Il clima () è lo stato medio del tempo atmosferico a varie scale spaziali (locale, regionale, nazionale, continentale, emisferico o globale) rilevato nell'arco di almeno 30 anni (secondo la definizione ufficiale fornita dalla Organizzazione meteorologica mondiale).
È in massima parte una funzione dell'inclinazione dei raggi solari sulla superficie della Terra al variare della latitudine; a ciascuna fascia climatica-latitudinale della Terra corrispondono caratteristiche fisico-ambientali diverse in termini di flora e fauna detti biomi (es. foreste pluviali, deserti, foreste temperate, steppe, taiga, tundra e banchisa polare), influenzando fortemente le attività economiche, le abitudini e la cultura delle popolazioni che abitano il territorio.
La principale caratteristica del clima rispetto al comune "tempo meteorologico", oltre all'intervallo temporale di osservazione e studio, è l'avere un andamento che tende a mantenersi stabile nel corso degli anni pur con una variabilità climatica interannuale dovuta alle stagioni e di medio-lungo periodo che vi si sovrappone. L'attenzione scientifica negli ultimi decenni si è spostata sempre più sulla comprensione o ricerca approfondita dei meccanismi che regolano il clima terrestre, specie in rapporto ai temuti cambiamenti climatici osservati negli ultimi decenni (ad esempio il riscaldamento globale).
La disciplina scientifica che studia tutti questi aspetti è la climatologia.
Descrizione Clima e tempo meteorologico
"Tempo meteorologico" e "clima" sono termini che nel linguaggio comune vengono spesso usati come sinonimi; dal punto di vista strettamente scientifico invece i loro significati sono distinti.
Quando si parla di "clima" ci si riferisce alle condizioni ambientali che persistono in una zona per periodi lunghi almeno qualche decina di anni (da minimo 30 anni a migliaia di anni) e condizioni atmosferiche che tendono a ripetersi stagionalmente, mentre variazioni meteo giornaliere, stagionali o annuali devono essere considerate variazioni del tempo meteorologico di una zona.
In pratica quando si parla di clima si parla non soltanto delle condizioni meteo, ma soprattutto all'ambiente ad esse associate: una variazione del clima è una variazione stabile non solo delle condizioni meteo di un'area ma anche dell'ambiente di quell'area (ambiente come piante, animali, morfologia, ecc.).
Il clima è riferito ad aree terrestri che vanno dalla piccola estensione fino ad aree molto vaste (ad esempio, le fasce climatiche o interi continenti). In particolare l'Organizzazione Meteorologica Mondiale (OMM) ha stabilito che la durata minima delle serie storico-temporali di dati continui per poter individuare le caratteristiche climatiche di una data località è di minimo 30 anni.
Risulta pertanto evidente come anche il clima di una regione, sebbene mostri una certa regolarità nel tempo, possa essere soggetto a cambiamenti temporali, anche con periodi piccoli comparabili con la durata media della vita umana; succede quindi abbastanza di frequente che una persona, nella sua vita, si trovi a sperimentare dei piccoli cambiamenti climatici. A maggior ragione, quindi, possono esserci cambiamenti climatici su periodi lunghi, in risposta a variazioni nei fattori sotto elencati.
In questo contesto vengono ad assumere particolare importanza gli studi di "analisi climatica" delle suddette serie storiche che evidenziano i trend e le ciclicità statistiche delle grandezze meteo-climatiche osservate, ovvero le anomalie e le regolarità dei parametri rispetto alla media del periodo di riferimento (hanno scarso senso climatico invece le analisi di breve periodo riferite a singoli eventi meteorologici in quanto rientranti invece nella comune variabilità meteorologica). Seguono poi in genere gli studi di attribuzione delle cause dei cambiamenti climatici stessi. Tecnicamente parlando si può dire che il tempo atmosferico è caotico a bassa temporalità ovvero a breve periodo, andando poi a regime ovvero mostrando una certa regolarità nel lungo periodo (vedi attrattore di Lorenz).
Definizioni amministrative e normative Secondo il Glossario Dinamico ISPRA-CATAP, per clima si intende la sintesi statistica dei parametri atmosferici (temperatura, precipitazioni, umidità, pressione atmosferica, venti) che interessano un territorio per un periodo di tempo sufficientemente lungo.
Elementi del clima
Gli elementi climatici sono delle grandezze fisiche misurabili, la cui misurazione viene effettuata per mezzo di opportuna strumentazione da parte delle stazioni meteorologiche (capanne standard di legno colorato di bianco), e sono: temperatura; umidità; pressione; intensità e durata della radiazione solare (funzione della latitudine, della stagione e della durata del giorno); precipitazioni; nuvolosità; vento (velocità, direzione, raffiche).
Essi sono gli stessi elementi che caratterizzano il tempo atmosferico, ma coerentemente con la definizione di clima di essi sono rilevanti solo i valori medi assunti su un lungo periodo di tempo.
Fattori climatici
I fattori climatici sono le condizioni che producono variazioni sugli elementi climatici. Si possono distinguere tra fattori zonali, che agiscono regolarmente dall'equatore ai poli, e fattori geografici, che agiscono in modo diverso per ogni località.
Sono fattori zonali: latitudine (distanza di un punto dall'equatore); circolazione atmosferica generale, che influisce attraverso gli scambi di calore tra le regioni calde e le regioni più fredde. effetto serra albedo
Sono fattori geografici: altitudine (con l'altezza diminuiscono la temperatura di 6 gradi ogni 1000 m circa, la pressione e l'umidità, mentre aumentano l'irraggiamento solare e, fino a una certa quota, la piovosità); presenza di catene montuose (che bloccano i venti, costringendoli ad alzarsi a quote più elevate, dove la temperatura è più bassa, facendo condensare il vapore acqueo e provocando pioggia);
esposizione a solatio o a bacio (che modifica l'angolo di incidenza della luce solare); vicinanza al mare (che influenza la temperatura e l'umidità, riducendo l'escursione termica perché abbassa le temperature massime e alza quelle minime); correnti marine (che possono essere calde e fredde;quelle calde rendono il clima delle coste che lambiscono caldo e umido,mentre quelle fredde lo rendono fresco e secco); vegetazione (mitiga il clima grazie alla maggior presenza di vapore acqueo, rendendo quindi il clima più umido); attività umana (che agisce sul clima in quanto capace di modificare l'ambiente naturale e gli equilibri degli ecosistemi). irradiazione solare. vicinanza a grandi bacini d'acqua (la funzione mitigatrice di questi bacini favorisce delle escursioni termiche meno accentuate rispetto ad una regione che ne è sprovvista, favorendo il caratteristico clima mite)
Classificazione dei climi
Celebre è la classificazione del Clima ad opera di Wladimir Köppen secondo la quale i climi si distinguono in:
Clima tropicale Clima equatoriale Clima subtropicale Clima temperato Clima temperato umido Clima oceanico Clima mediterraneo Clima continentale Clima subartico Clima transiberiano Clima polare Clima nivale Clima glaciale Clima steppico Clima desertico Clima monsonico Clima sinico Clima della savana Clima alpino Clima boreale Clima boreale delle foreste Clima della tundra
Clima dei pianeti circostanti
L'atmosfera di Venere ha una pressione di 94 volte quella terrestre, ed è composta per il 97% da CO2. L'assenza di acqua impedì l'estrazione dell'anidride carbonica dall'atmosfera, che si accumulò provocando un intenso effetto serra che aumentò la temperatura superficiale sino a 465 °C, superiore al punto di fusione del piombo. Probabilmente la distanza inferiore dal Sole è stata determinante per produrre nel pianeta le condizioni attuali. Bisogna ricordare che piccoli cambiamenti possono scatenare un meccanismo di retroazione e se questo è sufficientemente ampio si può raggiungere un livello non controllabile, dominato da alcuni fattori, e avere condizioni estreme come quelle di Venere. L'atmosfera di Marte ha una pressione di solo sei millibar e, sebbene sia composta per il 96% da CO2, l'effetto serra è scarso e non può impedire né una oscillazione diurna della temperatura dell'ordine di 55 °C, né le basse temperature superficiali che raggiungono minimi di -86 °C nelle medie latitudini. Pare che nel passato godette di migliori condizioni, per cui vi era acqua liquida sulla superficie come dimostrano la moltitudine di canali e valli erosive; questo fu causato da un aumento della concentrazione del diossido di carbonio nella sua atmosfera, proveniente dalle emissioni dei grandi vulcani marziani che provocarono un processo di degassificazione analogo a quello accaduto sul nostro pianeta. La differenza sostanziale è che il diametro di Marte misura la metà rispetto a quello terrestre, per cui il calore interno era molto inferiore e il pianeta si raffreddò già molto tempo fa. Senza l'attività vulcanica Marte era condannato e la CO2 sfuggì dall'atmosfera facilmente, a causa anche della ridotta forza di gravità rispetto alla Terra. Inoltre è possibile che qualche processo di tipo minerale assorbisse la CO2 e, non compensato dalle emissioni vulcaniche, provocasse una sua diminuzione drastica. Il pianeta quindi si raffreddò progressivamente fino a congelare la poca CO2 rimasta nelle calotte polari odierne.
Funzionamento del sistema climatico
Il sistema climatico è il risultato dell'accoppiamento atmosfera-oceano-biosfera-criosfera con scambi di calore sensibile, vapore acqueo, quantità di moto (attraverso i venti sul moto ondoso) e elementi chimici vari (attraverso i cicli biogeochimici) all'interfaccia di separazione dei vari mezzi. Il motore del sistema climatico è il Sole (forzante esogena) che riscalda la superficie terrestre con intensità variabile (decrescente) con la latitudine causando un gradiente termico tra i poli e l'equatore laddove l'insolazione è rispettivamente minima e massima. L'influsso degli oceani si fa sentire anche attraverso i pattern di circolazione accoppiati con l'atmosfera e detti teleconnessioni atmosferiche.
Come conseguenza di ciò e della rotazione terrestre il ripristino dell'equilibrio termico planetario latitudinale è affidato alla circolazione generale dell'atmosfera la quale può essere suddivisa in 3 grosse macrocelle per emisfero: la cella di Hadley che va dalla fascia equatoriale fino a quella tropicale, la cella di Ferrel che copre le medie latitudini e la cella polare che staziona sui polo fino al circolo polare. Ognuna di queste celle comunica con la confinante scambiandosi masse d'aria a temperatura e umidità diverse. Una caratteristica fondamentale dell'atmosfera terrestre è l'effetto serra ovvero l'intrappolamento del calore da parte dei gas atmosferici.
Il sistema climatico è un sistema in equilibrio dinamico con le sue forzanti esterne (esogene), quali appunto il Sole, e interne (endogene), quali i cicli oceanici e la concentrazione di gas serra, ovvero modifica il suo stato di equilibrio termico al variare dell'intensità delle forzanti stesse. All'interno del sistema in virtù dei mutamenti delle forzanti di origine naturale è definibile anche il concetto di variabilità climatica.