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Archive for the 'Modelli Climatici' Category

Il clima futuro in Italia

Le proiezioni dei modelli climatici sull’Italia indicano per i prossimi decenni un netto aumento dei valori medi e degli estremi delle temperature; per la tendenza alla diminuzione delle precipitazioni e alla progressiva concentrazione delle stesse in eventi più intensi, i margini di incertezza sono più ampi.

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L’osservazione delle variazioni climatiche del passato recente e in corso e la stima di quelle future costituiscono il presupposto indispensabile alla valutazione degli impatti e alla definizione delle strategie e dei piani di adattamento ai cambiamenti climatici. Se la conoscenza delle variazioni del clima passato e presente si fonda sulle osservazioni e sull’applicazioni di metodi e modelli statistici di riconoscimento e stima dei trend, quella del clima futuro si basa essenzialmente sulle proiezioni dei modelli climatici.

Per rispondere alla domanda “Quali cambiamenti climatici interesseranno l’Italia nel corso del XXI secolo?” occorre dunque fare riferimento alle attività di ricerca attraverso le quali vengono presentati i risultati dei modelli climatici che riguardano l’area del Mediterraneo e in particolare il nostro Paese. Un esempio recente di questo tipo è rappresentato dall’articolo di Zollo et al. (2015). Nel rapporto dell’ISPRA “Il clima futuro in Italia: analisi delle proiezioni dei modelli regionali”, pubblicato nel mese di giugno di quest’anno insieme alla X edizione del rapporto annuale “Gli indicatori del clima in Italia”, le proiezioni dei modelli climatici sull’Italia vengono invece analizzate e presentate dal punto di vista di un utente primario, piuttosto che di un produttore delle proiezioni stesse. Si è voluto cioè analizzare e confrontare i risultati più aggiornati prodotti da diversi modelli ed esporre in sintesi non solo le stime ma anche gli elementi di incertezza sul clima futuro in Italia. E’ intenzione degli autori anche contribuire a gettare un ponte tra la comunità scientifica che sviluppa e applica i modelli climatici e alcune categorie di utenti finali (decisori politici, stakeholders). Continue Reading »

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Svanita la presunta pausa del riscaldamento globale

Proponiamo la traduzione del post pubblicato su Realclimate da Gavin Schmidt, direttore del GISS-NASA, sulle correzioni nel database della NOAA.

 

In un recente articolo apparso su Science, Karl et al. hanno descritto l’impatto di due aggiornamenti significativi apportati alla serie di temperature globali della NOAA- NCEI (nata NCDC). Questi riguardano

1) l’adozione dell’ultima versione del data set ERSST (Extended Reconstructed Sea Surface Temperature) per le temperature oceaniche, che corregge una serie di errori presenti nelle versioni precedenti,

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Cambiamento climatico e sicurezza alimentare. 2) Il bacino dell’ Indrawati, Himalaya.

Il cambiamento climatico può impattare la produzione agricola ed il consumo d’acqua sul pianeta, mettendo a rischio la sicurezza alimentare. Si mostra qui il secondo di due casi di studio esemplari in Europa ed Asia, dove le modifiche del clima futuro potranno portare ad effetti rilevanti sulla produzione agricola e sul consumo di acqua nella prima metà del secolo.

 

Nonostante la grande distanza e le differenza climatiche e topografiche, una potenziale evoluzione comune unisce Europa ed Asia, ed il cambiamento climatico potrebbe giocare un ruolo fondamentale.

Palazzoli et al. (2014;in review) hanno studiato l’impatto di potenziali cambiamenti climatici sull’agricoltura non irrigua nel bacino del fiume Indrawati, Nepal (Figura 1), utilizzando il modello SWAT. Il fiume ha origine nella fascia nevosa dell’Himalaya (a 5854 m slm) ed il territorio presenta una conformazione montuosa, con qualche zona pianeggiante in cui viene svolta l’attività agricola. Cereali come il riso, grano (frumento), il mais e il miglio sono le colture predominanti e l’economia agricola si base sulla vendita del raccolto (cash crop). Il riso è la coltura principale della regione, ma anche la coltivazione di frumento e mais è diffusa nel territorio. La complessa topografia del Nepal lo rende suscettibile agli effetti del cambiamento climatico, a fronte anche di una scarsa capacità di adattamento (Bhatt et al., 2013). Secondo studi recenti (WWF, 2012) il bacino dell’Indrawati si può considerare un’area povera in termini idrici, con rilevanti difficoltà di accesso all’acqua per via della topografia complessa e delle scarse politiche di supporto del governo. L’indice di povertà idrica, atto a misurare la possibilità di accesso all’acqua è valutato in quest’area pari a WPI = 52.5/100, mediamente povero. A titolo di esempio, secondo studi specifici condotti a livello nazionale su 147 paesi (Lawrence et al., 2002), valori estremi (massimo, minimo) dell’indice WPI sono stati valutati per la Finlandia (WPI = 77) ed Haiti (WPI = 35). L’Italia (WPI = 61) è classificata al 52° posto, mentre il Nepal (WPI = 54) è all’89° posto. Continue Reading »

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Perché le precipitazioni saranno più intense nella regione Euro-Mediterranea

Nel precedente post abbiamo visto come nella zona Euro-Mediterranea i modelli utilizzati da numerosi centri di ricerca prevedono in uno scenario ad alte emissioni l’aumento della frequenza e entità degli eventi di precipitazioni molto intense, rappresentate dallo “stiramento” della coda della distribuzione della precipitazione.

Questa proiezioni sono consistenti con l’aumento della capacità dell’atmosfera di trattenere acqua, definito dall’equazione di Clausius–Clapeyron. Questa relazione permette di stabilire la quantità di acqua che può essere presente in un volume d’aria in funzione dal valore di temperatura, ed  è particolarmente rilevante per gli eventi intensi di precipitazione (Tebaldi et al. 2006, Giorgi et al. 2011), quelli che più di tutti tendono a svuotare la colonna d’acqua disponibile in atmosfera (Allen and Ingram 2002, Allan and Soden 2008). Secondo l’equazione di Clausius-Clapeyron, per ogni aumento di temperatura di 1oC, l’atmosfera aumenta la propria capacità di trattenere acqua del 7%.

Nel lavoro presentato nel precedente post, la differenza tra il 99mo percentile ed il 90mo percentile  (99p-90p) della precipitazione giornaliera ottenuta dalle simulazioni CMIP5 viene utilizzata per quantificare le potenziali variazioni nella larghezza della parte destra della distribuzione di precipitazione (ovvero del range di valori che possono essere attribuiti ad un evento di precipitazione intensa) in uno scenario di clima futuro per la fine del ventunesimo secolo. Continue Reading »

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In futuro precipitazioni più intense nella regione Euro-Mediterranea

Secondo i modelli matematici, nella regione Euro-Mediterranea col procedere del surriscaldamento globale in un potenziale scenario ad alte emissioni aumenterà l’intensità delle precipitazioni e la frequenza degli eventi di precipitazioni molto intense.

 

In un lavoro pubblicato sulla rivista Journal of Climate, con alcuni colleghi ho studiato come possono variare gli eventi di precipitazione intensa in un clima più caldo sulla regione Euro-Mediterranea.

La ricerca ha utilizzato i risultati ottenuti da 20 modelli climatici (vedi elenco in appendice in fondo al post) partecipanti al quinto Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5, Meehl  and Bony 2012, Taylor et al. 2012), gli stessi modelli utilizzati nella stesura del quinto Assessment Report (AR5) dell’IPCC.

I cambiamenti associati alle precipitazioni intense sono stati valutati mediante il confronto dei risultati ottenuti durante l’ultimo quarantennio del ventunesimo secolo (2061-2100) e il periodo storico (1966-2005) assumendo come scenario di clima futuro l’RCP8.5 (Representative Concentration Pathway 8.5), Riahi et al. 2011). Continue Reading »

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Il clima fra Italia e Corea

Il prossimo 22 maggio si svolgerà a Seoul, presso la Ewha Womans University (chi vuole saperne di più sulle università femminili in Corea, legga qui), il Korea-Italy Symposium on Global Climate Change, organizzato congiuntamente dall’ Ufficio di Scienza e Tecnologia dell’Ambasciata Italiana in Corea, diretto dal Dr. Antonino Tata,e dalla sopraccitata università. L’edizione del 2012 fa seguito ad altre due iniziative analoghe svoltesi nel 2007 a Seoul e l’anno successivo a Torino.
Un gruppo di studiosi coreani e italiani discuteranno congiuntamente la questione del cambiamento climatico globale, da un punto di vista multidisciplinare, in modo da offrire un’istantanea delle percezioni coreane e italiane su come il cambiamento climatico stia interessando entrambi i Paesi. Nello stesso tempo, si tenterà di valutare gli sforzi e le azioni intrapresi dai due paesi nel quadro dei programmi del Protocollo di post-2012/Kyoto.
La partecipazione italiana prevede tre membri del comitato scientifico di Climalteranti.it: Alessio Bellucci, Stefano Caserini e Claudio Cassardo.
Alessio Bellucci terrà una relazione sulle proiezioni climatiche su scale decennali. Stefano Caserini illustrerà l’utilizzo degli inventari emissioni per identificare sinergie e punti di conflitto nelle politiche sul clima e sulla qualità dell’aria, di cui si dirà in prossimi post.
Claudio Cassardo presenterà una comunicazione dal titolo “La variabilità climatica e il bilancio energetico/idrologico: il caso delle Alpi”, in seguito brevemente riassunta. Continue Reading »

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Dalla ricerca alla politica e ritorno

Nella seconda parte dell’intervista con Climalteranti, Gavin Schmidt parla dei vari interlocutori nella “conversazione pubblica” sul clima ed esprime un desiderio proprio mentre il suo governo sta per esaudirlo.

I negazionisti dei cambiamenti climatici non trovano più argomenti nuovi, che siano in difficoltà?

Non trovano argomenti nuovi da decenni! Ma il negazionismo (denial) è un atteggiamento pubblico molto legato al contesto politico. Se un partito politico pensa di guadagnarci qualcosa incitandolo, ritornerà. Non se ne va perché la razionalità prevale e la gente cambia opinione. C’è sempre, e l’attenzione che riceve da parte del pubblico dipende soprattutto dai protagonisti della conversazione pubblica, se si concentrano o meno su  questo tema. In Europa, in generale non lo fanno, quindi il problema si pone meno. Negli Stati Uniti abbiamo un partito di cui una metà ha deciso che il tema dei cambiamenti climatici va usato contro le élite liberali, contro Obama, adesso contro le tasse, contro qualunque cosa. Non perché abbia preso in considerazione la scienza e ne abbia tratto le proprie conclusioni. No, fa parte di un discorso preconfezionato. Continue Reading »

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La scienza del clima è un sforzo cooperativo

… e per questo è così entusiasmante, dice Gavin Schmidt  in un’intervista in esclusiva a Climalteranti a Venezia il 29 marzo,  in occasione della conferenza “Communicating climate change issues”.
Il video della prima parte dell’intervista è disponibile qui, in seguito la traduzione a cura di Sylvie Coyaud.

Chissà se esiste uno scienziato del clima laureato in scienze del clima. Lei in che cosa si è laureato?
Ho studiato matematica a Oxford, il mio dottorato era in matematica applicata alla dinamica dei fluidi, vagamente associata agli oceani. Poi da post-doc, ho cominciato a interessarmi al clima.

Come mai?

Era dove c’erano le domande più interessanti. C’è un sacco di complessità nella scienza del clima. Con i problemi di matematica, ci si può arrangiare con le medie, postulare “poniamo una mucca sferica”…

Questa è fisica!

Vale anche in matematica. Ma davanti a problemi reali, se vuole trovare delle risposte rilevanti per il mondo reale, non basta presumere che tutte le complessità scompariranno. Deve affrontare le complessità, vuol dire che deve occuparsi di questioni vere, tener conto anche di piccoli dettagli, e questo vuol dire che non sarà facile trovare una risposta. Non potrà semplicemente scrivere  equazioni e risolverle, che è quello che un matematico fa. Quando diventa uno scienziato del clima, o quando si occupa di qualcosa di più complesso, deve accettarne la complessità, usare metodi diversi, pensare in modo diverso. E’ più interessante, ed è anche più nell’interesse degli altri. Continue Reading »

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Riscaldamento globale e contenuto di calore degli oceani

Traduciamo un post di Gavin Schmidt, su Real Climate, che spiega perché il riscaldamento degli oceani è una buona misura dello squilibrio energetico del pianeta, e un utile complemento alle serie storiche delle temperature alla superficie.

Noi di Real Climate abbiamo trattato l’argomento diverse volte, per esempio nel 2005, 2008 e 2010 [Su Climalteranti avevamo segnalato qui tre post sul tema di Antonello Pasini, ndt]. Tuttavia, negli ultimi mesi sono usciti diversi nuovi articoli su questo legame, che forniscono alcune interessanti prospettive sull’argomento che di certo rimarrà di attualità ora che i modelli in CMIP5 cominciano ad essere analizzati.

L’articolo più recente è stato un nuovo studio, pubblicato dal NCAR a fine settembre, che esaminava cosa succede nei modelli climatici all’OHC, quando si verificano occasionali periodi di 10 anni senza trend nelle temperature superficiali globali [Meehl et al, 2011].

E’ noto – o almeno dovrebbe esserlo – che le simulazioni della fine del 20° secolo e dell’inizio del 21° non producono incrementi termici monotònici a scala temporale annuale o decennale. Continue Reading »

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Clima passato e futuro (seconda parte): i modelli regionali del clima e i dubbi del prof. Visconti

Leggendo il libro “Clima estremo” di Guido Visconti ci sono alcuni frasi ad effetto che dispiacciono, e un ripensamento sulla validità dei modelli regionali di cui non si capiscono le ragioni scientifiche.

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Il libro di Guido Visconti “Clima estremo”, dedica una larga trattazione agli strumenti di regionalizzazione del clima, che si attua con i modelli regionali (RCMs). Questo è comprensibile in quanto ben difficilmente gli estremi climatici sarebbero riproducibili con i modelli globali (GCMs) a causa della ancor loro modesta risoluzione orizzontale.
In particolare, Visconti tratta il futuro climatico degli estremi in Europa (pag. 178). Si è già discusso degli scenari regionali in Europa in un altro post e si è mostrato anche come l’incertezza associata a tali scenari in tale area del Pianeta sia in realtà molto diminuita negli ultimi anni, soprattutto per quanto riguarda la temperatura, pur con le incertezze per altro evidenziate. Questo evidente progresso non viene menzionato nel libro di Visconti, dove invece si sottolinea l’idea che i RCMs hanno in ogni caso difficoltà  a riprodurre il clima a scala regionale, dal momento che sono guidati dai GCMs che hanno, secondo Visconti, una scarsa qualità.

Per di più, anche in una discussione totalmente tecnica Visconti trova il modo di inserire un nuovo commento, tecnicamente discutibile e condito con una certa dose di arroganza, nel quale manifesta il suo giudizio negativo nei confronti di tanti scienziati che operano nel settore. Continue Reading »

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Clima passato e futuro: perché la Scienza avanza – prima parte

La Scienza è andata avanti sia nel processo di  conoscenza delle cause delle variazioni accadute in passato, sia nella capacità di simulare il clima futuro. Il Prof. Enrico Bellone, richiamando una frase  riportata in un recente libro del Prof. Guido Visconti, sostiene il contrario e secondo noi commette un errore. Partendo da un’attenta analisi del libro di Visconti si scopre che le cose non stanno proprio così: in particolare, soprattutto nella seconda parte si scoprono tante altre affermazioni discutibili, spesso contraddittorie e confuse. Qua e là traspare anche un certo livore personale dell’autore nei confronti degli utilizzatori dei modelli di simulazione del clima, che vengono reputati non come scienziati che svolgono il loro lavoro di ricerca con passione e coscienza, ma piuttosto come personaggi a caccia solo di fama e fondi di ricerca. Dispiace constatare  che per difendere delle tesi scientifiche si usino anche argomentazioni del genere: evidentemente  quando non si hanno forti contrapposizioni tecniche da addurre a difesa delle proprie tesi, anche le frasi “ad effetto” si ritiene possano aiutare.

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PRIMA PARTE: La Scienza è andata avanti, e non poco, nel comprendere il clima.

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Nel successivo commento alla lettera che un gruppo di scienziati italiani ha inviato alla rivista “Le Scienze” (vedi qui), il Prof. Bellone, per perorare le sue tesi, fa riferimento ad una frase che il Prof. Guido Visconti riporta nel suo libro “Clima Estremo” (anno 2005, editore Boroli, pag. 165 – vedi qui) che recita testualmente: “…la Scienza non è in grado di spiegare le variazioni climatiche che sono avvenute in passato: pertanto non si capisce come la stessa Scienza potrebbe essere in grado di prevedere quello che avverrà nel prossimo futuro. Malgrado ciò organismi internazionali come l’IPCC annunciano con cadenza regolare previsioni per i prossimi 50 o 100 anni. Questa apparente capacità previsionale è la stessa che ha dato notorietà e quindi assicurato fondi, ad un’intera classe scientifica negli ultimi 20 anni”.

Questa frase stimola l’apertura di un dibattito interessante e che mi auguro possa approfondirsi anche con chi è “scettico” sulle responsabilità antropiche al riscaldamento globale; in questa prima parte si vorrebbe smontare il paradigma che nel settore delle scienze del clima e della previsione degli scenari futuri la comunità scientifica sia praticamente ancora all’anno zero o quasi, come si vuol far credere con affermazioni del genere. Continue Reading »

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Sull’affidabilità dei modelli /3-conclusione: perché sono urgenti le azioni di adattamento

I risultati del progetto ENSEMBLES mostrano scenari di cambiamenti climatici pericolosi sul mediterraneo. Tenendo conto che i risultati di modelli così complessi non possono essere truccati volontariamente, occorre urgentemente superare il ritardo nel predisporre le misure di adattamento.

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Come visto nel post precedente, i lavori del progetto ENSEMBLES forniscono proiezioni sul clima europeo del futuro molto preoccupanti.
Le tre principali tendenze possono essere così riassunte:
·    riduzioni consistenti della copertura nevosa sulle Alpi;
·    modifiche degli estremi di temperatura e precipitazione nel Mediterraneo;
·    aumento della frequenza e della durata delle onde di calore in Europa.
Molti dei risultati confermano quelli ottenuti da altri progetti comunitari svolti in passato (es. progetto PRUDENCE o pubblicati recentemente da altri autori.
Il segnale più forte di cambiamento è l’aumento considerevole della variabilità nel campo termico sull’Europa, con importanti aumenti dell’ampiezza e della durata delle onde di calore soprattutto nel sud Europa (come mostrato ad esempio dalla figura 6.21 del report).

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Sull’affidabilità dei modelli /2: gli ultimi – preoccupanti – scenari del progetto ENSEMBLES

Come anticipato nel precedente post, il “core” del progetto ENSEMBLES è consistito nell’individuare metodologie per un uso combinato di un gran numero di simulazioni prodotte da svariati GCMs (Modelli di Circolazione Generale dell’atmosfera) e RCMs (Modelli Climatici Regionali) finalizzate alla valutazione quantitativa, e statisticamente solida, dell’incertezza delle stesse. Lo sviluppo di tali nuovi sistemi di modellazione si è basato sulle ultime e più aggiornate versioni dei modelli disponibili presso i maggiori centri di produzione in Europa.

Le simulazioni prodotte hanno reso disponibili nuovi scenari di cambiamento climatico, espressi anche in forma di probabilità di accadimento, cosa questa abbastanza nuova, rispetto ad esempio a quanto mostrato dal Quarto Rapporto IPCC. Il progetto si è sviluppato per 5 anni a partire dal 2004 ed è stato coordinato dal Servizio Meteorologico inglese, al cui interno opera Hadley Centre, uno dei centri di ricerca sul clima più importanti a livello mondiale, e ha visto la partecipazione di ben partner da 20 paesi in maggioranza europei, a cui si sono poi aggiunti altri 30 organizzazioni che non hanno usufruito dei fondi comunitari.

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Nello specifico, gli argomenti trattati sono ricondotti a diversi temi di ricerca che possono essere riassunti in:
a) sviluppo di sistemi di previsione globale di Ensemble (EPS) attraverso uso combinato di modelli accoppiati atmosfera-oceano (AOGCMs);
b) produzione di nuove simulazioni a scala stagionale, decennale e centenaria;
c) formulazione di  modelli regionali (Regional Climate Models-RCMs) ad alta risoluzione (circa 25 km) con i quali produrre scenari regionali dopo averne valutato l’attendibilità attraverso simulazioni con condizioni al contorno perfette (usando le rianalisi ERA40 prodotte dal Centro Europeo di Reading, ECMWF);
d) studio dettagliato dei processi che governano la variabilità del Clima e i suoi cambiamenti;
e) validazione delle diverse catene modellistiche, per quanto concerne la riproducibilità del clima attuale, attraverso l’uso di dati osservati e di analisi su grigliato del tutto indipendenti dai modelli utilizzati;
f) valutazione degli impatti su diversi settori di attività umane e su una vasta gamma di ecosistemi naturali;
g) esame dei diversi scenari prodotti con implicazioni anche sulle policy di applicazione di azioni di adattamento e mitigazione. Continue Reading »

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Sull’affidabilità dei modelli /1: GCM e modelli statistici

La polemica incentrata sulla presunta incapacità dei modelli di circolazione generale dell’atmosfera (GCM o, se accoppiati atmosfera-oceano, AOGCM) di simulare il clima non accenna a smorzarsi, stando almeno a quanto si legge in diversi forum e blog a tema climatico. Anche Climalteranti ha riportato in due post di poco tempo fa commenti ad alcune posizione espresse, da esempio, dal prof. Nicola Scafetta sul tema. Ritornano tra l’altro vecchie discussioni, ad esempio sul ruolo del forcing solare quale causa principale o quasi del riscaldamento globale (GW); discussioni che parevano superate già da diverso tempo. Non entrerò assolutamente nei dettagli di questa discussione in quanto mi sembra sia abbastanza  consolidato il fatto (dare un occhio alla figura 34 riportata qui sotto, estratta dall’articolo di Joanna D. Haigh: “The Sun and the Earth’s Climate”), che il riscaldamento della prima metà del secolo 20mo possa essere in qualche modo collegabile all’aumento del forcing solare, mentre non si comprende come il forcing solare possa spiegare l’aumento dall’inizio degli anni ’80, dove invece l’unico segnale avente la stessa tendenza è appunto il trend dei gas serra (si confronti la riga tratteggiata rossa che mostra le emissioni di gas serra con la fascia grigia che rappresenta l’andamento dell’anomalia della temperatura media del pianeta).

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Java Climate Model: il sistema climatico a portata di click

Climalteranti presenta un’applicazione JAVA disponibile in rete in modalità download – installazione in locale o con diretta fruizione da internet. Il software è uno strumento semplice ma con notevoli potenzialità sia divulgative che analitiche, in grado di dare ad un utente interessato un’ampia disponibilità di informazioni sui cambiamenti climatici con l’ausilio di un’ottima rappresentazione grafica, numerosi riferimenti bibliografici e tecnici.

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Fra i tanti aiuti che il World Wide Web offre a chi volesse approfondire la tematica climatica, uno dei più interessanti è il Java Climate Model un software che consente un’esplorazione a 360° del sistema climatico, con approfondimenti sugli aspetti emissivi, climatici, geografici, modellistici, chimico-fisici, economici, sociali e demografici. L’utilizzo del software porta ad affrontare molti dei dati e dei parametri utilizzati dai modelli climatici, nonché gli scenari emissivi, e fornisce i risultati sui principali output dei modelli come l’aumento delle concentrazioni di CO2, l’aumento della temperatura, l’innalzamento del livello del mare.
Nella versione 5 (JCM 5) l’autore del software, il ricercatore Ben Matthews, ha inserito direttamente nel programma le informazioni contenute nei rapporti IPCC, sia nel Third Assessment Report che nel più recente Fourth Assessment Report. Le applicazioni del software consentono di confrontare gli scenari SRES, ipotizzare modifiche del sistema climatico o stimare gli effetti della variazione delle emissioni di gas serra sui parametri climatici, tramite la visualizzazione di grafici interattivi e di dati tabellati, tutti referenziati e pubblicati dall’IPCC o ricavati tramite interpolazioni di questi ultimi.

Figura 1: schermata iniziale del software JCM 5 Continue Reading »

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