altre autorità federali. Insieme, tutte svolgono il compito di rilevare, standardizzare, elaborare, archiviare e rendere accessibili in modo continuo dati di elevata qualità sull’atmosfera e sulle osservazioni climatiche.
Lo Swiss GAW/GCOS Office presso l’Ufficio federale di meteorologia e climatologia MeteoSvizzera coordina le osservazioni dell’atmosfera e del clima in Svizzera a sostegno delle istituzioni partner nazionali. Sulla base di due decreti del Consiglio federale, MeteoSvizzera riveste questo ruolo dal 1994 per il GAW-CH e dal 2006 per il GCOS-CH.
In qualità di ufficio di coordinamento allo Swiss GAW/GCOS Office competono i seguenti compiti:
Se avete domande, contattate lo Swiss GAW/GCOS Office al seguente indirizzo di posta elettronica:
Con il coordinamento dei due programmi a livello nazionale, MeteoSvizzera adempie i suoi obblighi legali ai sensi degli articoli 4 e 5 dell’Ordinanza svizzera sulla meteorologia e la climatologia (OMet).
Nello svolgimento delle sue attività di coordinamento lo Swiss GAW/GCOS Office è diretto da un comitato direttivo indipendente (Swiss GAW/GCOS Scientific Steering Committee).
Nella sua funzione di organo direttivo indipendente, lo Swiss GAW/GCOS Scientific Steering Committee è responsabile, tra le altre cose, di:
Lo Swiss GAW/GCOS Scientific Steering Committee si compone di sette membri che ricoprono un ampio ventaglio di competenze nell’ambito delle atmosfere e delle scienze del sistema climatico: