- Oggetto:
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Fisica del clima
- Oggetto:
Physics of Climate
- Oggetto:
Anno accademico 2016/2017
- Codice dell'attività didattica
- MFN0569
- Docenti
- Prof. Claudio Cassardo (Titolare del corso)
Dott. Elisa Palazzi (Titolare del corso) - Corso di studi
- 008703 Laurea in Fisica
- Anno
- 3° anno
- Periodo didattico
- Primo periodo didattico
- Tipologia
- C=Affine o integrativo
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- FIS/06 - fisica per il sistema terra e per il mezzo circumterrestre
- Modalità di erogazione
- Doppia
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Scritto
- Prerequisiti
-
Nozioni di fisica e matematica di base.Basic calculus and physics notions.
- Propedeutico a
-
Ogni corso del settore atmosferico-oceanografico-clima.Each course in the sector of atmospheric, ocean and climate science.
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
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.To teach to students some basic informations 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 dei processi di base che regolano il clima terrestre e contributo dei principali sottosistemi.Knowledge of the basic processes that regulate the Earth's climate and contribution of the major subsystems.- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Lezioni in aula.Lectures in classroom.- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Le modalità di verifica dell'apprendimento saranno effettuate mediante test scritti a domande aperte multiple..The methods for learning verification will be carried out by means of written tests with multiple open questions.- Oggetto:
Attività di supporto
Se possibile, si cercherà di far effettuare uno o due seminari durante il corso da esperti di scienze del clima.If possible, we will try to organize one or two seminars during the course performed by experts in climate science.- Oggetto:
Programma
Parte A
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).
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 al sistema climatico. Definizioni, approccio riduzonistico, la natura statistica del clima, specificità del clima sulla Terra, variabilità del clima sulla Terra e sue cause, Variabilità interna del clima, Feedback climatici, Forzanti Naturali e Antropiche, Climate Sensitivity.
Introduzione ai modelli climatici. Definizioni, Gerarchia dei modelli climatici, loro componenti e loro uso.
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 convettivo.
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.
Modelli climatici globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Validazione dei modelli di clima.
Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling
Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo
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 the Climate System. Definitions, Earth Cliamte Specifities, Internal climate variability and feedbacks, External natural and anthropogenic forcings, climate sensitivity
Introduction to Climate Models. Definitions, Types of climate models and thier hierarchy, overview of simple and clomplex climate models and thier use
Energy Balance Models (EBM). Balancing the planetary radiation budget, simple models of greenhouse effect, radiative transfer in the atmosphere, structure of energy balance models, Zero-dimensional EBMs, One-dimensional EBMs, Parameterizing the climate system for energy balance models, a basic EBM (geophysiology)
Radiative-Convective Models and Intermediate Complexity Models. Radiative equilibrium, Atmospheric stability, radiative-convective equilibrium, Intermediate Complexity Models and an example: PLASIM
Global Climate Models (GCM). Structure of a GCM, GCM components and interactions, prognostic equations and their solution. Model evaluation and validation
Regional Climate Models and downscaling methods
Model evaluation, validation and testing
Twenty-first century model projections (IPCC AR5 report)
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- Sono state predisposte dispense contenenti la descrizione di tutti gli argomenti trattati nelle lezioni e nelle applicazioni in aula.Copies of the slides plus additional documents containing the description of topics covered in the lessons and applications will be given.
- Oggetto:
Orario lezioni
Lezioni: dal 26/09/2016 al 25/11/2016
Nota: Orario visualizzabile alla sezione "Orario lezione"
- Oggetto:
Note
AVVISO: è disponibile la registrazione delle lezioni di Fisica del clima sul sito: http://elearning.moodle2.unito.it/df/ (selezionare III Anno e poi il nome del corso)
NOTICE: registration on the website of Climate Physics lectures: http://elearning.moodle2.unito.it/df/ is available (select III year and then the name of the course)
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