Speaker: Piermarco Cannarsa

Affiliazione: Università di Roma Tor Vergata

Data e orario: 21 Marzo, 2024, alle 14:00

Titolo: Metodi quantitativi nella scienza del clima:possibili apporti della matematica

Abstract: Sappiamo che le caratteristiche climatiche della Terra hanno subito variazioni importanti nel corso della storia del pianeta. Anche oggi stiamo assistendo a cambiamenti sempre più rapidi e intensi del clima, generati probabilmente dall’intervento umano per la prima volta nella storia del nostro pianeta. Ma come si può stabilire quale fosse la temperatura terrestre mille, diecimila, centomila anni fa o ancora più indietro nel tempo? La domanda non è solo motivata dalla curiosità: ricostruendo la temperatura del passato possiamo individuare possibili anomalie nel presente.

Uno strumento molto utile per lo studio del paleoclima sono le analisi degli strati di ghiaccio più antico - anche se pure questi depositi di storia planetaria si vanno facendo sempre più rari. Come poter dedurre informazioni sulla temperatura dell’intero pianeta da misure che coinvolgono necessariamente solo alcune regioni e solo in alcuni intervalli temporali? A queste domande cercano di rispondere i matematici che studiano il clima. Naturalmente, è necessario avere un modello ben formulato, non eccessivamente complesso perché possa essere studiato teoricamente, ma opportunamente calibrato perché possa cogliere le caratteristiche piu salienti della dinamica del clima.In questa conferenza vedremo come si possono usare a questo scopo i modelli di bilancio energetico, che furono introdotti negli anni ’60 da russi e americani per studiare gli effetti del cosiddetto inverno nucleare. Vedremo come questi modelli ci hanno svelato segreti di un passato molto lontano del nostro pianeta, e come ci aiutano a capire quali impatti possa avere sul clima di domani la variazione di determinati agenti climatici, quali l'irradiazione solare o la quantità di gas serra presenti in atmosfera.

Biography: Piermarco Cannarsa, allievo della Scuola Normale Superiore di Pisa, si è laureato in Matematica nel 1979 e si è poi spostato all’Università di Roma Tor Vergata, dapprima come ricercatore e in seguito come professore ordinario di Analisi matematica (1990). Le sue ricerche si sono incentrate sulle equazioni alle derivate parziali, sull’analisi funzionale e sulla teoria matematica dei controlli. Nominato nel 1999 vicepresidente dell’Istituto Nazionale di Alta Matematica (INdAM, incarico mantenuto per otto anni), è co-autore di diversi saggi, fra i quali si ricordano "Semiconcave functions, Hamilton-Jacobi equations and optimal control" (2004), "Introduzione alla teoria della misura e all’analisi funzionale" (2008) e "New trends in direct, inverse, and control problems for evolution equations" (2011). Già coordinatore del Gruppo di Ricerca Europeo italo-francese sul "Controllo delle equazioni alle derivate parziali" (GDRE CONEDP) e membro del comitato di redazione di diverse riviste specialistiche, nel 2012 C. è entrato a far parte della commissione scientifica dell’Unione Matematica Italiana (per il triennio 2012-15). È stato eletto Presidente dell'Unione Matematica Italiana (UMI) per il triennio 2018-2021 e, nuovamente, per il triennio 2021-2024.

Speaker: Carlo Massimo Casciola 

Affiliazione: Sapienza Università di Roma

Data e orario: 21 Marzo, 2024, alle 15:00

Titolo: Metastabilità, eventi rari e implicazioni (per il clima e non solo)

Abstract: L'impatto degli eventi climatici estremi è spesso dominato dagli eventi più rari. Questi eventi hanno tempi di ritorno (una misura della frequenza con cui si verificano in media) estremamente lunghi, ma possono verificarsi in qualsiasi momento e sono poco conosciuti a causa della mancanza di statistiche. In questo contesto utilizzare modelli matematici e sfruttare la potenza di calcolo dei moderni super-calcolatori diventa cruciale al punto che lo studio degli eventi estremi e della loro evoluzione dal punto di vista matematico/modellistico può essere considerato una delle più importanti sfide scientifiche attuali. Tuttavia, data la complessità dei modelli climatici, la difficoltà è quella di poter eseguire simulazioni sufficientemente lunghe da estrarre l’informazione statistica necessaria. 

In fisica, chimica e biologia, sono stati recentemente sviluppati algoritmi per calcolare le probabilità di eventi rari che non possono essere osservati nelle simulazioni numeriche dirette. In questo contesto, partendo dall’esperienza dell’autore in un settore applicativo diverso, questo intervento intende presentare una rassegna di queste moderne tecniche computazionali che possono essere utilizzare per predire la frequenza degli eventi rari in modali matematici di sistemi che presentano metastabilità. Verrà brevemente illustrato il fondamento teorico degli approcci considerati e si discuteranno alcuni esempi in parte tratti dai lavori dello stesso autore ma in più larga misura da contributi presi dalla letteratura specializzata nell’ambito dei modelli matematici per il clima.

Biography: Carlo Massimo Casciola  è   professore ordinario di Fluidodinamica presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale della Sapienza, dove coordina un gruppo di ricerca che lavora sulla fluidodinamica dei flussi complessi. Ha  ricevuto un significativo finanziamento in ambito europeo   con il prestigioso ERC Advanced-Grant per la ricerca innovativa con il progetto "BIC - Cavitation across scales: following Bubbles from Inception to Collapse" (2013). Successivamente l’ERC ha finanziato il progetto "INVICTUS - In Vitro Cavitation through Ultrasound". Ha coordinato fino al 2017 il Dottorato di Ricerca in Meccanica Teorica e Applicata e la Laurea Magistrale in Ingegneria delle Nanotecnologie. Attualmente è Preside della Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale della Sapienza. E’ membro dei comitati editoriali di International Journal of Multiphase Flows, Flow, Turbulence and Combustion; Acta Mechanica.