Corso di laurea in Fisica

Insegnare agli studenti alcune nozioni fondamentali sui processi che regolano il clima terrestre, come frutto dell'interazione tra i sottosistemi principali che compongono il sistema terra-atmosfera-oceano, e inoltre alcune nozioni di base relativamente ai modelli numerici ed all'interpretazione delle uscite dei modelli climatici.

Capacità di effettuare un approccio scientificamente corretto alle problematiche delle scienze del clima. Assunzione di concetti di base in relazione ai processi che regolano il clima terrestre, in modo da poter seguire con successo corsi di livello superiore o entrare nel mondo del lavoro su problematiche ambientali.

Le modalità di verifica dell'apprendimento saranno effettuate mediante test scritti a domande aperte multiple.

Se possibile, si cercherà di far effettuare uno o due seminari durante il corso da esperti di scienze del clima.

Concetti fondamentali relativi al sistema climatico terrestre, ai principali processi di interazione e di modellistica numerica e interpretazione dei relativi prodotti.

Introduzione al concetto di Clima e di Sistema Climatico terrestre (differenze tra meteorologia e climatologia, effetto dell'atmosfera, modelli numerici per il clima, componenti lente e veloci).
Il "sistema Terra" (acqua, ghiaccio, ciclo idrologico, atmosfera, suolo e land use).
La circolazione atmosferica (dall'ipotesi di Terra omogenea non rotante alla situazione reale, le celle, l'ITCZ, le zone climatiche terrestri, la classificazione di Koppen, cenni sul contributo degli "eddy" e le correnti a getto).
Gli oceani (proprietà dell'acqua marina, salinità, profili verticali, strato rimescolato, cenni sulla circolazione a grande scala indotta dai venti, upwelling, El Nino, la corrente del Golfo, le correnti oceaniche, la circolazione termoalina, l'effetto del Mediterraneo, le correnti fredde artiche ed antartiche, il collasso termoalino).
Bilancio energetico e radiazione (riepilogo leggi sulla radiazione, onda corta e lunga, la radiazione solare, la "costante" solare, l'albedo, bilancio energetico planetario, radiazione netta, squilibrio e trasporto, bilancio radiativo, effetto serra,  l'assorbimento atmosferico, effetto delle nubi).
I feedback climatici (le forzanti naturali ed antropiche, sensitività climatica, esempi: ghiaccio-albedo, vapore acqueo-temperatura, nubi-radiazione, fitoplancton-DMS, daisyworld).
Storia climatica della terra (metodi di misure paleoclimatiche, atmosfera primordiale, seconda e terza, climi arcaici, ere glaciali arcaiche, il clima dal fanerozoico al cretaceo, il clima dell'eocene, il clima del cenozoico, le glaciazioni recenti, la teoria di Milankovitch, l'alternanza Artide-Antartide, Younger Dryas, l'ultimo millennio, i dati strumentali, le osservazioni nell'ultimo secolo).
Il clima futuro (gli scenari di emissione, analisi critica delle previsioni modellistiche per la fine del secolo, il downscaling alla mesoscala e a scala stagionale).

Introduzione ai modelli climatici. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, Tipologie di Modelli, Stati di equilibrio e stabilità, Teoria della risonanza stocastica e applicazione ai cicli glaciali, Teoria ergodica dei sistemi dinamici, Definizione di attrattore, il concetto di parametrizzazioni

La radiazione, il bilancio energetico, e il trasferimento radiativo. Leggi fisiche della radiazione, bilancio globale di energia, modelli di effetto serra, trasferimento radiativo in atmosfera, equilibrio radiativo ed equilibrio radiativo cnvettivo

Modelli a Bilancio di energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, Parametrizzazioni negli EBM, Applicazioni (geofisiologia e cicli glaciali)

Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Un esempio di EMIC: PLASIM

Modelli climatici globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Un esempio di GCM: EC—Earth. Validazione dei modelli di clima

Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling

Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo

 

Durante il corso verranno fornite agli studenti delle dispense redatte dai docenti, in lingua inglese, contenenti la descrizione di tutti gli argomenti trattati nelle lezioni.

AVVISO: si prega di NON stampare il materiale relativo all'anno scorso in quanto il contenuto del corso, e conseguentemente il materiale didattico, varieranno un po' nel corso del corrente A.A.

Il corso si tiene indicativamente nelle giornate di mercoledì, giovedì e venerdì. Per dettaglio vedere aula G. Codice specialistica S8682.

Per la gestione degli appelli, si prega di non riferirsi a questo sito ma al sito ESSE3, ove saranno anche riportati gli esiti. La registrazione all'esame scritto è obbligatoria e si deve fare usando i servizi interattivi per gli studenti.

I risultati delle prove saranno riportati per consultazione su questo sito. Successivamente si provvederà alla registrazione su ESSE3.