Seminario - Dinamica delle glaciazioni e risonanza stocastica
21 gennaio 2014 - Aula Conversi ore: 16.00
Dinamica delle glaciazioni e risonanza stocastica: un ricordo di Alfonso Sutera
by Angelo Vulpiani
Descrizione
Intorno al 1940 Milankovitch, da laboriosi calcoli di meccanica celeste ed osservazioni sulle temperature del passato, ipotizzò che i cambiamenti climatici a grande scala siano dovuti alle variazioni della costante solare. La difficoltà di questa congettura `e che la variazione del flusso di energia, approssimativamente periodica con periodo di circa centomila anni, è troppo piccola per giustificare variazioni della temperatura dell’ordine di 10 gradi.
Tale (apparente) paradosso `e stato risolto con un meccanismo, chiamato risonanza stocastica, introdotto nel 1981 da A. Sutera (insieme a R. Benzi, G. Parisi e A. Vulpiani), si tratta di un effetto non intuitivo dovuto alla presenza simultanea di rumore e perturbazione periodica in sistemi non lineari: una giusta dose di rumore (non troppo e neanche troppo poco) può esaltare il rapporto segnale/rumore.
La dinamica interna dell’ atmosfera e dell’ oceano, in prima approssimazione può essere vista come un rumore (infatti il tempo caratteristico della dinamica atmosferica è dell’ordine di qualche mese, quella dell’oceano è al massimo di qualche migliaio di anni, mentre l’eccentricità terrestre varia su tempi dell’ordine di centomila anni). Quindi il sistema pu`o essere descritto da un’ equazione di Langevin con il drift che varia periodicamente nel tempo, può succedere che l’effetto combinato di rumore e periodicità induca variazioni approssimativamente periodiche della temperatura.
La cosa interessante è che l’effetto è assente se uno dei due ingredienti (rumore e periodicità) manca. Verso la fine degli anni ottanta si è capito che la risonanza stocastica è presente in molti problemi fisici, biologici e tecnologici, e costituisce ormai un attivo settore di ricerca.