- Oggetto:
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Fisica del clima
- Oggetto:
Physics of Climate
- Oggetto:
Anno accademico 2020/2021
- 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
- Da definire
- 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
- Mista
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Orale
- 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
Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di comprendere i processi di base che regolano il clima terrestre e il contributo dei principali sottosistemi.After the course the student will be able to understand the basic processes that regulate the Earth's climate and the contribution of the major subsystems.- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Nominalmente, lezioni in aula. In caso di perdurare dell'emergenza sanitaria del Coronavirus, le lezioni potranno essere effettuate in modalità online sincrona e asincrona. Gli indirizzi per le dirette online sono riportati sotto:- https://unito.webex.com/meet/claudio.cassardo (Prof. Claudio Cassardo)
- https://unito.webex.com/meet/elisa.palazzi (Prof.ssa Elisa Palazzi)
Nominally, lectures in classroom. In case of continuation of the Coronavirus health emergency, the lectures may be carried out in synchronous and asynchronous online mode. The web addresses for online lectures are reported below:- https://unito.webex.com/meet/claudio.cassardo (Prof. Claudio Cassardo)
- https://unito.webex.com/meet/elisa.palazzi (Prof.ssa Elisa Palazzi)
- https://unito.webex.com/meet/claudio.cassardo (Prof. Claudio Cassardo)
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Le modalità di verifica dell'apprendimento saranno effettuate mediante test scritti a domande aperte multiple. A causa dell'emergenza sanitaria del Coronavirus, è stato deciso in via temporanea di usare la modalità di un esame ORALE in collegamento ONLINE fino al perdurare dell'emergenza sanitaria; le domande saranno le stesse dei test scritti nominali, ma diversificate per studente.The methods for learning verification will be carried out by means of written tests with multiple open questions. Due to the health emergency of Coronavirus, it was temporarily decided to use the method of an ORAL exam in ONLINE connection until the health emergency continues; the questions will be the same as the nominal written tests, but diversified by student.- 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, 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 19/04/2021 al 17/06/2021
Nota: Orario visualizzabile alla sezione "Orario lezione"
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Note
AVVISO: è disponibile la registrazione delle lezioni di Fisica del clima su questo sito (lo stesso cliccabile sull'icona in fondo). Su quest'altro sito invece sono disponibili le videolezioni degli anni precedenti. Volendo vi si può accedere dal Dipartimento di Fisica selezionando anno e nome del corso, oppure codice corso e A.A.
NOTICE: the recording of the lessons of Climate Physics is available on this site (the same that can be clicked on the icon at the bottom). On this other site, the video lessons of the previous years are available. It is also possible to access to the site from the Physics Department by selecting the year and name of the course, or the course code and the A.Y.
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