Modellistica del Clima

Il clima ha cessato da tempo di essere una componente immutabile dello scenario dell’umanità. La capacità che la società umana ha acquisito di modificare ed influenzare la variabilità e lo stato del clima è ormai un dato che fa parte della coscienza collettiva. In questo modo, lo studio del clima è entrato a far parte di quella ristretta cerchia di problemi ad alto contenuto scientifico e tecnologico che hanno un enorme impatto sulle attività umane e sulla pubblica opinione, come è stato riconosciuto dalle conferenze delle Nazioni Unite sulle modificazioni del clima globale e dalla stesura della Convenzione Internazionale sul Clima, del Protocollo di Montreal e dei suoi emendamenti. La ricerca si pone come obiettivo l’aggiornamento e l’ulteriore sviluppo delle attività di valutazione dei cambiamenti climatici a livello globale, con una speciale enfasi sulle aree dove gli interessi italiani sono più forti (il Mediterraneo, l’area Euro-Atlantica) e per le aree di più alta rilevanza scientifica (Tropici, sistemi monsonici, teleconnessioni con le alte latitudini). L’Unità Funzionale di Climatologia Dinamica si concentra quindi sullo studio, principalmente attraverso simulazioni numeriche e studi teorici, della variabilità naturale del clima e dei cambiamenti climatici dovuti ad effetti antropici . Gli strumenti a disposizione della linea di ricerca consistono in modelli numerici di diversa complessità e realismo, da semplici modelli lineari a più completi modelli accoppiati atmosfera-oceano.

Tali modelli vengono usati anche per la produzione di previsioni delle variazioni climatiche a diverse frequenze temporali sia a scala globale che regionale. Per quanto riguarda la scala globale l’INGV produce simulazioni numeriche multidecadali con un modello numerico accoppiato del sistema terra a multi componenti (atmosfera, oceano, ghiaccio marino, ecosistema e vegetazione) che vengono utilizzate per lo studio della variabilità climatica dalle scale intrastagionali a quelle decadali. Tale modello è anche parte di un sistema di previsioni stagionali. L’uso di un modello numerico oceanico di circolazione generale in combinazione con dati di altezza dinamica provenienti da satelliti e di temperatura e salinità provenienti da diversi laboratori internazionali, permette la produzione di analisi oceaniche a scala globale e le condizioni iniziali per le attività di previsioni stagionali.

Nel corso del 2003 è stato completato l’allestimento del nuovo centro di calcolo nella sede di Bologna che comprende due nodi di super-calcolo vettoriale, 2 NEC-SX6 (figura), uno con 4 CPUs e 32 Gb di memoria, l’altro con 8 CPU, 64Gb di memoria e una capacità’ di spazio disco di 5 Tb.I due nodi di super-calcolo vettoriale nella sede di Bologna, sono usati in modo indipendente. Specificamente, il nodo basato su 8 cpu è usato prevalentemente per studi di variabilità climatica, previsioni stagionali e produzione di analisi oceaniche globali, che verranno eseguiti nell'ambito di progetti internazionali finanziati da istituzioni italiane (progetto di collaborazione Italia-USA, Adricosm, W-Bless) e dall'Unione Europea (Prism, ENACT, Ensembles, Scout, Mersea, Claris, Dynamite). Il nodo a 4 cpu è dedicato interamente all'attività di previsione operativa della circolazione oceanica del mar Mediterraneo, eseguita nell'ambito del progetto Europeo MFSTEP.
Le caratteristiche generali della struttura del sistema sono state implementate seguendo gli esempi dei centri di super-calcolo vettoriale più avanzati di Europa, come ad esempio il Deutches Klimarechenzentrum GmbH (DKRZ) col quale l'INGV collabora per lo sviluppo di un nuovo modello del sistema climatico terrestre (progetto COSMOS).

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