Clima

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
(Reindirizzamento da Agenti atmosferici)
Jump to navigation Jump to search
Distribuzione della temperatura sulla superficie terrestre: in rosso le aree a temperatura più elevata, in blu le aree a temperatura meno elevata (NASA).

Il clima (dal greco clinamen che vuol dire "inclinato") è lo stato medio del tempo atmosferico a varie scale spaziali (locale, regionale, nazionale, continentale, emisferico o globale) rilevato nell'arco di almeno 30 anni (secondo la definizione ufficiale fornita dalla Organizzazione meteorologica mondiale): funzione in massima parte dell'inclinazione dei raggi solari sulla superficie della Terra al variare della latitudine, a ciascuna fascia climatica-latitudinale della Terra corrispondono caratteristiche fisico-ambientali diverse in termini di flora e fauna detti biomi (es. foreste pluviali, deserti, foreste temperate, steppe, taiga, tundra e banchisa polare), influenzando fortemente attività economiche, abitudini e cultura delle popolazioni che abitano il territorio.

Descrizione[modifica | modifica wikitesto]

Principale caratteristica del clima rispetto al comune "tempo meteorologico", oltre all'intervallo temporale di osservazione e studio, è l'avere un andamento che tende a mantenersi stabile nel corso degli anni pur con una variabilità climatica interannuale dovuta alle stagioni e di medio-lungo periodo che vi si sovrappone; l'attenzione scientifica negli ultimi decenni si è spostata sempre più sulla comprensione o ricerca approfondita dei meccanismi fisico-chimici che regolano il clima terrestre, specie in rapporto ai cambiamenti climatici osservati negli ultimi decenni (es.riscaldamento globale). La disciplina scientifica che studia tutti questi aspetti è la climatologia.

Definizioni amministrative e normative[modifica | modifica wikitesto]

Secondo il Glossario Dinamico ISPRA-CATAP, per clima si intende la sintesi statistica dei parametri atmosferici (temperatura, precipitazioni, umidità, pressione atmosferica, venti) che interessano un territorio per un periodo di tempo sufficientemente lungo.

Clima e tempo meteorologico[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Climatologia, Tempo meteorologico, Variabilità climatica e Analisi delle serie storiche.
Esempio di dinamica atmosferico-climatica a livello globale (copertura nuvolosa) (NASA)

"Tempo meteorologico e "clima" sono termini che nel linguaggio comune vengono spesso usati come sinonimi; in realtà dal punto di vista strettamente scientifico i loro significati sono piuttosto distinti: quando si parla di "clima" ci si riferisce infatti alle condizioni ambientali che persistono in una zona per periodi lunghi almeno qualche decina di anni e condizioni atmosferiche che tendono a ripetersi stagionalmente, mentre variazioni meteo giornaliere, stagionali o annuali devono essere considerate forme di variabilità meteorologica di una determinata 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, anche molto vasta (fasce climatiche o interi continenti), ma anche dell'ambiente di quell'area (ambiente come piante, animali, morfologia,...): in particolare l'Organizzazione Meteorologica Mondiale (OMM) ha stabilito che la durata minima delle serie storico-temporali di dati continui per poter individuare le caratteristiche climatiche di una data località è di minimo 30 anni.

In questo contesto vengono ad assumere particolare importanza gli studi di "analisi climatica" ovvero analisi delle suddette serie storiche che evidenziano i trend e le ciclicità statistiche delle grandezze climatiche osservate, ovvero le anomalie e le regolarità dei parametri rispetto alla media del periodo di riferimento (hanno scarso senso climatico le analisi di breve periodo riferite a singoli eventi meteorologici in quanto rientranti invece nella comune variabilità meteorologica, nonche' anche i singoli studi climatici a livello locale, presi in maniera isolata, se l'oggetto di studio e' invece il clima globale). Seguono poi in genere gli studi di attribuzione delle cause dei cambiamenti climatici stessi: tecnicamente parlando dunque si può dire che il tempo atmosferico è caotico a bassa temporalità ovvero a breve periodo, andando poi a regime ovvero mostrando una certa regolarità climatica nel lungo periodo (vedi attrattore di Lorenz).

Elementi del clima[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Clima terrestre.

Gli elementi climatici sono delle grandezze fisiche misurabili, la cui misurazione viene effettuata per mezzo di opportuna strumentazione da parte delle stazioni meteorologiche (capanne standard di legno colorato di bianco), e sono:

Essi sono gli stessi elementi che caratterizzano il tempo atmosferico, ma coerentemente con la definizione di Clima di essi sono rilevanti solo i valori medi assunti su un lungo periodo di tempo.

Fattori climatici[modifica | modifica wikitesto]

Effetti della latitudine sull'incidenza della radiazione solare

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 generale atmosferica, che influisce attraverso gli scambi di calore tra le regioni calde e le regioni più fredde.
  • effetto serra
  • albedo

Sono fattori geografici:

  • altitudine (con l'altezza diminuiscono la temperatura di 6 gradi ogni 1000 m circa, la pressione e l'umidità, mentre aumentano l'irraggiamento solare e, fino a una certa quota, la piovosità);
  • presenza di catene montuose (che bloccano i venti);
Mappa delle correnti oceaniche
  • esposizione a solatio o a bacio (che modifica l'angolo di incidenza della luce solare);
  • vicinanza al mare (che mitiga il clima);
  • correnti marine (che agiscono sul clima delle regioni costiere);
  • vegetazione (mitiga il clima grazie alla maggior presenza di vapore acqueo);
  • attività umana (che agisce sul clima in quanto capace di modificare l'ambiente naturale e gli equilibri degli ecosistemi).
  • irradiazione solare.
  • vicinanza a grandi bacini d'acqua (la funzione mitigatrice di questi bacini favorisce delle escursioni termiche meno accentuate rispetto ad una regione che ne è sprovvista, favorendo il caratteristico clima mite)

Classificazione dei climi[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Classificazione dei climi di Köppen, Classificazione climatica di Thornthwaite e Primati climatologici mondiali.
Mappa dei climi del mondo

Celebre è la classificazione del Clima ad opera di Wladimir Köppen secondo la quale i climi si distinguono in:

Clima dei pianeti circostanti[modifica | modifica wikitesto]

Venere, famoso per il suo intenso effetto serra
  • L'atmosfera di Venere ha una pressione di 94 volte quella terrestre, ed è composta per il 97% da CO2. L'assenza di acqua impedì l'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 ha una pressione di solo sei millibar e, sebbene sia composta per il 96% da CO2, 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 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 CO2 sfuggì dall'atmosfera facilmente, a causa anche della ridotta forza di gravità rispetto alla Terra. Inoltre è possibile che qualche processo di tipo minerale assorbisse la CO2 e, non compensato dalle emissioni vulcaniche, provocasse una sua diminuzione drastica. Il pianeta quindi si raffreddò progressivamente fino a congelare la poca CO2 rimasta nelle calotte polari odierne.

Funzionamento del sistema climatico[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Circolazione atmosferica, Retroazione, Ciclo dell'acqua e Ciclo del carbonio.

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 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.

Come conseguenza di ciò e della rotazione terrestre il ripristino dell'equilibrio termico planetario latitudinale è affidato alla circolazione generale dell'atmosfera la quale può essere suddivisa in 3 grosse macrocelle per emisfero: la cella di Hadley che va dalla fascia equatoriale fino a quella tropicale, la cella di Ferrel che copre le medie latitudini e la cella polare che staziona sui polo fino al circolo polare. Ognuna di queste celle comunica con la confinante scambiandosi masse d'aria a temperatura e umidità diverse. Una caratteristica fondamentale dell'atmosfera terrestre è l'effetto serra ovvero l'intrappolamento del calore da parte dei gas atmosferici. Il sistema climatico è un sistema in equilibrio dinamico con le sue forzanti esterne (esogene), quali appunto il Sole, ed interne (endogene), quali i cicli oceanici e la concentrazione di gas serra, ovvero modifica il suo stato di equilibrio termico al variare dell'intensità delle forzanti stesse. All'interno del sistema in virtù dei mutamenti delle forzanti di origine naturale è definibile anche il concetto di variabilità climatica. In una rappresentazione 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.

Di rilevante importanza sono i processi di retroazione o feedback del sistema climatico sulle forzanti originarie al sistema stesso, sia positivi che negativi (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 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.

L'evidente difficoltà di studio tramite riproduzione in laboratorio dell'intero sistema e la necessità di tenere in considerazione tutti i processi rappresentativi in legame strettamente non-lineare ha portato negli ultimi decenni ad un approccio di studio simulato, col ricorso a laboratori virtuali ovvero all'uso accoppiato di supercalcolatori e modelli matematici al fine di ottenere simulazioni sul clima passato e su quello futuro, preservando così, attraverso la validazione del modello sui dati passati, uno dei requisiti cardine della scienza fisica moderna qual è la riproducibilità galileiana dell'osservabile fisico nonché il superamento definitivo dell'approccio qualitativo con quello ben più rigoroso di tipo quantitativo pesando i contributi di ciascun fattore[1].

Indici climatici e teleconnessioni[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Teleconnessioni atmosferiche.
Il fenomeno dell'ENSO

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 ed oceanica a media, bassa e alta frequenza.

Con il nome di "El Niño Southern Oscillation" (o più brevemente "ENSO") si denomina un importante fenomeno sia oceanico che atmosferico. El Niño (e il fenomeno opposto, La Niña) sono fluttuazioni della temperatura delle acque superficiali dell'Oceano Pacifico Orientale, tra le più importanti e influenti teleconnessioni oceaniche-atmosferiche.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Antonello Pasini, I Cambiamenti Climatici. Meteorologia e Clima Simulato, Editore Mondadori Bruno, Milano 2003

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

Controllo di autoritàThesaurus BNCF 12963 · GND (DE4031170-3 · NDL (ENJA00565788