I primi passi dello studio del clima si possono fare risalire addirittura a
Edmund Halley
, che nel
1686
pubblico una carta dei venti
alisei
dopo un viaggio nell'
emisfero australe
.
Benjamin Franklin
nel
XVIII secolo
per primo mappo il percorso della
corrente del Golfo
.
Francis Galton
invento il termine
anticiclone
.
[2]
Helmut Landsberg
comincio a usare l'
analisi statistica
nella climatologia, assegnandole lo
status
di scienza vera e propria.
Ambiti di interesse climatologico sono poi la stratificazione atmosferica, la circolazione delle masse e del calore (per
irraggiamento
, per moti convettivi o per
calore latente
), le interazioni tra l'atmosfera e gli
oceani
e i
continenti
(in questo caso soprattutto la
vegetazione
, l'uso antropico di un territorio e la sua
topografia
) e la composizione chimico-fisica dell'atmosfera.
La climatologia e dunque una scienza estremamente multidisciplinare in stretto legame con molte altre branche delle
Scienze della Terra
e non solo: in essa convergono infatti discipline come l'
astrofisica
, la
chimica
, l'
ecologia
, la
geologia
, la
geofisica
, la
glaciologia
, l'
idrologia
, l'
oceanografia
e la
vulcanologia
.
A differenza della
meteorologia
, che studia il
tempo atmosferico
considerando brevi periodi (al massimo 2-3 settimane), la climatologia studia i differenti sistemi climatici che si sono succeduti dal passato piu remoto: si occupa cioe delle periodicita con cui i differenti climi si sono manifestati nel corso dei millenni, in relazione alle condizioni atmosferiche, evidenziando dunque le diversita in termini temporali e
statistiche
. I
climatologi
- gli studiosi della climatologia - si interessano sia delle caratteristiche climatiche locali, regionali o globali sia dei fattori (naturali o umani) che possono favorire un cambiamento climatico; studiando il passato, i climatologi tentano di prevedere futuri
cambiamenti climatici
.
All'interno della climatologia vi sono differenti approcci allo studio del clima che mirano a obiettivi diversi dando vita a differenti branche:
- la
climatologia statistica
o
statistica climatologica
e la disciplina che fa ampio uso della
statistica
per analizzare i dati climatici sul medio-lungo periodo (
serie storiche
) e sancire l'avvenuto
mutamento climatico
o meno in un certo periodo temporale e in un certo luogo, evidenziando trend e oscillazioni (
detection
). A partire da queste analisi e possibile ricercare le cause di detti cambiamenti (
attribution
) analizzando le forzanti climatiche e le
retroazioni
in genere con l'uso di modelli climatici.
- la
modellistica climatologica
e un'altra branca fondamentale della climatologia che tenta di riassumere in complessi
modelli matematici
tutte le conoscenze, i processi e i meccanismi di interazione dei sistemi che definiscono il
sistema climatico
(vedi paragrafo successivo); questi modelli vengono utilizzati per conoscere meglio le condizioni climatiche del passato, per comprendere quelle del presente e infine prevedere quelle future. Ogni ricerca sul clima e pero resa difficoltosa dalla grandezza della scala a cui si lavora, dall'ampiezza dei periodi di tempo che si considerano e dall'intrinseca complessita dei processi che governano l'atmosfera; oggi e generalmente accettato che esso e governato da
equazioni differenziali
che trovano fondamento nelle leggi della fisica, in particolare nella
dinamica dei fluidi
e nel
trasferimento radiativo
. Il
clima
e a volte rappresentato come un
processo stocastico
, anche se cio e ritenuto un'approssimazione di processi altrimenti complicati da analizzare. Inserendo o togliendo dal modello determinate forzanti climatiche e facendo girare il modello, una volta validato, sui dati passati si possono fare studi di
attribution
ovvero attribuzione di cause (naturali o antropiche) sui cambiamenti climatici passati in base al confronto tra i risultati ottenuti dal modello e quelli storicamente rilevati.
- la
paleoclimatologia
tenta di descrivere i climi delle ere passate esaminando sedimenti glaciali (le cosiddette
carote di ghiaccio
) o gli anelli degli alberi (in quest'ultimo caso si parla di
dendroclimatologia
).
- la
paleotempestologia
utilizza le medesime tecniche per determinare la frequenza dei cicloni e delle tempeste nell'arco dei secoli. Lo studio dei climi piu recenti si avvale invece dei dati meteorologici accumulati nel corso degli anni, come la quantita di
pioggia
caduta, la
temperatura
e la composizione atmosferica.
- la
climatologia storica
, infine, si occupa del clima in relazione alle vicende storiche dell'uomo e per questo motivo si concentra specialmente negli ultimi millenni di storia del nostro pianeta.
I modelli climatici vengono utilizzati per simulare le interazioni tra l'
atmosfera
, gli
oceani
, i
continenti
e le
calotte polari
. Attraverso questi strumenti si puo studiare la dinamica del clima e prevedere possibili scenari futuri. Un modello climatico deve riuscire a bilanciare l'
energia
in
input
al sistema-Terra (la
radiazione elettromagnetica
proveniente dal
Sole
) con l'energia in
output
(principalmente
radiazione infrarossa
). Qualora questo bilancio non venga rispettato, si entra nell'ambito di un
cambiamento climatico
.
I modelli climatici piu famosi sono quelli che legano la temperatura terrestre alla presenza di
anidride carbonica
(e di altri
gas serra
) nell'atmosfera: essi prevedono un progressivo aumento delle temperature in risposta all'incremento delle concentrazioni di tali gas, dovuto anche ad emissioni antropiche.
I modelli climatici possono essere caratterizzati da diversi livelli di complessita:
- modelli che trattano il trasferimento di calore solo per
irraggiamento
, in cui la Terra e considerata puntiforme e che considerano solo l'energia
media
scambiata.
- modelli che trattano il trasferimento di calore per irraggiamento e per
convezione
.
- modelli che prevedono la
discretizzazione
e la risoluzione delle equazioni di scambio termico (per irraggiamento e per convezione) e delle equazioni di scambio di massa.
Climatologia
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Treccani.it ? Enciclopedie on line
, Roma, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
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Archiviato
il 23 ottobre 2006 in
Internet Archive
. Aggiornamenti giornalieri con notizie sul clima da ogni parte del mondo.
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cpc.ncep.noaa.gov
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IPCC
Sito dell'
Intergovernmental Panel on Climate Change
: l'IPCC vaglia le informazioni scientifiche, tecniche e socio-economiche rilevanti per la comprensione dei rischi dei cambiamenti climatici causati dalle attivita umane.