Clima: differenze tra le versioni
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[[File:5 11 15 Brian AquabyMonth.gif|
Il '''clima''' ({{lang-grc|κλίμα|klíma|regione, tratto di paese|da=si|p=si|pp=si}}) è lo stato [[Media (statistica)|medio]] del [[Tempo (meteorologia)|tempo atmosferico]] a varie scale spaziali ([[microclima|locale]], regionale, nazionale, continentale, emisferico o globale) rilevato nell'arco di almeno 30 anni (secondo la definizione ufficiale fornita dalla [[Organizzazione meteorologica mondiale]]).
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{{vedi anche|Climatologia|Tempo meteorologico|Variabilità climatica}}
"Tempo meteorologico" e "clima" sono termini che nel linguaggio comune vengono spesso usati come [[sinonimia|sinonimi]]; dal punto di vista strettamente scientifico invece i loro significati sono distinti.
[[File:SurfaceTemperature.jpg|
Quando si parla di "clima" ci si riferisce alle condizioni ambientali che persistono in una zona per periodi lunghi almeno qualche decina di anni (da minimo 30 anni a migliaia di anni) e condizioni atmosferiche che tendono a ripetersi stagionalmente, mentre variazioni meteo giornaliere, stagionali o annuali devono essere considerate variazioni del tempo meteorologico di una zona.
In pratica quando si parla di clima si parla non soltanto delle condizioni meteo, ma soprattutto all'ambiente ad esse associate: una variazione del clima è una variazione stabile non solo delle condizioni meteo di un'area ma anche dell'ambiente di quell'area (ambiente come piante, animali, morfologia, ecc.). Il clima è riferito ad aree terrestri che vanno dalla piccola estensione fino ad aree molto vaste (ad esempio, le [[fascia climatica|fasce climatiche]] o interi [[Continente|continenti]]). In particolare l'[[Organizzazione Meteorologica Mondiale]] (OMM) ha stabilito che la durata minima delle ''[[serie storica|serie storico-temporali]]'' di dati continui per poter individuare le caratteristiche climatiche di una data località è di minimo 30 anni.
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=== Elementi del clima ===
{{vedi anche|Clima terrestre}}
[[File:Iceberg_B-15A_weather_instrument.jpg|
Gli elementi climatici sono delle [[grandezza fisica|grandezze fisiche]] misurabili, la cui misurazione viene effettuata per mezzo di opportuna [[Strumento di misura|strumentazione]] da parte delle [[stazione meteorologica|stazioni meteorologiche]] (capanne standard di legno colorato di bianco), e sono:
* [[temperatura]];
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=== Fattori climatici ===
[[File:Solar_Angle_of_Incidence_on_Earth.png|
I ''fattori climatici'' sono le condizioni che producono variazioni sugli elementi climatici. Si possono distinguere tra fattori zonali, che agiscono regolarmente dall'equatore ai poli, e fattori geografici, che agiscono in modo diverso per ogni località.
Sono fattori zonali:
* [[latitudine]] (distanza di un punto dall'equatore);
* [[circolazione atmosferica#Circolazione generale|circolazione atmosferica generale]], che influisce attraverso gli scambi di calore tra le regioni calde e le regioni più fredde.
* [[effetto serra]]
* [[albedo]]
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* [[altitudine]] (con l'altezza diminuiscono la temperatura di 6 gradi ogni 1000 m circa, la pressione e l'umidità, mentre aumentano l'[[irraggiamento]] [[sole|solare]] e, fino a una certa quota, la [[pioggia|piovosità]]);
* presenza di [[Catena montuosa|catene montuose]] (che bloccano i venti, costringendoli ad alzarsi a quote più elevate,dove la temperatura è più bassa,facendo condensare il vapore acqueo e provocando pioggia);
[[File:Corrientes-oceanicas.png|
* esposizione a solatio o a bacio (che modifica l'angolo di incidenza della luce solare);
* vicinanza al mare (che influenza la temperatura e l'umidità, riducendo l'escursione termica perché abbassa le temperature massime e alza quelle minime);
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=== Classificazione dei climi ===
{{vedi anche|Classificazione dei climi di Köppen|Classificazione climatica di Thornthwaite|Primati climatologici mondiali}}
[[File:ClimateMap World.png|
Celebre è la classificazione del Clima ad opera di [[Wladimir Köppen]] secondo la quale i climi si distinguono in:
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=== Clima dei pianeti circostanti ===
[[File:Venuspioneeruv.jpg|
* L'[[atmosfera]] di [[Venere (astronomia)|Venere]] ha una [[pressione]] di 94 volte quella terrestre, ed è composta per il 97% da [[Anidride carbonica|CO<sub>2</sub>]]. L'assenza di acqua impedì l'[[Estrazione (chimica)|estrazione]] dell'[[anidride carbonica]] dall'atmosfera, che si accumulò provocando un intenso [[effetto serra]] che aumentò la temperatura superficiale sino a 465 °C, superiore al [[punto di fusione]] del [[piombo]]. Probabilmente la distanza inferiore dal Sole è stata determinante per produrre nel pianeta le condizioni attuali. Bisogna ricordare che piccoli cambiamenti possono scatenare un meccanismo di [[retroazione]] e se questo è sufficientemente ampio si può raggiungere un livello non controllabile, dominato da alcuni fattori, e avere condizioni estreme come quelle di Venere.
* L'atmosfera di [[Marte (astronomia)|Marte]] ha una pressione di solo sei [[Bar (unità di misura)|millibar]] e, sebbene sia composta per il 96% da CO<sub>2</sub>, l'effetto serra è scarso e non può impedire né una oscillazione diurna della temperatura dell'ordine di 55 °C, né le basse temperature superficiali che raggiungono minimi di -86 °C nelle medie latitudini. Pare che nel passato godette di migliori condizioni, per cui vi era acqua liquida sulla superficie come dimostrano la moltitudine di canali e valli erosive; questo fu causato da un aumento della concentrazione del diossido di carbonio nella sua atmosfera, proveniente dalle emissioni dei grandi [[vulcano (geologia)|vulcani]] marziani che provocarono un processo di degassificazione analogo a quello accaduto sul nostro pianeta. La differenza sostanziale è che il [[diametro]] di Marte misura la metà rispetto a quello terrestre, per cui il calore interno era molto inferiore e il pianeta si raffreddò già molto tempo fa. Senza l'attività vulcanica Marte era condannato e la CO<sub>2</sub> sfuggì dall'atmosfera facilmente, a causa anche della ridotta [[gravità|forza di gravità]] rispetto alla Terra. Inoltre è possibile che qualche processo di tipo minerale assorbisse la CO<sub>2</sub> e, non compensato dalle emissioni vulcaniche, provocasse una sua diminuzione drastica. Il pianeta quindi si raffreddò progressivamente fino a congelare la poca CO<sub>2</sub> rimasta nelle [[calotta polare|calotte polari]] odierne.
== Funzionamento del sistema climatico ==
{{Vedi anche|Circolazione atmosferica|Retroazione|Ciclo dell'acqua|Ciclo del carbonio}}
[[File:Earth_Global_Circulation_-_en.svg|
Il sistema climatico è il risultato dell'accoppiamento [[atmosfera]]-[[oceano]]-[[biosfera]]-[[criosfera]] con scambi di [[calore sensibile]], [[vapore acqueo]], [[quantità di moto]] (attraverso i venti sul moto ondoso) e elementi chimici vari (attraverso i [[cicli biogeochimici]]) all'interfaccia di separazione dei vari mezzi. Il motore del sistema climatico è il [[Sole]] (forzante esogena) che riscalda la superficie terrestre con intensità variabile (decrescente) con la latitudine causando un gradiente termico tra i [[Polo geografico|poli]] e l'[[equatore]] laddove l'insolazione è rispettivamente minima e massima. L'influsso degli oceani si fa sentire anche attraverso i ''pattern'' di circolazione accoppiati con l'atmosfera e detti [[teleconnessioni atmosferiche]].
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In una rappresentazione [[fisica matematica|fisico-matematica]] tramite [[spazio delle fasi]] del sistema climatico ovvero tramite l'[[attrattore]] risultante, le singole ''traiettorie di stato'' rappresentano la normale evoluzione meteorologica (riferibile a ciascun parametro meteorologico) con una chiara variabilità intrastagionale e interannuale (caos) delle traiettorie stesse, mentre la ciclicità regolare climatica è rappresentata invece dalla forma complessiva dell'attrattore (farfalla o doppio lobo) dove si evidenzia l'equilibrio del sistema come 'media' delle singole traiettorie. Al variare delle forzanti l'equilibrio nel tempo delle traiettorie (densità e baricentro), quindi del sistema, si sposta in un lobo oppure nell'altro.
[[File:Watercycleitalianhigh.jpg|
Di rilevante importanza sono i processi di [[retroazione]] o ''feedback'' del sistema climatico sulle forzanti originarie al sistema stesso, sia positivi che negativi ([[Retroazione dell'albedo del ghiaccio|albedo]], ghiacci, nubi ecc...), che spesso di natura non-lineare assieme agli altri processi non-lineari rendono il sistema climatico propriamente un [[sistema complesso]] il quale manifesta cioè un [[comportamento emergente]] solo in corrispondenza della computazione in toto di tutti processi ("il tutto è maggiore della somma delle singole parti"). L'energia esterna ricevuta è dunque assorbita e redistribuita in tutto il sistema tramite i vari processi interagenti e all'equilibrio parte di questa energia è ceduta nuovamente allo spazio; in virtù di ciò il sistema climatico è anche un sistema aperto ovvero non isolato cioè [[struttura dissipativa|dissipativo]]. A ciò si aggiunge la rilevante capacità di autoregolazione della temperatura globale da parte degli oceani in grado di fungere da grandi serbatoi di accumulo del calore grazie alla loro notevole [[capacità termica]].
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=== Indici climatici e teleconnessioni ===
{{vedi anche|Teleconnessioni atmosferiche}}
[[File:1997_El_Nino_TOPEX.jpg|
Gli indici climatici vengono utilizzati dagli scienziati per meglio caratterizzare e comprendere i meccanismi del clima; proprio come accade con gli indici borsistici, per esempio il [[Dow Jones]], che rappresentano le fluttuazioni complessive di più titoli azionari, così gli indici climatici in un certo senso "riassumono" le caratteristiche essenziali del clima, e sono perciò definiti ''semplici'' e ''completi'', nel senso che danno una descrizione generale dello stato dell'atmosfera o degli oceani. Essi quantificano le fasi delle cosiddette [[teleconnessioni atmosferiche]] cioè i modi o pattern di variabilità atmosferica e oceanica a media, bassa e alta frequenza.
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=== Modelli climatici ===
{{vedi anche|Modello del clima}}
[[File:Global Climate Model.png|
Per lo studio del clima futuro, anche in relazione al problema dei [[cambiamenti climatici]], sono stati messi a punto svariati modelli climatici a partire dagli anni settanta, sia globali (''Global Climate Models'', GCMs) sia regionali (''Regional Climate Models'', RCMs) ottenuti con operazioni di ''[[downscaling]]'' dai modelli globali.
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Cambia inoltre radicalmente il tipo di "risoluzione matematica" del modello: mentre nei modelli meteorologici hanno estrema importanza le [[condizioni iniziali]] da cui parte la [[previsione meteorologica|previsione meteo]] (inizializzazione) e in virtù delle quali questa perde significato oltre i 15 giorni, i modelli climatici (pur inizializzati) mirano al calcolo dell'''equilibrio medio generale'' del sistema climatico ovvero dei suoi parametri caratteristici medi visualizzabili tramite un semplice attrattore, il cui risultato a regime è indipendente dunque dalle condizioni iniziali, ma dipende unicamente dal bilancio delle forzanti energetiche del sistema unite in maniera non-lineare ai processi di retroazione.
[[File:Carbon cycle-cute diagram.svg|
Il livello di dettaglio dei modelli climatici è quindi tale da escludere la riproduzione della comune variabilità meteorologica interannuale e intrastagionale ovvero il [[teoria del caos|caos]] intrinseco dell'atmosfera evidenziando invece i ''trend'' sul lungo periodo dei vari parametri atmosferici in funzione delle sole forzanti significative; in altri termini i risultati (''output'') dei modelli climatici sono puramente indicativi dello stato futuro 'medio' dell'atmosfera, cioè forniscono delle ''tendenze'' a medio-lungo termine del tutto in linea quindi con la definizione statistica di "clima" e l'analisi o prognosi richiesta, lasciando a quelli meteorologici ad alta definizione spazio-temporale i dettagli di breve periodo propri della comune [[variabilità meteorologica]].
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==Altri ambiti di studio climatologici==
=== Cambiamenti climatici ===
[[File:A Year In The Life Of Earth's CO2 11719-1920-MASTER.webm|thumb|upright=1.6|Dinamica annuale della Co2 sulla Terra in un anno ([[NASA]])]]▼
{{vedi anche|Cambiamento climatico}}
▲[[File:A Year In The Life Of Earth's CO2 11719-1920-MASTER.webm|
Con il termine ''cambiamenti climatici'' si indicano le variazioni del clima della [[Terra]], ovvero variazioni a diverse scale spaziali (regionale, continentale, emisferica e globale) e storico-temporali (decennale, secolare, millenaria e ultramillenaria) di uno o più parametri ambientali e climatici nei loro valori medi: [[temperatura|temperature]] (media, massima e minima), [[Precipitazione (meteorologia)|precipitazioni]], [[nube|nuvolosità]], temperature degli [[oceani]], distribuzione e sviluppo di piante e animali.
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