Seminars

Paolo Cristofanelli

TITOLO: La componente atmosferica dell'Infrastruttura Europea di Ricerca ICOS (Integrated Carbon Observation System) e le attività dell'ISAC.
ABSTRACT: ICOS rappresenta l'infrastruttura di riferimento in Europa per la fornitura di osservazioni su lungo termine, standardizzate e caratterizzate da elevata precisione, per meglio comprendere il ciclo del
carbonio e la variabilità dei principali gas ad effetto serra (CO2, CH4, N2O). Durante questo seminario, fornirò una descrizione generale circa l'organizzazione di ICOS e delle sue componenti, soffermandomi in particolare su quella "atmosferica", alla quale ISAC partecipa attraversoil sito di classe-2 di Monte Cimone. Fornirò inoltre una breve descrizione del contributo Italiano ad ICOS (JRU ICOS-Italy) e delle attività di potenziamento della rete osservativa che sarà svolta attraverso il progetto PON ICOS-PRO-MED. Saranno fornite informazioni su come accedere ai dati dell'infrastruttura ICOS (disponibili sotto licenza CC-BY) e circa alcuni esempio di applicazioni e casi di studio a cui ISAC ha recentemente partecipato.

REGISTRAZIONE EVENTO

Tony Christian Landi

La concentrazione delle specie chimiche in atmosfera terrestre è regolato da quattro categorie di processi: l’emissione, il trasporto, la trasformazione chimica e la deposizione. I modelli numerici tridimensionali dell’atmosfera forniscono una rappresentazione matematica della nostra attuale conoscenza su questi processi e producono una descrizione della variabilità nel tempo e nello spazio delle specie chimiche atmosferiche. Una catena modellistica di composizione atmosferica, può servire principalmente per prevedere l’evoluzione della composizione atmosferica e per riprodurre eventi passati, fornendo - in questo modo - un importante ausilio alla interpretazione di osservazioni eseguite durante campagne di misure ed esperimenti mirati alla investigazione di determinati processi riguardanti la formazione, diffusione, trasformazione e rimozione di inquinanti in atmosfera. Particolarmente utile può risultare la previsione del superamento delle soglie regolamentate dall’Unione Europea per garantire una buona qualità dell’aria (Dir. 2008/50/CE). Un servizio sperimentale, denominato CHIMBO, è operativo presso ISAC e fornisce la previsione dei livelli di inquinamento da polveri sottili (PM10, PM2.5), ozono e diossido d’azoto per il giorno stesso e i due giorni successivi sul territorio italiano ed europeo. Le previsioni sono disponibili in formato grafico sul web. Similmente a quanto è avvenuto per i modelli meteorologici, un forte impulso allo sviluppo dei modelli di composizione atmosferica è stato dato dalla realizzazione di innumerevoli missioni spaziali per l’osservazione della terra. Le misure da satellite hanno molte limitazioni, in termini di sensibilità e numero di variabili, rispetto alle misure che è possibile effettuare da terra, tuttavia sono le uniche a garantire una copertura globale capace di fornire - assieme ad i modelli numerici - una visione d’insieme del fenomeno studiato. Alcuni dei miei lavori recenti hanno riguardato lo studio (i) di processi di emissione in atmosfera di aerosols primari e la formazione di aerosols secondari, (ii) della loro distribuzione nella bassa troposfera e (iii) dei legami tra qualità dell’aria e cambiamenti climatici.

Nella prima parte del seminario verranno presentate le principali attività che ho svolto nell'ambito della ricerca applicata alle osservazioni atmosferiche. Tali attività riguardano la gestione di osservatori e reti di misura, l'esecuzione di campagne sperimentali, la progettazione di tecniche e strumentazione per la misura di variabili ambientali. In particolare, descriverò le attività svolte nell'ambito della ricerca polare e delle osservazioni atmosferiche in regioni di alta quota, durante campagne di misura e quelle inerenti il potenziamento di 4 osservatori climatici-ambientali del CNR in Italia. La seconda parte del seminario invece illustrerà una proposta di riorganizzazione delle attività sperimentali di istituto. Verrà presentata la possibilità di formare un Dipartimento Tecnologico in grado fornire professionalità dedicate all'attività osservativa e di sviluppo di tecnologie ad essa associate. Fornirò un esempio pratico di un modello di gestione di un osservatorio climatico ambientale e come esso si integri all'interno di una rete osservativa.

I will start with an overview of my previous work before approaching global modelling. Then, I will illustrate two model applications to climate. The first application regards an effort to improve paleoclimate simulations. One of the main technical problems towards simulating a complete glacial cycle with general circulation models is considering a variable ocean topography and coastlines. During the last deglaciation, the net flux of freshwater into the ocean was particularly intense due to the high rates of ice sheet melting. This process, together with isostatic adjustments led to variations in the bottom topography and the oceanic boundaries. I will present a tool allowing for automatic computation of bathymetry and land-sea mask changes in the Max Planck Institute Earth System Model. The second application regards the impacts of including stochastic physics schemes (SPS) in future climate projections. SPS constitutes a cheaper alternative to grid refinement in which the unresolved subgrid processes are parameterized by introducing a term of randomness into the physical parameterizations. I will present results on how the inclusion of SPS in the atmospheric component of EC-Earth climate model modify the projections on the Arctic sea-ice decline and global temperature.