CAPIRE IL FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA CLIMATICO

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1 CAPIRE IL FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA CLIMATICO

2 SCALE TEMPORALI DELLA VARIABILITA IL TALLONE DI ACHILLE DELLA CIRCOLAZIONE GENERALE IL MEDITERRANEO E LA SUA VARIABILITA QUALI SONO GLI STRUMENTI PER PREVEDERE IL CLIMA COME E QUANTO CAMBIERA IL CLIMA

3 Il sistema climatico è costituito da diverse componenti (oceano, atmosfera, ), ognuna delle quali ha proprie caratteristiche temporali e termodinamiche, queste componenti interagiscono tra di loro in modo complesso e rispondendo diversamente alle perturbazioni dovute ai forzanti esterni ed interni ESTERNE FORCING CONDITIONS CHANGE INTERNE COMPONENTE A BASSA FREQUENZA: Per esempio Variabilità della radiazione solare COMPONENTE AD ALTA FREQUENZA : Calore e ciclo idrologico Per esempio processi interni alla circolazione Atmosferica ed oceanica

4 QUANTO E CAMBIATO IL CLIMA SULLA TERRA NEGLI ULTIMI ANNI?..TANTISSIMO!!!!

5 che cosa è successo negli ultimi anni CO2 LA TEMPERATURA CH4 ISOTOPI DELL OSSIGENO INSOLAZIONE OGGI ANNI FA

6 gli ultimi anni

7 TWO MAIN TYPES OF ABRUPT CLIMATE CHANGES: DANSGAARD- OESCHGER (D/O) EVENTI CALDI HEINRICH EVENTS EVENTI FREDDI

8 LINEAR BEHAVIOUR IL SISTEMA ACCOPPIATO ATMOSFERA-OCEANO HA UN COMPORTAMENTO NON-LINEARE TIPO ISTERESI (ovvero un giro sulle montagne russe) OSSIA PER VALORI CRITICI DEI FORZANTI PER ESEMPIO LA QUANTITA DI GHIACCIO IL SISTEMA CROLLA PER POI RECUPERARE PER UN PERCORSO DIVERSO DA QUELLO PRECEDENTE

9 SCHEMA DELLA CIRCOLAZIONE TERMOALINA NEL NORD ATLANTICO CALDO EQUATORE FORZANTE ESTERNO CIRCOLAZIONE DI SUPERFICIE CIRCOLAZIONE PROFONDA FREDDO SPROFONDAMENTO POLO Quando le interazioni con l atmosfera rendono l acqua di superficie più pesante di quella sottostante, avvengono fenomeni convettivi e l acqua superficiale sprofonda. Tale processo è di fondamentale importanza, infatti trasporta ossigeno nel mare profondo ed innesca una cella di circolazione in cui acqua di superficie rimpiazza l acqua sprofondata

10 QUANTO CAMBIA IL CLIMA OGGI? ENSO E NAO SONO L EVIDENZA DELLA VARIABILITA DEL CLIMA A SCALA INTERANNUALE O PIU MOVE

11 NEGLI ULTIMI DECENNI SI SONO OSSERVATI VALORI ESTREMI NELL ANDAMENTO DELLE ANOMALIE DI TEMPERATURA

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15 e il ruolo dell oceano è come l elefante: ha la memoria lunga ED IL SUO RUOLO è FONDAMENTALE PER LE TRANSIZIONI RAPIDE DA UNO STATO DI EQUILIBRIO AD UN ALTRO

16 Nord Sud Nord Circolazione Oceanica globale In questo schema viene evidenziata l asimetria tra Oceano Atlantico e l Oceano Pacifico (correnti di superficie che trasportano calore dall emisfero sud a quello nord) E Il Mediterraneo a determinare questa asimmetria?

17 TEMPERATURE, SALINITY AND DENSITY ALONG A MERIDIONAL SECTION OF NORTH ATLANTIC OCEAN

18 TEMPERATURE, SALINITY AND DENSITY ALONG A MERIDIONAL SECTION OF PACIFIC OCEAN

19 CIRCOLAZIONE GENERALE (oceanica ed atmosferica ) DEL MEDITERRANEO by V. Artale, A. Bargagli, A. Carillo, S. Marullo, G. Pisacane, V. Rupolo, G. Sannino, in collaborazione con il CNR, Università e CASPUR

20 Circolazione generale del Mar Mediterraneo Il Mar Mediterraneo è un bacino evaporativo, in cui cioè l evaporazione (circa 1 metro all anno) è maggiore del flusso di acqua dolce (fiumi e pioggia). Acqua di origine Atlantica entrante dallo stretto di Gibilterra compensa questo deficit annuale. L evaporazione aumenta la concentrazione di sale nell acqua che di conseguenza diventa più pesante e sprofonda. La circolazione generale del Mar Mediterraneo si può riassumere in un flusso superficiale di acqua relativamente dolce che entra a Gibilterra ed in un flusso di acqua più profonda e più salata che esce dallo stretto di Gibilterra. Il tempo caratteristico di questa circolazione è di circa 100 anni

21 Simulazioni numeriche della circolazione del Mar Mediterraneo La dinamica della circolazione del Mar Mediterraneo viene rappresentata e studiata attraverso simulazioni numeriche. Con queste simulazioni si integrano le equazioni del moto ed il risultato è l evoluzione nel tempo del campo di velocità, della temperatura e della salinità. Per simulare la circolazione nel Mar Mediterraneo si usano potenti calcolatori (per simulare un anno di circolazione sono necessarie più di 10 miliardi di operazioni) Nel seguito verranno mostrate alcune animazioni ottenute tramite simulazioni numeriche.

22 Temperatura superficiale nel Mediterraneo (blu freddo, rosso caldo). Viene rappresentato un anno di simulazione numerica.

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24 MEDITERRANEAN THERMOHALINE CIRCULATION (Using Lagrangian Technique, Rupolo et al, 2000)

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27 Come sono connessi i diversi sotto bacini del Mediterraneo (diagnostica lagrangiana sviluppata da V. Rupolo)

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33 . e il clima di oggi per esempio che cosa è successo questa estate?

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36 il satellite è uno strumento indispensabile per lo studio, l analisi ed il monitoraggio della variabilità climatica attività svolte da: S. Marullo, M. Guarracino, E. Napolitano in collaborazione con il CNR

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39 Temperatura media Luglio Temperatura media Luglio 2003

40 Temperatura media Agosto Temperatura media Agosto 2003

41 Anomalia di temperatura Luglio 2003 Anomalia di temperatura Agosto 2003

42 SST 2003 SST

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47 simulazioni ad alta risoluzione. by V.ARTALE, A. BARGAGLI, A. CARILLO, E. NAPOLITANO, SANNINO G. in collaborazione con il CASPUR

48 Zoom regionale simulazione su una regione particolarmente critica: acqua alta a Venezia

49 simulazioni numeriche globali e studio sui meccanismi fisici di base by S. Calmanti, A. Carillo, D. Di Rocco, R. Iacono, V. Rupolo, P. Ruti,

50 Scientific Data Base Emanuele.Lombardi e SDB memorizza in un proprio database le caratteristiche principali di ciascun file. Ciò permette all utente di selezionare i file desiderati specificando i seguenti parametri: Area geografica Periodo temporale Tipo di dati Variabile fisica Progetto scientifico Lat, Lon Data o intervallo di date Modello, con eventuale tipo di modello, o sperimentale Temperatura,. MFSPP,.

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52 SCENARI CLIMATICI SECONDO L IPCC

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54 Sistemi di Previsione Dell Oceano Globale e del Mediterraneo By G.Manzella e G. Fusco

55 La rete di Osservazioni con Navi Commerciali

56 Mediterranean Forecasting System Ruolo ENEA MFS-PP raccolta di dati storici (Medar/MedAtlas) costruzione di data bases climatologici per inizializzare modelli numerici (MODB, MED6, Medar/MedAtlas) sviluppo di sistemi di osservazione operativi e real-time MFS-TEP Modellistica lagrangiana in supporto alla definizione della startegia di campionamento

57 MFS-VOS_1 (XBT data)

58 MFS-VOS_1 (XBT data)

59 MFS-VOS_1 (XBT data)

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61 MFS-VOS_1 (XBT data)

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68 MFS-VOS_1 (XBT data)

69 LE PROBLEMATICHE SUL CLIMA COSTITUISCONO UNO DEI GRAND CHALLENGES DELLA SCIENZA MODERNA PER ESEMPIO. QUALI SONO LE DIMENSIONI DEI COMPUTER PER FARE SIMULAZIONI CLIMATICHE?

70 come si prevede il clima?.attraverso l uso di modelli numerici e di grosse infrastrutture di calcolo, attualmente la più grande è in Giappone

71 IL COMPUTER PIU POTENTE AL MONDO (ATTUALMENTE!!!) DEDICATO SOPRATTUTTO AGLI STUDI SUL CLIMA QUALCHE NUMERO: 5120 UNITA DI CALCOLO 4O TERAFLOPS ( 40 MIGLIAIA DI MILIARDI DI OPERAZIONI AL SECONDO)

72 esisterà mai un computer che possa simulare tutto ciò?

73 storia per immagini del modello di atomo quanto tempo occorrerà prima di avere un modello sul clima speriamo meno di 2000 anni!!

74 quindi..bisogna misurare, osservare, dedurre GRAZIE DELL ATTENZIONE F I N E