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.
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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.
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== 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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=== Cambiamenti climatici ===
{{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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