Corso di Climatologia Generale

Lezione 1 • Definire il clima e la climatologia

Contrappone il clima al tempo meteorologico e definisce l'ambito della climatologia. Ancora il capitolo stabilendo un vocabolario preciso utilizzato durante l'intero corso.

Lezione 2 • Fonti di dati climatici e osservazioni

Esamina le registrazioni strumentali, i dati proxy e il telerilevamento come tipi di dati primari. Gli studenti comprendono la provenienza dei dati prima di analizzare i modelli climatici.

Lezione 3 • Componenti del sistema climatico

Introduce l'atmosfera, l'idrosfera, la criosfera, la biosfera e la litosfera come sfere interagenti. Prepara l'approccio di pensiero sistemico utilizzato nei capitoli successivi.

Lezione 4 • Effetto serra e composizione atmosferica

Spiega come i gas in traccia intrappolano la radiazione uscente e riscaldano la superficie. Collega la chimica atmosferica alle temperature superficiali osservate a livello globale.

Lezione 1 • Celle di circolazione globale

Descrive le celle di Hadley, Ferrel e polari e le loro manifestazioni al suolo nei venti. Spiega la distribuzione latitudinale delle precipitazioni e dell'aridità.

Lezione 2 • Sistemi monsonici e circolazioni regionali

Esamina le inversioni stagionali del vento guidate termicamente e le circolazioni a mesoscala. Dimostra come i contrasti terra-mare modifichino il quadro della circolazione globale.

Lezione 3 • Correnti a getto e venti d'alta quota

Analizza le correnti a getto polari e subtropicali e la loro migrazione stagionale. Collega il flusso in quota al tempo meteorologico di superficie e alle anomalie climatiche regionali.

Lezione 4 • Relazioni tra pressione, temperatura e densità

Deriva l'equazione idrostatica e la legge dei gas ideali applicate all'atmosfera. Stabilisce i collegamenti fisici che guidano il movimento orizzontale e verticale dell'aria.

Lezione 1 • Circolazione termoalina

Traccia la formazione di acque profonde, il flusso abissale e il nastro trasportatore globale. Collega il capovolgimento termoalino alla stabilità climatica su scala millenaria.

Lezione 2 • Capacità termica dell'oceano e correnti superficiali

Quantifica l'inerzia termica dell'oceano e mappa i principali sistemi di correnti superficiali. Stabilisce perché i climi costieri differiscono marcatamente dagli interni continentali.

Lezione 3 • Altri modi di variabilità oceano-atmosfera

Esamina l'Oscillazione Decennale del Pacifico, l'Oscillazione Multidecennale Atlantica e il Dipolo dell'Oceano Indiano. Distingue le fonti di variabilità interannuale da quella decennale.

Lezione 4 • Temperatura superficiale del mare e clima

Analizza come le anomalie della SST forzano i cambiamenti della circolazione atmosferica e gli spostamenti delle precipitazioni. Fornisce la base meccanicistica per comprendere i modi accoppiati oceano-atmosfera.

Lezione 1 • Bilancio idrico ed evapotraspirazione

Applica il quadro di Budyko e l'equazione di Penman-Monteith per calcolare il bilancio idrico. Quantifica surplus, deficit e variazione di stoccaggio a scala di bacino e regionale.

Lezione 2 • Meccanismi di sollevamento e formazione delle nubi

Identifica il sollevamento orografico, frontale, convettivo e di convergenza come inneschi delle precipitazioni. Collega la dinamica atmosferica del Capitolo 2 ai processi di condensazione dell'umidità.

Lezione 3 • Umidità atmosferica

Definisce la pressione di vapore, l'umidità specifica e l'umidità relativa e la loro misurazione. Stabilisce le variabili di umidità utilizzate in tutte le successive analisi delle precipitazioni.

Lezione 4 • Distribuzione globale delle precipitazioni

Mappa la precipitazione media annua e i regimi stagionali rispetto ai modelli di circolazione. Rafforza le connessioni tra dinamica atmosferica e distribuzione osservata dell'umidità.

Lezione 1 • Thornthwaite e altri sistemi

Introduce la classificazione basata sull'indice di umidità e la confronta con Köppen. Amplia il bagaglio di strumenti degli studenti per adattare la classificazione a specifiche esigenze di ricerca.

Lezione 2 • Mappatura e interpretazione delle zone climatiche

Costruisce diagrammi climatici e interpreta i confini zonali sulle mappe globali. Rafforza le competenze di classificazione attraverso l'analisi spaziale di dataset reali.

Lezione 3 • Microclimi e modificazioni locali

Esamina come la topografia, la copertura del suolo e le superfici urbane alterano i regimi climatici locali. Collega la classificazione su larga scala alla valutazione climatica sito-specifica.

Lezione 4 • Sistema di classificazione Köppen-Geiger

Applica i cinque principali gruppi climatici di Köppen e le loro suddivisioni alle mappe globali. Gli studenti identificano i tipi di clima a partire dai dati mensili di temperatura e precipitazione.

Lezione 1 • Oscillazione Nord Atlantica

Analizza il dipolo di pressione della NAO, il suo indice e gli impatti sul clima europeo e nordamericano. Dimostra come un singolo modo possa guidare anomalie regionali diffuse.

Lezione 2 • Oscillazioni artica e antartica

Esamina le strutture dei modi anulari e la loro influenza sull'intensità del vortice polare. Collega la variabilità alle alte latitudini agli estremi meteorologici delle medie latitudini.

Lezione 3 • Modelli di teleconnessione e diagnostica

Applica mappe di correlazione, analisi EOF e compositing per identificare i modelli di teleconnessione. Costruisce competenze quantitative per diagnosticare collegamenti climatici remoti nei dataset.

Lezione 4 • Modi della variabilità climatica

Definisce la variabilità interna, la variabilità forzata e il concetto di modi climatici. Fornisce il vocabolario concettuale per analizzare oscillazioni e teleconnessioni.

Lezione 1 • Forzante orbitale e cicli di Milankovitch

Spiega i cicli di eccentricità, obliquità e precessione e i loro effetti sull'insolazione. Collega la geometria orbitale ai cicli glaciali-interglaciali documentati nelle registrazioni proxy.

Lezione 2 • Tendenze climatiche moderne osservate

Documenta le tendenze strumentali della temperatura, del livello del mare e della criosfera dall'industrializzazione. Stabilisce le basi empiriche per il capitolo sulla modellizzazione climatica che segue.

Lezione 3 • Registrazioni proxy e metodi di ricostruzione

Esamina carote di ghiaccio, anelli degli alberi, coralli, speleotemi e carote di sedimento come proxy climatici. Gli studenti valutano la risoluzione, l'incertezza e i requisiti di calibrazione dei proxy.

Lezione 4 • Meccanismi naturali di forzante climatica

Quantifica i contributi della forzante vulcanica, solare e della superficie terrestre al cambiamento climatico passato. Distingue la forzante naturale dai segnali antropogenici nella registrazione osservativa.

Lezione 1 • Gerarchia dei modelli climatici

Contrappone i modelli di bilancio energetico, i GCM e i Modelli del Sistema Terra per complessità e scopo. Stabilisce i criteri di selezione del modello pertinenti a specifiche domande di ricerca e applicate.

Lezione 2 • Parametrizzazione e validazione dei modelli

Spiega gli schemi di parametrizzazione sottogriglia e le metriche standard di valutazione dei modelli. Gli studenti valutano criticamente le prestazioni del modello prima di interpretare gli output delle proiezioni.

Lezione 3 • Scenari di emissione e percorsi di forzante

Introduce i Percorsi di Concentrazione Rappresentativi e i Percorsi Socioeconomici Condivisi come quadri di scenario. Collega le assunzioni socioeconomiche alle traiettorie di forzante radiativo utilizzate nelle proiezioni.

Lezione 4 • Cambiamenti climatici previsti per regione

Sintetizza le proiezioni d'insieme dei modelli per temperatura, precipitazioni ed estremi per regione. Gli studenti estraggono e comunicano segnali specifici per regione da dataset multi-modello.