Course Syllabus
Obiettivi
Il corso fornisce agli studenti i concetti fondamentali della scienza del clima e delle Scienze del Sistema Terra, considerando la Terra come un sistema interconnesso costituito da componenti fisiche, chimiche e biologiche in interazione tra loro. Il corso introduce i principali meccanismi che governano il sistema climatico — tra cui il bilancio energetico della Terra, il forcing radiativo, la circolazione atmosferica e oceanica, le retroazioni climatiche e l’effetto serra — insieme ai processi chiave che collegano geosfera, idrosfera, criosfera, biosfera e antroposfera. L’insegnamento si propone di fornire agli studenti gli strumenti concettuali e analitici necessari per interpretare i processi del cambiamento climatico, valutare criticamente le informazioni scientifiche e comprendere il cambiamento ambientale secondo una prospettiva integrata di sistema Terra.
Contenuti sintetici
Il corso è articolato in due moduli integrati, ciascuno da 3 CFU:
Modulo 1 – Climate Change Mechanisms (3 CFU)
Modulo 2 – Geo, Bio, Cryo, Hydro and Atmosphere (3 CFU)
Nel loro insieme, i due moduli offrono un’introduzione interdisciplinare alla scienza del clima e alle Scienze del Sistema Terra, combinando lo studio dei meccanismi fisici alla base del cambiamento climatico con una prospettiva sistemica sulle interazioni tra atmosfera, idrosfera, criosfera, geosfera e biosfera.
Programma esteso
Modulo 1 – Climate Change Mechanisms (3 CFU)
Questo modulo introduce le basi fisiche del clima e del cambiamento climatico. Verranno trattate le proprietà fondamentali dell’atmosfera, dell’oceano e della criosfera; il bilancio energetico della Terra; il trasferimento radiativo; l’effetto serra; il forcing radiativo; la circolazione atmosferica e oceanica; i meccanismi di feedback; i tipping points; l’innalzamento del livello del mare; e l’incertezza nelle proiezioni climatiche. Il modulo introdurrà inoltre gli studenti all’interpretazione dei rapporti dell’IPCC e alle basi scientifiche dell’attuale riscaldamento globale.
Modulo 2 – Geo, Bio, Cryo, Hydro and Atmosphere (3 CFU)
Questo modulo introduce la Terra come un sistema complesso costituito da componenti interconnessi: geosfera, idrosfera, biosfera, atmosfera e criosfera. Il modulo si concentra sul ciclo idrologico; sulle risorse idriche e sul bilancio idrico; sui sistemi di acque superficiali e sotterranee; sul ritiro dei ghiacciai e sulle risorse idriche montane; sui cicli biogeochimici; e sugli impatti del cambiamento climatico sulla disponibilità idrica, sulla siccità, sulle alluvioni, sugli ecosistemi, sulla salute umana, sulle infrastrutture e sulla sostenibilità ambientale.
Prerequisiti
Nessuno
Modalità didattica
Modulo 1 – Climate Change Mechanisms (3 CFU): 24 ore di lezioni frontalI incluse 4 ore di didattica interattiva con esperimenti.
Modulo 2 – Geo, Bio, Cryo, Hydro and Atmosphere (3 CFU): 24 ore di lezioni frontali.
Materiale didattico
“Global warming science: A quantitative introduction to climate change and its consequences”, by E. Tziperman, Princeton Press, ISBN: 9780691228792,
https://press.princeton.edu/books/paperback/9780691228792/global-warming-science
Verranno inoltre fornite le slide dei docenti, contenenti risorse online aggiuntive a supporto dell'apprendimento.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Non sono previste prove intermedie.
La valutazione finale consiste in una prova composta da 12 domande a risposta multipla e 6 domande aperte, relative agli argomenti di entrambi i moduli del corso. La prova d’esame avrà una durata di due ore.
Il seguente livello di giudizio è applicato in relazione ai seguenti parametri:
Conoscenza concettuale e capacità di comprensione
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Capacità comunicative e argomentative
Capacità di apprendimento, autovalutazione e autoregolazione
Voto < 18
Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente non è in grado di individuare i concetti chiave e le risposte corrette alle domande. I collegamenti tra i concetti risultano frammentari e scarsamente supportati dalle conoscenze teoriche.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente individua solo alcuni elementi rilevanti di un fenomeno, senza essere in grado di integrarli in un’analisi organica.
Capacità comunicative e argomentative: nelle domande aperte, lo studente non è in grado di sviluppare un’argomentazione corretta, mancando di un filo logico e presentando numerose imprecisioni.
Capacità di apprendimento, autovalutazione e autoregolazione: lo studente è in grado di ricostruire solo alcuni aspetti del proprio apprendimento.
Voto 18–22
Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente individua un numero minimo di concetti rilevanti. I collegamenti tra i concetti sono basilari e debolmente supportati dalla comprensione teorica.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente è in grado di integrare un numero sufficiente di concetti in un’analisi organica, pur presentando alcune carenze.
Capacità comunicative e argomentative: nelle domande aperte, lo studente utilizza il linguaggio tecnico corretto con una struttura espositiva minimamente chiara. Nella stesura sono ancora presenti alcuni errori.
Capacità di apprendimento, autovalutazione e autoregolazione: lo studente è in grado di ricostruire tutti gli aspetti fondamentali del proprio apprendimento, sebbene con alcune imprecisioni.
Voto 23–27
Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente dimostra una comprensione approfondita della materia. Le spiegazioni sono ben strutturate e supportate da un adeguato uso dei riferimenti teorici.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente individua con precisione gli elementi essenziali di un fenomeno. L’applicazione delle conoscenze avviene con un rigore metodologico non sempre pienamente solido.
Capacità comunicative e argomentative: nelle domande aperte, lo studente sviluppa un’argomentazione coerente e ben organizzata, dimostrando una buona padronanza del linguaggio e una solida struttura logico-argomentativa.
Capacità di apprendimento, autovalutazione e autoregolazione: lo studente analizza il proprio percorso di apprendimento in modo chiaro e strutturato, evidenziando relazioni significative tra le diverse fasi e dimostrando una buona capacità di riflessione critica.
Voto 28–30
Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente dimostra una padronanza completa dei concetti, articolando connessioni complesse e fornendo spiegazioni esaustive. I riferimenti teorici sono utilizzati in modo pertinente e rigoroso.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente dimostra una capacità avanzata di analizzare un fenomeno, individuando e interpretando in modo esaustivo tutti gli elementi salienti. L’applicazione delle conoscenze avviene con rigore metodologico, supportata da un’argomentazione solida e articolata.
Capacità comunicative e argomentative: nelle domande aperte, lo studente sviluppa un’argomentazione solida e articolata, con una struttura logica rigorosa e un elevato livello di coerenza testuale. La scrittura è fluida e ben strutturata.
Capacità di apprendimento, autovalutazione e autoregolazione: lo studente dimostra una capacità avanzata di autoriflessione, sviluppando un’analisi articolata e approfondita del proprio apprendimento. I collegamenti tra esperienze formative e concetti teorici risultano chiari, coerenti e rigorosi.
Orario di ricevimento
Contattare i docenti.
Sustainable Development Goals
Aims
The course provides students with the fundamental concepts of climate science and Earth System Science, focusing on the Earth as an interconnected system composed of interacting physical, chemical, and biological components. It introduces the main mechanisms governing the climate system — including Earth’s energy balance, radiative forcing, atmospheric and ocean circulation, climate feedbacks, and the greenhouse effect — together with the key processes linking the geosphere, hydrosphere, cryosphere, biosphere, and anthroposphere. The course aims to provide students with the conceptual and analytical tools needed to interpret climate change processes, critically assess scientific information, and understand environmental change from an integrated Earth-system perspective.
Contents
The course is organized into two integrated modules of 3 ECTS credits each:
Module 1 – Climate Change Mechanisms (3 ECTS)
Module 2 – Geo, Bio, Cryo, Hydro and Atmosphere (3 ECTS)
Together, the two modules provide an interdisciplinary introduction to climate science and Earth System Science, combining the physical mechanisms of climate change with a systems-based understanding of the interactions among the atmosphere, hydrosphere, cryosphere, geosphere, and biosphere.
Detailed program
Module 1 – Climate Change Mechanisms (3 ECTS)
This module introduces the physical basis of the climate system and climate change science. It covers the fundamental properties of the atmosphere, ocean, and cryosphere; the Earth’s energy balance; radiative transfer; the greenhouse effect; radiative forcing; atmospheric and ocean circulation; climate feedbacks; tipping points; sea level rise; and uncertainty in climate projections. The module also introduces students to the interpretation of IPCC reports and to the scientific basis of current global warming.
Module 2 – Geo, Bio, Cryo, Hydro and Atmosphere (3 ECTS)
This module introduces the Earth as a complex system composed of interacting geosphere, hydrosphere, biosphere, atmosphere, and cryosphere components. It focuses on the hydrological cycle, water resources and water balance, surface water and groundwater systems, glacier retreat and mountain water resources, biogeochemical cycles, and the impacts of climate change on water availability, droughts, floods, ecosystems, human health, infrastructure, and environmental sustainability.
Prerequisites
None
Teaching form
Module 1 – Climate Change Mechanisms (3 ECTS): 24 hours in person that include 4 hours of interactive teaching with experiments.
Module 2 – Geo, Bio, Cryo, Hydro and Atmosphere (3 ECTS): 24 hours of lectures
Textbook and teaching resource
“Global warming science: A quantitative introduction to climate change and its consequences”, by E. Tziperman, Princeton Press, ISBN: 9780691228792,
https://press.princeton.edu/books/paperback/9780691228792/global-warming-science
Slides from the instructors will also be provided, containing additional online resources to support the learning.
Semester
First semester
Assessment method
There will be no interim evaluation.
The final evaluation consists of a set of 12 multiple-choice questions and 6 open questions that cover the topics of both modules of the course. The exam session will last two hours.
The following level of judgment is applied in relation to the following parameters:
Conceptual knowledge and understanding ability
Ability to apply knowledge and understanding
Communication and argumentative skills
Learning, self-assessment and self-regulation ability
Grade < 18
Knowledge and Understanding: The student is not able to identify the core concepts and the right answers to the questions. The connections between the concepts are fragmented and poorly supported by theoretical knowledge.
Ability to apply knowledge and understanding: The student identifies only some relevant elements in a phenomenon, without being able to integrate them into an organic analysis.
Communication and argumentation skills: In the open questions, the student is not able to elaborate a correct argument, lacking logical flow with numerous inaccuracies.
Learning, self-assessment and self-regulation skills: The student is able to reconstruct only some aspects of his/her learning.
Grade 18-22
Knowledge and Understanding: The student identifies a minimal number of relevant concepts. The connections between the concepts are basic and weakly supported by theoretical understanding.
Ability to apply knowledge and understanding: The student is able to integrate a sufficient number of concepts into an organic analysis, despite having some deficiencies.
Communication and argumentation skills: In the open questions, the student uses the correct technical language with a minimal clear structure in the explanation. In the writing, there are still some mistakes.
Learning, self-assessment and self-regulation skills: The student is able to reconstruct all fundamental aspects of his/her learning, with some inaccuracies.
Grade 23-27
Knowledge and Understanding: The student demonstrates an in-depth understanding of the subject. The explanations are well-structured and supported by an adequate use of theoretical references.
Ability to apply knowledge and understanding: The student precisely identifies the essential elements of a phenomenon. The application of knowledge occurs with a methodological rigor that is not always solid.
Communication and argumentative skills: In the open questions, the student develops a coherent and well-organized argument, demonstrating good mastery of language and a solid logical-argumentative structure.
Learning, self-assessment and self-regulation skills: The student analyzes his/her learning path in a clear and structured way, highlighting significant relationships between the different stages and demonstrating a good capacity for critical reflection.
Grade 28-30
Knowledge and Understanding: The student demonstrates a complete mastery of concepts, articulating complex connections and providing exhaustive explanations. Theoretical references are used with relevance and rigor.
Ability to apply knowledge and understanding: The student demonstrates an advanced ability to analyze a phenomenon, identifying and interpreting all the salient elements in an exhaustive manner. The application of knowledge occurs with methodological rigor, supported by a solid and articulated argument.
Communication and argumentative skills: In the open questions, the student develops a solid and articulated argument, with a rigorous logical structure and a high level of textual coherence. The writing is fluid and well-structured.
Learning, self-assessment and self-regulation skills: The student demonstrates an advanced ability to self-reflect, developing an articulated and in-depth analysis of his/her own learning. The connections between formative experiences and theoretical concepts are clear, coherent and rigorous.
Office hours
Contact the instructors.
Sustainable Development Goals
Key information
Staff
-
Agostino Niyonkuru Meroni
-
Chiara Zanotti