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Mutamenti climatici: un approccio scientifico Federico Porcù Dipartimento di Fisica, Università di Ferrara.

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Presentazione sul tema: "Mutamenti climatici: un approccio scientifico Federico Porcù Dipartimento di Fisica, Università di Ferrara."— Transcript della presentazione:

1 Mutamenti climatici: un approccio scientifico Federico Porcù Dipartimento di Fisica, Università di Ferrara

2 qualche definizione e impostazione del problema; evidenze della tendenza climatica; forzanti (cause); prospettive per una modellazione del sistema climatico; necessità dellosservazione dallo spazio.

3 CLIMA E TEMPO METEOROLOGICO tempo meteorologico stato del sistema (in particolare dell'atmosfera) ad un preciso istante. diversa scala temporale diversità di metodo, dati e formulazioni teoriche clima stato medio del sistema e sue variazioni nel tempo.

4 previsioni sullevoluzione del sistema modelliparametrizzazioni definizione dello stato e delle sue variazioni monitoraggioindicatori

5 IL SISTEMA CLIMA Dal punto di vista climatico la Terra può essere suddivisa in 5 componenti ATMOSFERA (componente gassosa del sistema climatico, è quella più rapidamente variabile nel tempo) IDROSFERA (oceani, mari, fiumi e laghi) CRIOSFERA (comprende ghiacciai, nevai e ghiacci oceanici) BIOSFERA (flora, fauna, attività umane) LITOSFERA (struttura orografica della Terra, ha una variazione nel tempo estremamente lenta) Bisogna poi considerare la sorgente esterna di energia costituita dal Sole

6 Radiative Energy Balance

7 VARIAZIONI CLIMATICHE NATURALIANTROPICHE VARIAZIONE DELLA RADIAZIONE SOLARE ERUZIONI VULCANICHE INTERAZIONI TRA LE DIVERSE COMPONENTI DEL SISTEMA CLIMA El Niño Diretta Indiretta Interazione atmosfera-oceano Milankovitch Attività Solare IMMISSIONE DI GAS SERRA IN ATMOSFERA SO 2 CO 2 O 3 Incendi Combustibili fossili DERIVA DEI CONTINENTI CO 2 CH 4 Allevamenti CH 4 SO 2 CO 2 Immissione di aerosols IMMISSIONE DI AEROSOLS IN ATMOSFERA Black Carbon, Organic Carbon Incendi Combustibili fossili Black Carbon SFRUTTAMENTO DEL TERRENO Variazioni di albedo Riduzione delle foreste Forzanti sul sistema

8 misure della tendenza

9 estensione dei ghiacciai temperatura dellaria altezza del mare precipitazione, vegetazione, copertura nuvolosa

10 proxy data (paleoclima): anelli di accrescimento degli alberi O 18 carotaggi coralli cronache storiche termometri (tempi recenti < 200 anni): termometri a mercurio termometri a stato solido (termistori) temperatura dellaria (h=2 m)

11 4.5 MILIARDI

12 1 MILIONE DI ANNI

13 ANNI

14 1.000 ANNI

15 100 ANNI

16 Problema I: copertura dei sensori la frazione di superficie globale monitorata varia 5°×5° ~ 500×500 km 2

17 Problema II: effetti urbani da meta ottocento la struttura urbana e mutata

18 Problema III: manutenzione delle stazioni non controllabile, variabile, importante capannine bianche areate modalita di lettura tipo di strumento operatori

19 Problema IV: confronti con dati da satellite 0,2 K/decade 0,09 K/decade

20 Problema IV: confronti con dati da satellite

21 Microwave Sounding Unit (MSU)

22 COPERTURA NEVOSA ED ESTENSIONE DEI GHIACCI PERENNI diminuzione della copertura nevosa del 10% Dalle osservazioni satellitari si è stimata una diminuzione della copertura nevosa del 10% a partire dagli anni 60. ghiacci marini dellemisfero nord sono diminuiti - I ghiacci marini dellemisfero nord sono diminuiti: lestensione dei ghiacci Artici in primavera ed estate è diminuita del 10-15% a partire dagli anni 50. Ghiacciaio Dana, Sierra Nevada, California (3660 m, 37º 54' N, 119º 13' W) nel 1883 (sinistra) e 1985 (destra).

23 COPERTURA NEVOSA ED ESTENSIONE DEI GHIACCI PERENNI

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25 I GHIACCIAI ALPINI Ghiacciai delle Alpi italiane in avanzata e in ritiro dal 1925 al Valori espressi come percentuale dei ghiacciai con variazioni misurate.

26 LIVELLO DEI MARI CAUSE: 1) Dilatazione termica ~ 0.5 m / K 2) scioglimento del ghiaccio: a) ghiacciai m b) Antartide e Groenlandia m c) ghiaccio marino~ 0.1 m 3) innalzamento (Scandinavia ~ + 1m / 100 anni) 4) subsidenza (Thailandia ~ - 1 m / 30 anni)

27 LIVELLO DEI MARI

28 il livello del mare varia localmente per forzature dinamiche (vento, correnti) Pacifico equatoriale influenzato da El ni ñ o

29 LIVELLO DEI MARI

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31

32 con le boe: 1-2 mm/y

33 forzanti

34 CONCENTRAZIONE DEI GAS SERRA anidride carbonica CO 2 aumentata del 31% - Lanidride carbonica (CO 2 ) è aumentata del 31% dal 1750 ad oggi. rate di crescita dellaCO ppm (0.4%) per anno - Il rate di crescita della CO 2 delle ultime due decadi è di 1.5 ppm (0.4%) per anno metanoCH 4 cresciuta di 1060 ppb (151%) dal Il metano (CH 4 ) è cresciuta di 1060 ppb (151%) dal 1750; tale crescita è rallentata negli anni 90 rispetto agli anni 80. ossido di azoto N 2 O cresciuto di 46 ppb (17%) dal Lossido di azoto (N 2 O) è cresciuto di 46 ppb (17%) dal 1750 (1/3 è di origine antropogenica). O 3 troposferico aumentato del 36% dal LO 3 troposferico è aumentato del 36% dal 1750

35 CAUSE ASTRONOMICHE variazione dellirraggiamento solare (Wm -2 )

36 variazione della lunghezza del giorno

37

38 modellazione del sistema climatico (previsione)

39 The Global Climate System

40

41 sistema non lineare: meccanismi di retroazione (feed back) una forzatura su una componente del sistema produce un effetto che modifica limpatto della forzatura feed back positivo: limpatto aumenta instabilita feed back negativo: limpatto diminuisce stabilita

42

43 feed back negativo aumento di Tritiro della vegetazione aumento di albedo planetariadiminuzone di T aumento di Taumento di wvaumento di copertura nubiaumento albedo planetariadiminuzione di T feed back positivo aumento di Taumento di wv aumento effetto serraaumento di T diminuzione di Taumento ghiaccio superficiale aumento di albedo planetariadiminuzione di T


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