La scienza del clima e la previsione. del nostro futuro

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Achille Mazza
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1 La scienza del clima e la previsione Ieri del nostro futuro Oggi Domani PM Ruti ENEA - Casaccia 0 min 30 min

2 Abbiamo un problema! La concentrazione di anidride carbonica aumenta ad una velocità mai registrata prima.

3 Equilibrio radiativo dell atmosfera Aumento Preindustriale della CO 2

4 Forzante solare Immagini riprese dal satellite GOES-12 (Geostationary Operational Environmental Satellite) della NOAA. Canale: 195Å In corrispondenza delle zone più chiare si ha una forte emissione di raggi-x. Nel canale visibile queste zone appaione nere. Sono le macchie solari. Periodicità dell attività solare

Canale: 195Å In corrispondenza delle zone più chiare si ha una forte emissione

5 Dinamica dell atmosfera Pole Eq Atmosfera un Motore a bassa Efficienza 2 %

6 Dinamica dell atmosfera Assemblaggio delle immagini riprese dai satelliti geostazionari nell infrarosso. Le tonalità di grigio corrispondono alla temperatura. Le nubi più alte e più fredde (all equatore) sono più brillanti. La superficie dei deserti (molto calda durante il giorno) è più scura. I flussi medi sono da ovest verso est alle medie latitudini e da est verso ovest all equatore. Tutti questi flussi di massa implicano anche un flusso di calore.

Le nubi più alte e più fredde (all equatore) sono più brillanti.

7 Circolazione dell oceano Le masse d acqua che si spostano trasportano e ridistribuiscono il calore. L intensità delle correnti oceaniche si misura in Sverdrup: 1 Sv = m 3 /s. Corrente del Golfo: 30 Sv, diminuita del 30% fra il 1960 e il 2000 secondo H. Bryden e collaboratori della University of Southampthon. Corrente circumpolare antartica: 135 Sv.

L intensità delle correnti oceaniche si misura in Sverdrup: 1 Sv = 1000000 m 3 /s.

8 Ieri Oggi Clima Scienza Domani Enea Inverno Estate Marzo Settembre Estate Inverno Ghiacci

9 Biosfera Influsso della vegetazione: i flussi di calore ed il ciclo idrologico sono fortemente influenzati dalla presenza della vegetazione e dal tipo di vegetazione. Aree del pianeta dove l interazione tra vegetazione ed atmosfera produce il maggior impatto sulla variazione della precipitazione (Koster et al., Science 2004).

10 Ciclo del carbonio - Biogeochimica Monossido di Carbonio (CO) Anidride Carbonica (CO 2 ) Concentrazione del monossido di carbonio, il principale inquinante prodotto dall uomo. La concentrazione è più elevata nell emeisfero nord. Il monossido prodotto in un determinato luogo viene trasportato in atmosfera e condiziona la qualità dell aria in aree remote. Riserve di carbonio (in Gigaton = 10 9 Kg): Atmosfera: 750; Foreste: 610; Suolo: 1580; Oceano Profondo: 38100; Oceano (in superficie): 1020; Combustibili Fossili: Nel ciclo del carbonio, le emissioni antropiche sono le uniche che non vengono riciclate.

Il monossido prodotto in un determinato luogo viene trasportato in atmosfera e condiziona la qualità dell aria in aree remote.

11 Sistema osservativo

12 Osservare la Terra giorno dopo giorno Dati acquisiti giornalmente dal Centro Europeo per le Previsioni Meteorologiche di Medio Termine (ECMWF European Center for Medium-range Weather Forecasts)

13 Teorie Capire la dinamica del clima Charney and De Vore, Multiple equilibria in the atmosphere and bloking. Munk, On the wind driven ocean circulation.

14 Modelli numerici - Le origini Lewis Fry Richardson

15 Modelli numerici -Oggi Unità di calcolo Archiviazione dati

16 Attribuire le cause -Oggi

17 Attribuire le cause -Oggi

18 Previsioni climatiche - Temperature

19 Previsioni climatiche - Temperature

20 Previsioni climatiche - Temperature

21 Previsioni climatiche Mediterraneo Atlantico tropicale

22 Il Mediterraneo Yearly linear SST trends in the Mediterranean Sea during the Satellite era ( ) C/year

23 Il Mediterraneo L area Mediterranea è molto vulnerabile e particolarmente esposta a fenomeni di desertificazione nelle regioni meridionali Media delle precipitazioni negli ultimi 50 anni Aree di massima vulnerabilità climatica Come risulta anche dai recenti scenari IPCC

24 Il Mediterraneo Il Mediterraneo è un pozzo o una fonte di C? Analisi della variabilità della produttività da dati satellitari e modelli biogeochimici. Export di carbonio organico dalla superficie verso il fondo

25 Il Mediterraneo Organismi biocostruttori come riserva e accumulo nel budget di C Produzione carbonatica: kg CaCO 3 m -2 a -1 Analisi della variabilità della produzione carbonatica in specie attuali e fossili LB 95 NLS TaST

26 Il Mediterraneo Alterazione della biodiversità: eventi ripetuti di mortalità di invertebrati marini a larga scala spaziale (Alto Tirreno-Ligure-Provenzale) in concomitanza con le anomalie termiche del 1999 e Es.: anomalia termica del 1999 giugno 1999 novembre 1999

27 Cambiamento climatico e impatti: il Sahel SAHEL WET CONDITIONS DROUGHT Mean Annual précipitation change vs (% of the climatology), CRU dataset. Standardized Annual Rainfall anomalies over the Sahel, CRU dataset.

28 Cambiamento climatico e impatti: il Sahel

29 Cambiamento climatico e impatti: il Sahel

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