Fisica dell'atmosfera
A.A. 2018/2019
Obiettivi formativi
Il corso si propone innanzitutto di introdurre gli studenti all'osservazione dell'atmosfera terrestre. Quest'attività viene condotta lungo l'intero arco del corso e fa ampio uso degli strumenti offerti dal WEB. Il secondo obiettivo è quello di introdurre gli studenti alla descrizione fisica dell'atmosfera terrestre.
Risultati apprendimento attesi
Non definiti
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
L'atmosfera terrestre: caratteristiche generali, composizione, struttura verticale, evoluzione ed interazione con gli altri comparti del sistema climatico.
Nascita, sviluppo e struttura attuale della rete mondiale per la raccolta di dati meteorologici. Potenzialità e limiti di tali dati per applicazioni meteorologiche e climatologiche. Metodi per la rappresentazione sintetica dei dati meteorologici e strutture circolatorie fondamentali. Circolazione generale dell'atmosfera e principali aree climatiche. Carte di analisi e carte di previsione.
Interazione dell'atmosfera e degli altri comparti del sistema climatico con la radiazione solare. Emissione ed assorbimento di radiazione ad onda lunga da parte dalla superficie terrestre e dell'atmosfera. Bilanci radiativi e bilanci energetici; bilanci per fasce latitudinali. La radiazione solare come "motore" dell'atmosfera e dell'oceano. Ruolo della circolazione atmosferica ed oceanica a grande scala nel bilancio energetico per fasce latitudinali.
Termodinamica dell'atmosfera: variazione della pressione con la quota e densità dell'aria. Il vapore acqueo in atmosfera. Equazione di stato per l'aria secca e sua correzione per l'aria umida. Il primo principio della termodinamica applicato all'atmosfera; trasformazioni adiabatiche per aria secca ed umida. Gradiente termico e relativa influenza sui moti convettivi. Evoluzione diurna dello strato rimescolato e relativa influenza sulla dispersione degli inquinanti atmosferici. L'equazione di diffusione. Nomogrammi termodinamici.
Forze che agiscono sull'atmosfera e leggi fondamentali di conservazione. Cenno all'utilizzo dei modelli di circolazione generale per la previsione delle condizioni meteorologiche. Utilizzo di tali modelli per simulare l'evoluzione del clima.
Nascita, sviluppo e struttura attuale della rete mondiale per la raccolta di dati meteorologici. Potenzialità e limiti di tali dati per applicazioni meteorologiche e climatologiche. Metodi per la rappresentazione sintetica dei dati meteorologici e strutture circolatorie fondamentali. Circolazione generale dell'atmosfera e principali aree climatiche. Carte di analisi e carte di previsione.
Interazione dell'atmosfera e degli altri comparti del sistema climatico con la radiazione solare. Emissione ed assorbimento di radiazione ad onda lunga da parte dalla superficie terrestre e dell'atmosfera. Bilanci radiativi e bilanci energetici; bilanci per fasce latitudinali. La radiazione solare come "motore" dell'atmosfera e dell'oceano. Ruolo della circolazione atmosferica ed oceanica a grande scala nel bilancio energetico per fasce latitudinali.
Termodinamica dell'atmosfera: variazione della pressione con la quota e densità dell'aria. Il vapore acqueo in atmosfera. Equazione di stato per l'aria secca e sua correzione per l'aria umida. Il primo principio della termodinamica applicato all'atmosfera; trasformazioni adiabatiche per aria secca ed umida. Gradiente termico e relativa influenza sui moti convettivi. Evoluzione diurna dello strato rimescolato e relativa influenza sulla dispersione degli inquinanti atmosferici. L'equazione di diffusione. Nomogrammi termodinamici.
Forze che agiscono sull'atmosfera e leggi fondamentali di conservazione. Cenno all'utilizzo dei modelli di circolazione generale per la previsione delle condizioni meteorologiche. Utilizzo di tali modelli per simulare l'evoluzione del clima.
Prerequisiti
Le competenze che lo studente acquisisce nel corso della laurea triennale in Fisica sono sufficienti per avere i prerequisiti necessari a fruire in modo efficace del corso.
Nel seguito viene riportato un elenco delle principali conoscenze pregresse richieste.
1. Analisi matematica: lo studente deve saper utilizzare in modo corretto gli strumenti dell'analisi matematica ed avere dimestichezza con l'analisi vettoriale.
2. Fisica: lo studente deve avere un chiaro quadro della meccanica, con particolare riferimento al problema dei moti relativi (la terra costituisce un sistema di riferimento non inerziale). Deve inoltre saper descrivere il comportamento di un fluido gassoso (teoria cinetica, equazione di stato, statica dei fluidi) e conoscere gli elementi essenziali della termodinamica. Deve infine conoscere le caratteristiche della radiazione elettromagnetica e le modalità con cui essa interagisce con la materia
L'esame consiste in una discussione orale che verte sugli argomenti trattati nel corso.
Nel seguito viene riportato un elenco delle principali conoscenze pregresse richieste.
1. Analisi matematica: lo studente deve saper utilizzare in modo corretto gli strumenti dell'analisi matematica ed avere dimestichezza con l'analisi vettoriale.
2. Fisica: lo studente deve avere un chiaro quadro della meccanica, con particolare riferimento al problema dei moti relativi (la terra costituisce un sistema di riferimento non inerziale). Deve inoltre saper descrivere il comportamento di un fluido gassoso (teoria cinetica, equazione di stato, statica dei fluidi) e conoscere gli elementi essenziali della termodinamica. Deve infine conoscere le caratteristiche della radiazione elettromagnetica e le modalità con cui essa interagisce con la materia
L'esame consiste in una discussione orale che verte sugli argomenti trattati nel corso.
Metodi didattici
Modalità di erogazione: Tradizionale.
Modalità di frequenza: Fortemente consigliata.
Modalità di frequenza: Fortemente consigliata.
Materiale di riferimento
Wallace, J.M., Hobbs, P.V., 2006: Atmospheric Sciences - An introductory survey. Academic Press (second edition).
FIS/06 - FISICA PER IL SISTEMA TERRA E PER IL MEZZO CIRCUMTERRESTRE - CFU: 6
Lezioni: 42 ore
Docente:
Maugeri Maurizio
Docente/i
Ricevimento:
per appuntamento
Studio del professore o per via telematica