capire il funzionamento del sistema climatico
DESCRIPTION
http://clima.casaccia.enea.it. CAPIRE IL FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA CLIMATICO. 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. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
CAPIRE IL FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA CLIMATICO
http://clima.casaccia.enea.it
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
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
COMPONENTE A BASSA FREQUENZA:Per esempioVariabilità della radiazione solare COMPONENTE AD ALTA FREQUENZA : Calore e ciclo idrologico
FORCING CONDITIONS CHANGEINTERNEESTERNE
Per esempio processi interni alla circolazioneAtmosferica ed oceanica
QUANTO E’ CAMBIATO IL CLIMA SULLA TERRA NEGLI ULTIMI 400.000 ANNI ?
……..TANTISSIMO!!!!
LA TEMPERATURA
INSOLAZIONE
CO2
CH4
ISOTOPI DELL’OSSIGENO
OGGI 400.000 ANNI FA’
che cosa è successo negli ultimi 100.000 anni
gli ultimi 100.000 anni
TWO MAIN TYPES OF ABRUPT CLIMATE CHANGES:
DANSGAARD-OESCHGER (D/O)
EVENTI CALDI
HEINRICH EVENTS
EVENTI FREDDI
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
FORZANTIPER ESEMPIO LA QUANTITA’
DI GHIACCIO IL SISTEMA CROLLAPER POI RECUPERARE PER UN
PERCORSODIVERSO DA QUELLO
PRECEDENTE
FORZANTE ESTERNO
SCHEMA DELLA CIRCOLAZIONE TERMOALINA NEL NORD ATLANTICO
CALDO FREDDO
EQUATORE POLO
CIRCOLAZIONE PROFONDA
CIRCOLAZIONE DI SUPERFICIE
SPR
OF
ON
DA
ME
NT
O
Quando le interazioni con l’atmosfera rendonol’acqua di superficie piùpesante di quella sottostante, avvengono fenomeni convettivi e l’acqua superficiale sprofonda. Tale processoè di fondamentale importanza, infatti trasporta ossigeno nel mare profondo ed innesca una cella di circolazione in cui acquadi superficie rimpiazza l’acqua sprofondata
QUANTO CAMBIA IL
CLIMA OGGI ?
ENSO E NAO SONO L’EVIDENZA
DELLA VARIABILITA’ DEL
CLIMA A SCALA INTERANNUALE O
PIU’
MOVE
NEGLI ULTIMI DECENNI SI SONO OSSERVATI VALORI ESTREMI NELL’ANDAMENTO DELLE ANOMALIEDI TEMPERATURA
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
Circolazione Oceanica globaleIn questo schemaviene evidenziatal’asimetria traOceano Atlanticoe l’Oceano Pacifico(correnti di superficieche trasportano calore dall’emisfero sud a quello nord)E’ Il Mediterraneo adeterminare questaasimmetria ?
Sud Nord
Nord
TEMPERATURE, SALINITY
AND DENSITY
ALONG
A MERIDIONAL
SECTION OF NORTH
ATLANTIC OCEAN
TEMPERATURE,
SALINITY
AND DENSITY
ALONG
A MERIDIONAL
SECTION OF
PACIFIC OCEAN
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
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
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.
Temperatura superficiale nel Mediterraneo (blu freddo, rosso caldo). Viene rappresentato un anno
di simulazione numerica.
MEDITERRANEAN THERMOHALINE CIRCULATION(Using Lagrangian Technique, Rupolo et al, 2000)
Come sono connessi i diversi sotto bacini del Mediterraneo (diagnostica lagrangiana sviluppata da V. Rupolo)
…. e il clima di oggi……per esempio che cosa è successo questa
estate?
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
Temperatura media Luglio 1985-2002 Temperatura media Luglio 2003
Temperatura media Agosto 1985-2002 Temperatura media Agosto 2003
Anomalia di temperatura Luglio 2003
Anomalia di temperatura Agosto 2003
SST 2003
SST 1985-2002
simulazioni ad alta risoluzione
.
by V.ARTALE , A. BARGAGLI, by V.ARTALE , A. BARGAGLI, A. CARILLO, E. NAPOLITANO, A. CARILLO, E. NAPOLITANO, SANNINO G. in collaborazione SANNINO G. in collaborazione
con il CASPURcon il CASPUR
Zoom regionalesimulazione su una
regione particolarmente
critica: acqua alta a Venezia
simulazioni numeriche globali e studio sui meccanismi fisici di base
by S. Calmanti, A. Carillo, D. Di Rocco, R. Iacono, V. Rupolo, P. Ruti,
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 Lat, Lon
Periodo temporale Data o intervallo di date
Tipo di dati Modello, con eventuale tipo di modello, o sperimentale
Variabile fisica Temperatura, ….
Progetto scientifico MFSPP, ….
Scientific Data Base
Emanuele.Lombardi e [email protected]
SCENARI CLIMATICI SECONDO L’IPCC
Sistemi di PrevisioneSistemi di Previsione
Dell’ Oceano Globale
e
del Mediterraneo
By G.Manzella e G. Fusco
La rete di Osservazioni con Navi La rete di Osservazioni con Navi CommercialiCommerciali
Ruolo ENEARuolo 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
Mediterranean Forecasting SystemMediterranean Forecasting System
MFS-VOS_1 (XBT data)MFS-VOS_1 (XBT data)
MFS-VOS_1 (XBT data)MFS-VOS_1 (XBT data)
MFS-VOS_1 (XBT data)MFS-VOS_1 (XBT data)
MFS-VOS_1 (XBT data)MFS-VOS_1 (XBT data)
MFS-VOS_1 (XBT data)MFS-VOS_1 (XBT data)
MFS-VOS_1 (XBT data)MFS-VOS_1 (XBT data)
MFS-VOS_1 (XBT data)MFS-VOS_1 (XBT data)
MFS-VOS_1 (XBT data)MFS-VOS_1 (XBT data)
MFS-VOS_1 (XBT data)MFS-VOS_1 (XBT data)
MFS-VOS_1 (XBT data)MFS-VOS_1 (XBT data)
MFS-VOS_1 (XBT data)MFS-VOS_1 (XBT data)
MFS-VOS_1 (XBT data)MFS-VOS_1 (XBT data)
LE PROBLEMATICHE SUL CLIMA COSTITUISCONO UNO DEI “GRAND CHALLENGES” DELLA SCIENZA MODERNA
PER ESEMPIO….
QUALI SONO LE DIMENSIONIDEI COMPUTERPER FARE SIMULAZIONI CLIMATICHE ?
come si prevede il clima? ….attraverso l’uso di modelli numerici
e di grosse infrastrutture di calcolo, attualmente la più grande è in Giappone
•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)
esisterà mai un computer che possa simulare tutto ciò ?
quanto tempo occorrerà
prima di avere un modello sul
clima…… speriamo
meno di 2000 anni!!
storia per immagini del modello di atomo
quindi…..bisogna misurare, osservare, dedurre…
GRAZIE DELL’ATTENZIONE
F I N E