- Oggetto:
- Oggetto:
Introduzione al sistema climatico
- Oggetto:
Physics of Climate
- Oggetto:
Anno accademico 2022/2023
- Codice dell'attività didattica
- FIS0148
- Docenti
- Claudio Cassardo (Titolare del corso)
Elisa Palazzi (Titolare del corso) - Corso di studi
- 008703 Laurea in Fisica
- Anno
- 3° anno
- Periodo didattico
- Primo semestre
- 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
Le lezioni si terranno in presenza in aula. La maggioranza delle lezioni sarà anche registrata e posta sulla piattaforma Moodle.Lectures will be held face-to-face in the classroom. Most of the lectures will also be recorded and stored on the Moodle platform.- 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
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
- 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.
- 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.
- Cenni di modellistica climatica regionale
- Validazione dei 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).
- Global Climate Models (GCMs). Structure of a GCM, components and interactions, fundamental equations and their modeling.
- Regional climate modeling (dynamical downscaling)
- Validation of climate models.
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:
- 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, non qui.Copies of the slides plus additional documents containing the description of topics covered in the lessons and applications will be given. All material will be posted on the Moodle platform, not here.
- Oggetto:
Note
AVVISO: su Moodle è disponibile la registrazione delle lezioni di Fisica del clima dell'anno scorso, cercandole selezionando l'anno accademico e il codice o il nome del corso. Cercheremo di rendere disponibili anche le videoregistrazioni di quest'anno.
NOTICE: the videos of the previous year's recorded lessons of Physics of the Climate is available on Moodle, searching for them by selecting the academic year and the code or name of the course. We will try to make this year's video recordings available as well.
- Oggetto:
