Il Clima al tempo dei dinosauri Come è cambiato e sta cambiando oggi

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1 Il Clima al tempo dei dinosauri Come è cambiato e sta cambiando oggi 6 settembre le conferenze al chiostro di S.Cristina R. Bedogni-F. Delpino R. Bedogni F. Delpino 1

2 Il Sole Il Sole visto dalla sonda SOHO Tra la moltitudine delle stelle che popolano l'universo, ce n'è una che ha per noi un significato tutto particolare: il Sole. Il Sole è una stella di tipo medio come tante altre, né troppo piccola né troppo grande, che non rappresenta nulla nell'universo anche se per noi è tanto importante. R. Bedogni F. Delpino 2

3 Il Sole La sua distanza è di km. Questa distanza si chiama Unità Astronomica. Intorno a esso si muovono la Terra, i pianeti e una moltitudine di altri corpi, dagli asteroidi ai meteoriti, dalle comete ai grani di polvere cosmica. E una stella di tipo spettrale G2 R. Bedogni F. Delpino 3

4 Il Sole - struttura interna ed atmosfera R. Bedogni F. Delpino 4

5 Irraggiamento solare Fondamentale nel determinare le caratteristiche e l evoluzione climatica delle atmosfere dei pianeti, ed in particolare della Terra, è l irraggiamento solare: la quantità di energia che raggiunge il pianeta provenendo dal Sole e che diminuisce con l inverso del quadrato della distanza del pianeta dal Sole. R. Bedogni F. Delpino 5

6 La costante solare La costante solare, C, è definita come: l'energia che incide nell'unità di tempo su un metro quadrato di superficie esposto perpendicolarmente alla linea di vista, fuori dall'atmosfera terrestre, posto alla distanza media della Terra dal Sole. Le misure danno per la costante solare un valore pari a C = 1366 Watt/ m 2.Laluminosità L è data dalla costante solare moltiplicata per la superficie di una sfera di raggio d, uguale all'unità Astronomica: L = C 4 p d 2 NB La costante solare C è cresciuta in 4.6 miliardi di anni del 72 % sino a raggiungere il suo valore attuale R. Bedogni F. Delpino 6

7 Emissione della radiazione solare corona (raggi X) cromosfera (UV) fotosfera (visibile) R. Bedogni F. Delpino 7

8 Costante solare Come possiamo fare a calcolare l energia che il Sole emette nello spazio? Possiamo partire dal valore dell energia che riceviamo sulla Terra: la cosiddetta Costante solare 1360 W/m 2 ma questo valore è veramente costante? Quali possono essere le cause di variazione? variazione nella produzione di energia o variazione del raggio solare, presenta con certezza una variabilità dovuta al variare della distanza Terra-Sole durante l anno. R. Bedogni F. Delpino 8

9 Variazioni della distanza Terra 1 U.A. Perielio Sole Afelio L orbita della Terra non è una circonferenza, ma un ellisse, di cui il Sole occupa una posizione eccentrica, trovandosi in uno dei due fuochi la distanza Terra-Sole durante l anno varia da un minimo di 0,98325 U.A. al perielio (inizio di gennaio) ad un massimo di 1,01675 all afelio (inizio luglio), con una variazione del 3% del valore medio R. Bedogni F. Delpino 9

10 Variazione della costante solare Il che comporta una variazione del flusso solare che arriva a Terra del 7%. La cosa che occorre notare è che: il massimo del flusso solare arriva a Terra, contrariamente a quello che si può pensare, nel pieno dell inverno nel nostro emisfero, mentre durante la nostra estate il flusso è al minimo R. Bedogni F. Delpino 10

11 Il clima terrestre ed il Sole R. Bedogni F. Delpino 11

12 Il clima terrestre il Sole e le attività umane R. Bedogni F. Delpino 12

13 Le cause della variabilità del clima terrestre Paleoclimatologia (variabilità del clima nell ultimo milione di anni) La variabilità del clima terrestre negli ultimi 2000 anni La variabilità del clima nell era industriale Il clima terrestre Cicli di Milankovitch ed ere glaciali Hockey stick il problema della mazza da Hockey Gas serra e loro influenza sul clima presente e futuro (Modelli di Climate Change) R. Bedogni F. Delpino 13

14 Dati Paleoclimatici dell Antartide Epica Ere glaciali I dati paleoclimatici suggeriscono variazioni delle quantità osservate modulate su ben precisi periodi: 19000, e anni Sono causati da variazioni astronomiche?? R. Bedogni F. Delpino 14

15 Il contributo orbitale alla variazione del clima eccentricità Eccentricità e=0,5 (orbita ellittica) Eccentricità e=0 (orbita circolare) Variazione dell eccentricità dell orbita terrestre comporta un maggior stazionamento della Terra vicino al Sole. Le variazioni di temperatura sono T~ e T eq hanno un periodo di e anni. Oggi l eccentricità dell orbita Terrestre risulta e = 0,0167. R. Bedogni F. Delpino 15

16 I cicli di Milankovitch Le variazioni orbitali non sono sufficienti per rendere conto dei cicli glaciali in quanto non modulano gli stessi periodi! M. Milankovitch nel 1920 propose allora che, ben più importante delle variazioni dell eccentricità fossero le variazioni dell inclinazione dell asse di rotazione terrestre e della sua precessione R. Bedogni F. Delpino 16

17 I cicli di Milankovitch precessione ed inclinazione dell asse terrestre Variazione dell inclinazione dell asse Precessione dell asse terrestre da a con un terrestre con un periodo di periodo di anni (dovuto alla anni risonanza tra il moto dei nodi e la precessione lunisolare) R. Bedogni F. Delpino 17

18 Paleoclimatologia carote di ghiaccio The Greenland Ice Sheet Project 2 (GISP2) Artide-Groenlandia fino a anni fa Vostock station-antartide fino a anni fa Epica Project-Antartide fino a anni fa R. Bedogni F. Delpino 18

19 Dati Paleoclimatici dell Antartide Vostok gas serra e temperature negli ultimi NB oggi! anni R. Bedogni F. Delpino 19

20 NB oggi! Dati Paleoclimatici dell Antartide Epica CO 2 e Deuterio + Vostok anni Vostok R. Bedogni F. Delpino 20

21 Dati Paleoclimatici a diverse latitudini NB anni fa! R. Bedogni F. Delpino 21

22 Andamento di temperatura negli ultimi 2000 anni NB oggi! Mann ricostruisce il clima negli ultimi 2000 anni da dati sugli anelli degli alberi, coralli, ghiacci, e strumentali R. Bedogni F. Delpino 22

23 Ricostruzione del clima del passato la dendrocronologia Sezione di Pino d Aleppo. Le variazioni di colorazione all interno di uno stesso anello indicano che l albero registra gli effetti dell influenza dell ambiente nel corso dell anno. R. Bedogni F. Delpino 23

24 Andamento di temperatura negli ultimi 1000 anni Il dilemma della mazza da hockey (Hockey Stick) MBH98 Mann,Bradley Hughes 1998 nature MM2005 McIntyre McKitrick 2005 Geophysical Research Letter R. Bedogni F. Delpino 24

25 Gli ultimi 150 anni Ricostruzione del clima del passato dati strumentali Andamento della anomalia di temperatura dell'aria nell'emisfero nord negli ultimi 150 anni (i dati sono espressi come deviazione della media di riferimento ) R. Bedogni F. Delpino 25

26 Contributi naturali ed antropogenici al clima del 2000 R. Bedogni F. Delpino 26

27 Modelli di Clima Globale R. Bedogni F. Delpino 27

28 La presentazione è terminata R. Bedogni F. Delpino 28