- Oggetto:
- Oggetto:
Introduzione al sistema climatico
- Oggetto:
Introduction to climate system
- Oggetto:
Anno accademico 2023/2024
- Codice attività didattica
- FIS0148
- Docenti
- Claudio Cassardo (Titolare del corso)
Elisa Palazzi (Titolare del corso) - Corso di studio
- 008703 Laurea in Fisica
- Anno
- 3° anno
- Periodo
- Primo semestre
- Tipologia
- C=Affine o integrativo
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD attività didattica
- FIS/06 - fisica per il sistema terra e per il mezzo circumterrestre
- Erogazione
- Tradizionale
- Lingua
- Italiano
- Frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia esame
- Scritto
- Prerequisiti
-
Nozioni di fisica e matematica di base.Basic calculus and physics notions.
- Propedeutico a
-
Ogni insegnamento del settore atmosferico-oceanografico-clima.Each class in the sector of atmospheric, ocean and climate science.
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Insegnare 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.To teach some basic information about the processes regulating the Earth's climate, as a result of the interaction between the major subsystems that compose the earth-atmosphere-ocean system, and also some basic notions on numerical models and the interpretation of the climate models outputs.- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE Acquisizione di conoscenze teoriche e operative relative ai processi che regolano il clima terrestre.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE Acquisizione della capacità di applicare le conoscenze teoriche precedenti alla risoluzione di problemi, con specifico riferimento a tematiche di rilievo climatico.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO Saranno sviluppate le capacità di analisi quantitativa dei fenomeni, in particolare al fine di una pronta valutazione di notizie pseudo-quantitative di pubblica rilevanza, comunemente definite “bufale”, anche in relazione al cosiddetto negazionismo climatico. Sarà inoltre acquisita la conoscenza delle nozioni di base necessarie per poter dare un contributo consapevole a molti processi decisionali di natura sociopolitica che richiedono conoscenze scientifiche.
ABILITÀ COMUNICATIVE Acquisizione di competenze e strumenti per la comunicazione nella forma scritta e orale, in lingua italiana, unitamente all'utilizzo di linguaggi grafici e formali.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO Acquisizione di capacità autonome di apprendimento e di
autovalutazione della propria preparazione, atte ad intraprendere gli studi successivi con un alto grado di autonomia.KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING Acquisition of theoretical and applicative skills concerning the processes regulating Earth climate.
APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING Acquisition of the ability to apply the theoretical knowledge of previous themes to the solution of problems, with a focus on climatically relavant issues.
MAKING JUDGEMENTS The student will develop their skills of quantitative analysis of phenomena, in particular with the purpose of an evaluation of pseudo-quantitative news of public importance, commonly defined as "hoaxes", also in relation to the so-called climate denialism. The student will also acquire the knowledge of the basic notions necessary to be able to make a conscious contribution to many socio-political decision-making processes that require scientific knowledge.
COMMUNICATION SKILLS Acquisition of oral and written communication skills and expertise, in italian, as well as the ability to use graphical and formal languages.
LEARNING SKILLS. Acquisition of autonomous learning capacity and self-assessment of its
preparation, in order to undertake subsequent studies with a high degree of autonomy.- Oggetto:
Programma
Parte A
Introduzione al concetto di Clima e di Sistema Climatico terrestre (differenze tra meteorologia, 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).
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).
PARTE B
Introduzione ai modelli climatici. Definizioni, Gerarchia dei modelli climatici, loro componenti e loro uso.
Alcuni elementi di base utili per la trattazione modellistica: La radiazione, il bilancio energetico, e il trasferimento radiativo. Effetto serra, equilibrio radiativo ed equilibrio radiativo convettivo.
Modelli climatici:
- 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). Interazione clima-biosfera.
- Cenni su modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia.
- Modelli climatici globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione.
- Validazione dei modelli di clima.
- Incertezze nei modelli di clima
Part A
Introduction to the concept of Climate and Earth Climate System (differences between meteorology and climatology, effect of the atmosphere, climate numerical models, slow and fast components).
The "Earth system" (water, ice, hydrological cycle, atmosphere, soil and land use).
The atmospheric circulation (from the hypothesis of homogeneous non-rotating Earth to the real situation, the cells, the ITCZ, the Earth climatic zones, the Koppen classification, eddies and jet streams contributions).
Oceans (properties of the sea water, salinity, vertical profiles, mixed layer, large scale circulation induced by winds, upwelling, El Nino, the Gulf stream, ocean currents, the thermohaline circulation, the Mediterranea effect, the cold currents in Arctica and Antarctica, the thermohaline collapse).
The climate feedbacks (natural and antropic forcings, climate sensitivity, examples: ice-albedo, wate rvapor-temperature, clouds-radiation, fitoplancton-DMS, daisyworld).
Earth climate history (paleoclimate record measurement techniques, primitive atmosphere, second and third, archaic climates, archaic glacial heras, the climate from Phanerozoic to Kretaceous, Aeocene climate, Cenozoic climate, recent ice ages, the Milankovitch "theory", the Arctica-Antarctica see-saw, the Younger Dryas, the last millennium, the instrumental data, last century observations).
PART B
Introduction to climate models. Definition, Hierarchy of climate models, their components and their use.
Some basic elements of the climate system useful for climate modeling: radiation, energy balance, and radiative transfer. The greenhouse effect, radiative equilibrium, and radiative-convective equilibrium.
Climate models:
- Energy Balance Models (EBM). General structure of an EBM, 0-dimensional EBMs, 1-dimensional EBMs, Parameterizations in EBMs, Applications (geophysiology and glacial cycles). Climate-Biosphere Interactions.
- Radiative-Convective Models (RC) and Intermediate Complexity Models (EMIC) - in brief
- Global Climate Models (GCMs). Structure of a GCM, components and interactions, fundamental equations and their modeling.
- Validation of climate models.
- Uncertainties in climate models.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Lezioni frontali in aula (48 ore). Di queste, due potranno essere dedicate a eventuali visite ai laboratori dipartimentali, e una-due a un esperimento in aula.Frontal lessons in the classroom (48 hours). Of these, two can be dedicated to eventual visits to the departmental laboratories, and one-two to an experiment in the classroom.- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esami scritti in classe. Saranno presenti tre domande: una a scelta, due estratte a sorte da una lista di domande fornite prima dell'esame.
Written exams in classroom. There would be three questions: one chosen by the student, and the other two randomly extracted from a list of questions provided before the exam.
- Oggetto:
Attività di supporto
Eventuali visite a laboratori o altre postazioni sperimentali. Esecuzione di semplici applicazioni in aula. Attività dimostrativa di previsioni meteorologiche a lezione.
Conferenze tenute dal Prof. Cassardo sui temi: cambiamenti climatici, meteorologia.
Eventual visits to laboratories or other experimental locations. Performing simple experiments in the classroom. Demo activities of weather forecasts during the lectures.
Conferences held by Prof. Cassardo on the topics: climate change, meteorology
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Global Physics Climatology
- Anno pubblicazione:
- 1994
- Editore:
- Academic Press
- Autore:
- Dennis L. Hartmann
- ISBN
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Elementary Climate Physics
- Anno pubblicazione:
- 2007
- Editore:
- Oxford U. Press
- Autore:
- F. W. Taylor
- ISBN
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
- Altro
- Titolo:
- Climate Change 2021: The Physical Science Basis
- Descrizione:
- The IPCC Working Group I contribution to the Sixth Assessment Report is the most up-to-date physical understanding of the climate system and climate change, bringing together the latest advances in climate science, and combining multiple lines of evidence from paleoclimate, observations, process understanding, and global and regional climate simulations.
- Note testo:
- Available and download-able from internet in pdf
- URL:
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Lessico e nuvole: le parole del cambiamento climatico
- Anno pubblicazione:
- 2020
- Editore:
- Università di Torino
- Autore:
- Latini Gianni, Bagliani Marco, Orusa Tommaso
- ISBN
- Permalink:
- Note testo:
- Gratuito in pdf, a pagamento la versione cartacea
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
- Sono state predisposte dispense contenenti la descrizione di tutti gli argomenti trattati nelle lezioni e nelle applicazioni in aula. Tutto il materiale verrà inserito sulla piattaforma Moodle durante il corso. La pagina Moodle del corso sarà resa disponibile entro l'inizio del corso.Copies of the slides & additional documents containing the description of topics covered in the lessons and applications will be available. All material will be uploaded on the Moodle platform during the course. The Moodle page of the course will be made available for the beginning of the course
- Oggetto:
Note
AVVISO: su Moodle è disponibile la registrazione di alcune lezioni di "Introduzione al sistema climatico" dell'anno scorso: cercarle selezionando l'anno accademico e il codice o il nome dell'insegnamento. Se non ci fossero, cercarle negli anni precedenti, ricordando che fino al 2021 la denominazione del corso era "Fisica del clima". Cercheremo di rendere disponibili anche alcune videoregistrazioni di quest'anno.
NOTICE: the videorecording of some "Introduction to the climate system" lectures from last year is available on Moodle: look for them by selecting the academic year and the course code or name. If you cannot find them, search in previous years, remembering that until 2021 the course name was "Climate Physics". We will also try to make some video recordings from this year available.
- Registrazione
- Aperta
- Oggetto:
