CLIMATE MODELLING AND MONITORING

Il corso mira a fornire una panoramica delle metodologie usate per comprendere e monitorare il clima e la sua evoluzione. In particolare, gli studenti acquisiranno conoscenze sulle dinamiche climatiche e su come studiarle attraverso metodi osservativi e numerici.

Gli studenti acquisiranno le basi fisico-matematiche per comprendere i processi fondamentali che regolano il clima terrestre e il contributo dei suoi principali sottosistemi. Verranno trattati i concetti fondamentali della modellistica numerica, quali la gerarchia dei modelli climatici e il loro utilizzo. Verranno illustrati diversi metodi numerici per discretizzare equazioni differenziali.
Al termine del corso, gli studenti conosceranno le principali tecniche utilizzate per misurare le variabili climatiche.
Le lezioni pratiche insegneranno agli studenti come lavorare con i dati climatici.

Conoscenza di base della dinamica dei fluidi, del metodi numerici, del sistema climatico terrestre e dei processi fisici che lo regolano.

Modulo 1: Climate dynamics
- componenti del sistema climatico
- bilancio energetico e trasporto di calore
- ciclo idrologico
- ciclo del carbonio

Modulo 2: Climate modelling
- definizione e gerarchia dei modelli climatici
- equazioni di base
- tipi di griglie, risoluzione, metodi di discretizzazione spaziale e temporale
- verificare la validità dei modelli
- esperimenti numerici, ensembles e scenari
- modelli climatici regionali

Modulo 3: Climate monitoring
- metodi di misura (misurazioni in situ e remote sensing)
- reanalysis
- climate projections

Modulo 4: analisi dei dati
Questa parte consiste in due sessioni di esercitazioni pratiche con il software Matlab. Gli studenti eseguiranno alcuni semplici calcoli sui dati climatici. Durante queste lezioni, verranno assegnati anche esercizi che gli studenti dovranno svolgere in autonomia.

- Panoramica di alcuni dei principali archivi inerenti osservazioni e simulazioni climatiche
- File NetCDF
- Calcoli di base con dati su griglia, ensembles e serie storiche (medie temporali e spaziali, media di insieme, trend, valori estremi)
- Come rappresentare i dati climatici

Textbook: Goosse H., P.Y. Barriat, W. Lefebvre, M.F. Loutre and V. Zunz, (2008-2010). Introduction to climate dynamics and climate modeling.
http://www.climate.be/textbook/contents.html
http://climate.envsci.rutgers.edu/climdyn2019/Goosse.pdf

Letture facoltative
Hartmann, D. L. Global Physical Climatology. Elsevier Science, 2015.

Durante il corso, verranno fornite le slides delle lezioni e materiale aggiuntivo

I progressi dell'apprendimento verranno vericati tramite lo svolgimento degli esercizi. Al termine del corso, gli studenti dovranno sostenere un esame orale.

orale

Lezioni in presenza e svolgimento di esercizi

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Cambiamento climatico e energia" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile