Climat

Exemplu de dinamică atmosferică-climatică globală ( acoperire de nori ) ( NASA )

Clima (din grecescul κλίμα care înseamnă „regiune, întindere a țării, climă”) este starea medie a vremii atmosferice la diferite scări spațiale ( locală , regională, națională, continentală, emisferică sau globală) detectată de cel puțin 30 de ani (conform la definiția oficială dată deOrganizația Meteorologică Mondială ).

Este în mare măsură o funcție a înclinației razelor solare pe suprafața Pământului pe măsură ce latitudinea variază; fiecare centură climatic-latitudinală a Pământului corespunde diferitelor caracteristici fizico-ambientale din punct de vedere al florei și faunei numite biom (de exemplu, păduri tropicale , deșerturi , păduri temperate , stepe , taiga , tundră și gheață polară ), influențând puternic activitățile economice , obiceiurile și cultura a populațiilor care locuiesc în zonă.

Principala caracteristică a climei în ceea ce privește „ timpul meteorologic ” comun, pe lângă intervalul de timp de observare și studiu, are o tendință care tinde să rămână stabilă de-a lungul anilor, în ciuda unei variabilități climatice interanuale datorate anotimpurilor și mediei. -perioada lungă care o suprapune. Atenția științifică din ultimele decenii s-a îndreptat din ce în ce mai mult spre înțelegerea sau cercetarea aprofundată a mecanismelor care reglează clima pământului, în special în raport cu schimbările climatice temute observate în ultimele decenii (de exemplu, încălzirea globală ). Disciplina științifică care studiază toate aceste aspecte este climatologia .

Descriere

Clima și vremea

Același subiect în detaliu: Climatologia , vremea și variabilitatea climei .

„Timp meteorologic și„ climă ”sunt termeni care în limbajul comun sunt adesea folosiți sinonim , dar din punct de vedere strict științific semnificațiile lor sunt distincte.

Distribuția temperaturii pe suprafața pământului. În roșu zonele cu cea mai mare temperatură , în albastru zonele cu cea mai mică temperatură ( NASA ).

Temperaturi în zona arctică de la satelitul meteorologic

Când vorbim despre „climă” ne referim la condițiile de mediu care persistă într-o zonă pentru perioade lungi de cel puțin câteva zeci de ani (de la cel puțin 30 de ani la mii de ani) și condițiile atmosferice care tind să reapară sezonier, în timp ce ar trebui luate în considerare variațiile zilnice ale vremii, schimbările sezoniere sau anuale ale vremii unei zone. În practică, atunci când vorbim despre climă vorbim nu numai despre condițiile meteorologice, ci mai presus de toate despre mediul asociat acestora: o schimbare a climei este o variație stabilă nu numai a condițiilor meteorologice ale unei zone, ci și a mediului în care se află (mediu precum plante, animale, morfologie, ...).

Clima se referă la zone terestre care variază de la extensii mici la zone foarte mari (de exemplu, benzi climatice sau continente întregi). În special, Organizația Meteorologică Mondială (OMM) a stabilit că durata minimă a seriei istorico-temporale de date continue pentru a identifica caracteristicile climatice ale unei locații date este de cel puțin 30 de ani.

Prin urmare, este evident că chiar și clima unei regiuni, deși prezintă o anumită regularitate în timp, poate fi supusă unor schimbări temporale, chiar și cu perioade mici comparabile cu durata medie a vieții umane; prin urmare, se întâmplă destul de frecvent ca o persoană, în viața sa, să se simtă experimentând mici schimbări climatice . A fortiori, prin urmare, pot exista schimbări climatice pe perioade lungi, ca răspuns la variațiile factorilor enumerați mai jos.

În acest context, studiile de „ analiză climatică ” ale seriilor istorice menționate anterior au o importanță deosebită, evidențiind tendințele și ciclicitățile statistice ale cantităților meteo-climatice observate, adică anomaliile și regularitățile parametrilor în raport cu media referinței. perioadă (pe de altă parte, analizele pe termen scurt referitoare la evenimente meteorologice individuale au un sens redus, deoarece se încadrează în variabilitatea meteorologică comună). Apoi urmați, în general, studiile de atribuire a cauzelor schimbărilor climatice. Din punct de vedere tehnic, se poate spune că vremea atmosferică este haotică, cu o temporalitate scăzută sau o perioadă scurtă, trecând apoi la starea de echilibru sau prezentând o anumită regularitate pe termen lung (vezi atractivul Lorenz ).

Definiții administrative și de reglementare

Conform Glosarului dinamic ISPRA- CATAP , clima înseamnă sinteza statistică a parametrilor atmosferici ( temperatură , precipitații , umiditate , presiune atmosferică , vânturi ) care afectează un teritoriu pentru o perioadă de timp suficient de lungă.

Elemente ale climei

Același subiect în detaliu: clima Pământului .

Stație de colectare a datelor meteo-climatice din Antarctica

Elementele climatice sunt mărimi fizice măsurabile, măsurarea cărora se efectuează cu ajutorul instrumentelor adecvate de către stațiile meteorologice (colibe standard din lemn de culoare albă) și sunt:

• temperatura ;
• umiditate ;
• presiune ;
• intensitatea și durata radiației solare (funcția de latitudine, anotimp și durata zilei);
• precipitații ;
• tulbure ;
• vânt (viteză, direcție, rafale).

Sunt aceleași elemente care caracterizează timpul atmosferic, dar în concordanță cu definiția climatului, sunt relevante doar valorile medii asumate pe o perioadă lungă de timp.

Factori climatici

Efectele latitudinii asupra incidenței radiațiilor solare

Factorii climatici sunt condițiile care produc variații ale elementelor climatice. Putem distinge între factori zonali, care acționează regulat de la ecuator la poli, și factori geografici, care acționează diferit pentru fiecare locație.

Acestea sunt factori zonali:

• latitudine (distanța unui punct față de ecuator);
• circulația atmosferică generală, care afectează prin schimburi de căldură între regiunile calde și regiunile mai reci.
• efect de sera
• albedo

Acestea sunt factori geografici:

• altitudine (odată cu înălțimea temperatura scade cu 6 grade la fiecare 1000 m, presiunea și umiditatea, în timp ce radiația solară și, până la o anumită altitudine, crește precipitațiile );
• prezența lanțurilor montane (care blochează vânturile, forțându-le să se ridice la altitudini mai mari, unde temperatura este mai scăzută, condensând vaporii de apă și provocând ploi);

Harta curenților oceanici

• expunerea la soare sau sărut (care schimbă unghiul de incidență al soarelui);
• apropierea de mare (care afectează temperatura și umiditatea, reducând intervalul de temperatură deoarece scade temperaturile maxime și le ridică pe cele minime);
• curenții marini (care pot fi calzi și reci; cei calzi fac climatul coastelor să cadă cald și umed, în timp ce cei reci îl fac rece și uscat);
• vegetație (atenuează clima datorită prezenței mai mari a vaporilor de apă, făcând astfel clima mai umedă);
• activitatea umană (care acționează asupra climei deoarece este capabilă să modifice mediul natural și echilibrul ecosistemelor).
• iradiere solară .
• apropierea de bazine mari de apă (funcția de atenuare a acestor bazine favorizează variații de temperatură mai puțin accentuate în comparație cu o regiune care nu le are, favorizând climatul caracteristic blând)

Clasificarea climelor

Același subiect în detaliu:Clasificarea Köppen a climelor , Clasificarea climatică Thornthwaite și Primatele climatice mondiale .

Harta climatelor lumii

Faimoasă este clasificarea Climei de către Wladimir Köppen în funcție de care climatele sunt împărțite în:

Clima planetelor înconjurătoare

Venus , renumită pentru efectul său intens de seră

• Atmosfera lui Venus are o presiune de 94 de ori mai mare decât cea a Pământului și este compusă din 97% CO ₂ . Absența apei a împiedicat extragerea dioxidului de carbon din atmosferă, care s-a acumulat provocând un efect de seră intens care a crescut temperatura suprafeței până la 465 ° C, peste punctul de topire a plumbului . Probabil că distanța mai mică de Soare a fost decisivă pentru producerea condițiilor actuale de pe planetă. Trebuie să ne amintim că micile schimbări pot declanșa un mecanism de feedback și, dacă acesta este suficient de mare, poate atinge un nivel incontrolabil, dominat de unii factori și poate avea condiții extreme precum cele ale lui Venus.
• Atmosfera de pe Marte are o presiune de doar șase milibari și, deși este compusă din 96% CO ₂ , efectul de seră este rar și nu poate preveni o oscilație a temperaturii diurne de ordinul a 55 ° C, nici temperaturile scăzute ale suprafeței care ating minime de -86 ° C în latitudinile medii. Se pare că în trecut s-a bucurat de condiții mai bune, deci a existat apă lichidă la suprafață, dovadă fiind multitudinea de canale și văi erozive; acest lucru a fost cauzat de o creștere a concentrației de dioxid de carbon în atmosfera sa, provenită din emisiile marilor vulcani marțieni , care au provocat un proces de degazare similar cu cel care a avut loc pe planeta noastră. Principala diferență este că diametrul lui Marte este jumătate din cel al Pământului, astfel că căldura internă a fost mult mai mică, iar planeta s-a răcit deja cu mult timp în urmă. Fără activitate vulcanică, Marte a fost condamnat și CO _{2 a} scăpat cu ușurință din atmosferă, datorită și forței de greutate reduse față de Pământ. Mai mult, este posibil ca unele procese de tip mineral să absoarbă CO ₂ și, nu compensate de emisiile vulcanice, să fi cauzat scăderea drastică a acestuia. Apoi planeta s-a răcit treptat pentru a îngheța micul CO ₂ rămas în calotele polare de astăzi.

Funcționarea sistemului climatic

Același subiect în detaliu: circulația atmosferică , feedback , ciclul apei și ciclul carbonului .

Circulația atmosferică

Sistemul climatic este rezultatul cuplării atmosferei - ocean - biosferă - criosferă cu schimburi de căldură sensibilă , vapori de apă , impuls (prin vânturi în mișcare de undă) și diferite elemente chimice (prin cicluri biogeochimice ) la interfața de separare a diferitelor mass-media. Motorul sistemului climatic este Soarele (forțare exogenă) care încălzește suprafața pământului cu intensitate variabilă (descrescătoare) cu latitudine provocând un gradient termic între poli și ecuator unde insolația este respectiv minimă și maximă. Influența oceanelor se simte și prin tipare de circulație cuplate cu atmosfera și numite teleconexiuni atmosferice .

Ca o consecință a acestui lucru și a rotației Pământului, restabilirea echilibrului termic planetar latitudinal este încredințată circulației generale a atmosferei care poate fi împărțită în 3 macrocelule mari pe emisferă: celula Hadley care pleacă de la centura ecuatorială la cea tropicală, celula Ferrel care acoperă latitudinile medii și celula polară care este staționată pe poli până la cercul polar. Fiecare dintre aceste celule comunică cu vecinul său schimbând mase de aer la diferite temperaturi și umiditate. O caracteristică fundamentală a atmosferei Pământului este efectul de seră, adică prinderea căldurii de către gazele atmosferice.

Sistemul climatic este un sistem în echilibru dinamic cu forțările sale externe (exogene), cum ar fi Soarele, și interne (endogene), cum ar fi ciclurile oceanice și concentrația gazelor cu efect de seră , adică își schimbă starea de echilibru termic pe măsură ce se schimbă intensitatea forțelor în sine. În cadrul sistemului, în virtutea schimbărilor în forțarea originii naturale, poate fi definit și conceptul de variabilitate climatică .

Într-o reprezentare fizico-matematică prin spațiul fazelor sistemului climatic sau prin atragătorul rezultat, traiectoriile individuale ale stării reprezintă evoluția meteorologică normală (referibilă la fiecare parametru meteorologic) cu o variabilitate clară intra-sezon și interanuală (haos) a traiectoriilor în sine, în timp ce ciclicitatea climatică regulată este reprezentată în schimb de forma generală a atractorului (fluture sau lob dublu) unde echilibrul sistemului este evidențiat ca „media” traiectoriilor individuale. Pe măsură ce forța se schimbă, echilibrul traiectoriilor în timp (densitatea și centrul de greutate), deci al sistemului, se deplasează pe un lob sau pe celălalt.

Ciclu de apă

O importanță semnificativă sunt feedback - ul sau procesele de feedback ale sistemului climatic cu privire la forțarea originală a sistemului în sine, atât pozitive, cât și negative (albedo, gheață, nori etc.), care sunt adesea neliniare în natură împreună cu alte procesele liniare. fac din sistemul climatic în mod corespunzător un sistem complex care manifestă, adică un comportament emergent numai în corespondență cu calculul in toto al tuturor proceselor („întregul este mai mare decât suma părților unice”). Prin urmare, energia externă primită este absorbită și redistribuită în întregul sistem prin diferitele procese interacționale și la echilibru o parte a acestei energii este redată spațiului; în virtutea acestui fapt, sistemul climatic este, de asemenea, un sistem deschis sau neizolat, adică disipativ . La aceasta se adaugă capacitatea semnificativă de autoreglare a temperaturii globale de către oceane capabile să acționeze ca rezervoare mari de stocare a căldurii datorită capacității lor termice considerabile.

Dificultatea evidentă de a studia prin reproducerea în laborator a întregului sistem și necesitatea de a lua în considerare toate procesele reprezentative în conexiune strict neliniară a condus în ultimele decenii la o abordare de studiu simulată, cu utilizarea de laboratoare virtuale sau „cuplate utilizarea supercomputerelor și a modelelor matematice pentru a obține simulări asupra climatului trecut și viitor, păstrând astfel, prin validarea modelului pe datele din trecut, una dintre cerințele cheie ale științei fizice moderne, care este reproductibilitatea galileană a observabilă , precum și depășirea definitivă a abordării calitative cu cea mult mai riguroasă cantitativă, cântărind contribuțiile fiecărui factor ^[1] .

Indici climatici și teleconexiuni

Același subiect în detaliu: teleconexiuni atmosferice .

Fenomenul ENSO

Indicii climatici sunt utilizați de oamenii de știință pentru a caracteriza și a înțelege mai bine mecanismele climatice; la fel cum se întâmplă cu indicii bursieri, de exemplu Dow Jones , care reprezintă fluctuațiile globale ale mai multor stocuri, tot așa indicii climatici într-un sens „rezumă” caracteristicile esențiale ale climatului și, prin urmare, sunt definiți ca simpli și complecți , în sens că oferă o descriere generală a stării atmosferei sau oceanelor. Acestea cuantifică fazele așa-numitelor teleconexiuni atmosferice, adică modurile sau tiparele variabilității atmosferice și oceanice la frecvență medie, joasă și înaltă.

Cu numele de " El Niño Southern Oscilation " (sau mai pe scurt " ENSO ") se numește un fenomen oceanic și atmosferic important. El Niño (și fenomenul opus, La Niña) sunt fluctuații ale temperaturii apei de suprafață din Oceanul Pacific de Est , printre cele mai importante și influente teleconexiuni oceanico-atmosferice.

Modele climatice

Același subiect în detaliu: Modelul climatic .

Schema rețelei unui model climatic global

Pentru studiul viitorului climat, de asemenea, în legătură cu problema schimbărilor climatice , s-au dezvoltat diferite modele climatice începând cu anii șaptezeci, atât la nivel global ( Global Climate Models , GCMs), cât și regionale ( Regional Climate Models , RCMs) obținute cu operațiuni de redimensionare din modele globale.

Ecuațiile de bază ale modelelor climatice sunt substanțial aceleași cu cele ale modelelor meteorologice , dar în câmpul climatic, pe lângă modelele de transfer radiativ-convectiv și modelele de dinamică a fluidelor , deja prezente în cele meteorologice, ecuațiile referitoare la fizice se adaugă procese care au puțină influență asupra scării. meteorologice (pe termen scurt), dar o greutate mult mai mare pe o scară climatică (pe termen mediu-lung), cum ar fi efectul stratului de zăpadă asupra albedo-ului terestru, interacțiunea dintre atmosferă și biosferă. prin ciclul carbonului pentru evaluarea impactului forțării antropice, a variațiilor în curenții oceanici (modele oceanice ) sau a tuturor reacțiilor posibile la forțarea energetică a sistemului.

Mai mult, tipul de „rezoluție matematică” a modelului se schimbă radical: în timp ce în modelele meteorologice condițiile inițiale de la care începe prognoza meteo (inițializare) și în virtutea cărora își pierde sensul peste 15 zile, modelele climatice (deși inițializate) vizează la calculul echilibrului mediu general al sistemului climatic sau al parametrilor caracteristici medii ai acestuia, care pot fi vizualizați printr-un simplu atractiv, al cărui rezultat în stare staționară este, prin urmare, independent de condițiile inițiale, dar depinde doar de echilibrul forțării energetice a sistemul combinat într-un proces neliniar la feedback.

Ciclul carbonului

Nivelul de detaliere al modelelor climatice este deci de natură să excludă reproducerea variabilității meteorologice comune interanuale și intra-sezoniere sau haosul intrinsec al atmosferei, evidențiind în schimb tendințele pe termen lung ale diferiților parametri atmosferici în funcție de singura forțare semnificativă; cu alte cuvinte, rezultatele ( ieșirile ) modelelor climatice sunt pur indicative pentru starea viitoare a „mediei” atmosferei, adică oferă tendințe pe termen mediu-lung complet în conformitate cu definiția statistică a „climatului” și analiza o prognostic necesar, lăsând detaliile pe termen scurt ale variabilității meteorologice comune celor meteorologice cu definiție spațio-temporală ridicată.

Prezicerea climatului sau a tendințelor este, prin urmare, mai simplă pe hârtie decât prezicerea vremii, atâta timp cât știți toate forțele; după unii, singura dificultate ar fi în modelarea corectă a tuturor proceselor, inclusiv feedback-ul, pentru a face modelul cât mai realist posibil sau fidel realității. În realitate, chiar și modelele simple pot avea valabilitatea lor concretă pe termen lung grație excluderii anumitor procese relevante doar pe termen scurt.

În ceea ce privește modelele meteorologice, modelele climatice diferă, de asemenea, unele de altele pentru diferitele parametrizări utilizate pentru unele procese fizice.

Pe baza complexității modelului, există, de asemenea, modele de echilibru energetic cu punct unic, modele de complexitate intermediară (EMIC), modele dinamice de complexitate completă (dar cu o sarcină de calcul mare), cum ar fi AOGCM-uri, sau modele cu cuplare ocean-atmosferă sistem-biosferă-criosferă care operează pe o rețea atmosferică și în cele din urmă modele de rețea neuronală .

În contextul teoriei oficiale a încălzirii globale care dorește cauze de natură predominant antropică ( efect de seră ), dată fiind incertitudinea cu privire la cantitățile de gaze cu efect de seră viitoare eliberate de activitățile umane, previziunile privind schimbările climatice viitoare sunt exprimate în termeni de „scenarii” sau prognoze bazate pe diferite ipoteze ale emisiilor de gaze cu efect de seră obținute la rândul lor pe baza modelelor economice de dezvoltare mondială.

În ceea ce privește modelele meteorologice, o dezvoltare recentă a previziunilor climatice este reprezentată de prognozele ansamblului multimodel care, prin fundamentele fizicii stocastice, încearcă să reducă incertitudinea care decurge din prezența numeroaselor modele climatice, sau mai degrabă a multor parametrizări diferite, prin medierea adecvată a rezultatelor dintre diferitele modele.

Alte domenii climatologice de studiu

Schimbările climatice

Redați fișierul media

Dinamica anuală a Co2 pe Pământ într-un an ( NASA )

Același subiect în detaliu: Schimbările climatice .

Termenul schimbare climatică indică variațiile climatului Pământului , adică variații la diferite scale spațiale (regionale, continentale, emisferice și globale) și istorico-temporale (zece ani, seculare, milenare și ultramilenare) ale unuia sau mai multor medii și parametrii climatici în valorile lor medii: temperaturi (medii, maxime și minime), precipitații , înnorări , temperaturi ale oceanului , distribuția și dezvoltarea plantelor și animalelor.

Paleoclima

Studiul climatului trecut este subiectul paleoclimatologiei . Conform cunoștințelor actuale, clima terestră ar fi suferit schimbări climatice importante de origine naturală în diferitele ere geologice din trecut, în principal datorită variațiilor orbitale terestre ( ciclurile Milanković ), variațiilor activității solare și modificărilor compoziției chimice a atmosferei terestre. , în special în concentrația de gaze cu efect de seră care evidențiază faze alternative de răcire și încălzire globală, cum ar fi glaciațiile și perioadele interglaciare. Aceste rezultate reies din diferite studii de bază asupra gheții polare și sedimentelor geologice, precum și, în ceea ce privește ultimele două milenii, din rezultatele dendroclimatologiei , adică din analizele privind creșterea inelelor copacilor.

Microclimat

Același subiect în detaliu: Microclimatul .

În contextul local, se vorbește adesea despre microclimat pentru a indica caracteristicile climatice ale unui anumit loc care diferă de cele ale unui loc adiacent datorită propriilor caracteristici geo-morfologice (de exemplu, expunerea la nord sau sud, vegetație etc.).

Clima și vegetația

Studiul aspectelor climatice care afectează distribuția plantelor constituie fitoclimatologie . Pentru a defini tipul de fitoclimat al unei regiuni, trebuie luată în considerare interacțiunea dintre temperatură și precipitații : cantitatea de apă necesară vegetației crește odată cu creșterea temperaturii datorită creșterii evaporării și transpirației .

Cu toate acestea, cel mai important factor în cantitatea totală de precipitații este distribuția sa pe parcursul anului și umiditatea aerului. Foarte diferite forme de vegetație au fost recunoscute în raport cu clima, care pot reprezenta categorii de bază pentru identificarea semnificațiilor adaptative în raport cu clima. Ele sunt adesea caracteristici ale diferiților biomi prezenți la diferite latitudini și altitudini.

Notă

Bibliografie

• Glosar dinamic pentru mediu și peisaj - Revizuire martie 2012 ( PDF ), pe isprambiente.gov.it , ISPRA-CATAP, 2012.

Elemente conexe

• Efect de sera
• Schimbările climatice
• Climatologie
• Clima Pământului
• Clima italiană
• Microclimat
• Modificarea climatului
• Record climatic în lume
• Vremea (meteorologie)
• Variabilitatea climatică
• Program de cercetare aurorală activă de înaltă frecvență

Alte proiecte

• Wikționarul conține dicționarul lema « climă »
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre climă

linkuri externe

• Climate , în Dicționar de istorie , Institutul Enciclopediei Italiene , 2010.
• ( IT , DE , FR ) Clima , pe hls-dhs-dss.ch , Dicționar istoric al Elveției .
• ( EN ) Climate , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
• ( EN ) Climate , în Encyclopædia Iranica , Ehsan Yarshater Center, Columbia University.
• ( EN , FR ) Climate , on Canadian Encyclopedia .
• Raportul IPCC 2007 privind schimbările climatice , pe ipcc.ch.
• Fundația Michelagnoli - Afișe climatice (PDF 6,36 MB) (PDF), pe fondazionemichelagnoli.it. Adus la 16 martie 2006 (arhivat din original la 7 mai 2006) .
• Fundația Michelagnoli - Posterele schimbărilor climatice (PDF 4,82 MB) (PDF), pe fondazionemichelagnoli.it. Adus la 16 martie 2006 (arhivat din original la 7 mai 2006) .
• Institutul CNR de Științe Atmosferice și Climatice
• Ökoinstitut Südtirol / Alto Adige - Activități de sensibilizare și diseminare, managementul energiei
• ( EN ) Înregistrați temperaturile din lume , pe mherrera.org .
• Schimbările climatice văzute de mass-media , pe change-climatic.blogspot.com .
• Analize climatologice lunare - Activitate mondială de cercetare

Portale Geografia

Portale Meteorologia