Scheda Insegnamento: CLIMATOLOGIA E OCEANOGRAFIA A.A. 2017/2018
  • Corso di Laurea: SCIENZE AMBIENTALI (L-32 Civitavecchia)
  • Codice: 17484
  • Crediti: 9
  • Anno Off. Formativa: 2017/2018
  • Anno di Corso: 2
  • Erogazione: I semestre
  • Docente: A CONTRATTO DOCENTE

Programma

SISTEMI E MODELLI. Climatologia e meteorologia. Sistemi. Tipi di modelli. Funzioni continue, funzioni lineari, equazioni funzionali. Modelli grafici e modelli matematici. Modelli algebrici lineari. Risoluzione di un modello algebrico lineare. Modelli dinamici. Equazione di conservazione ed equazione dinamica. Modelli dinamici lineari. Equazioni differenziali lineari del primo ordine. Risoluzione di un modello dinamico lineare.
FISICA DELL'ATMOSFERA. Equazioni di conservazione della massa, dell'energia e del calore. Temperatura assoluta. Bilancio Energetico Terrestre, BET (impostazione). Temperatura media terrestre. Superficie d'intercettazione. Densità di flusso d'energia. Costante solare. Campo elettrico e campo magnetico. Legge di Biot e Savart e Legge di Faraday Neumann.Propagazione delle onde elettromagnetiche monocromatiche. Lunghezza d'onda, periodo, velocità di un'onda elettromagnetica. Ampiezza, energia. Legge di Planck. Fotoni. Spettri di radiazione. Grandezze spettrali e grandezze integrali. Irradianza ed emettanza. Riflettività, trasmissività, assorbitività. Corpo nero. Assorbimento ed emissione della radiazione. Legge di Radiazione di Planck. Planckiana. Leggi della radiazione: di Wien, di Stefan-Boltzmann. Corpi grigi. Legge di Kirchhoff.
MODELLI DI BILANCIO ENERGETICO TERRESTRE. Primo modello di BET (fine). Secondo modello di BET (con albedo planetaria). Temperatura planetaria. Emettanza spettrale solare. Costante solare spettrale. UV, PAR, NIR. UVC, UVB, UVA. Emettanza spettrale terrestre. Onde Corte (OC) ed Onde Lunghe (OL). Componenti principali e secondarie dell'atmosfera. Trasparenza spettrale atmosferica. Effetto serra. Terzo modello di BET (con effetto serra). Quarto modello di BET (con aerosol). Temperature medie zonali.
STATICA DELL'ATMOSFERA. Atmosfera Tipo. Profili verticali di pressione, densità e temperatura. Legge di Stevino. Pressione idrostatica. Gradiente della pressione idrostatica. Principio di Pascal. Modello particellare. Origine e natura delle particelle d'aria e d'acqua. Forze agenti su una particelle di fluido in un fluido. Forza idrostatica netta. Principio di Archimede. Equazione idrostatica. Esperienza di Torricelli. Pressione atmosferica al livello del mare.
MODELLI DI ATMOSFERA TIPO. Modello di Atmosfera Omogenea. Modello di Atmosfera Elastica (Legge di Boyle). Modello di Atmosfera Isoterma (Legge di Stato dei Gas). Costante dei gas per l'aria. Modello di Atmosfera Politropica. Altezza dell'atmosfera sulle Zone Climatiche. Meridiani e paralleli. Latitudine e longitudine. Superfici isobariche e di livello. Linee di livello ed isobare.
DINAMICA DELL'ATMOSFERA. Gradiente orizzontale di pressione. Forza di gradiente. Modello di circolazione ad una cella. Alta e Bassa pressione. Convergenza e Divergenza.
CONVEZIONE. Rottura della stratificazione. Equazioni di convezione. Gradiente adiabatico secco. Adiabatica secca. Temperatura potenziale. Famiglia di adiabatiche secche. Profilo di temperatura attuale. Radiosondaggi. Stabilità ed instabilità verticale dell'atmosfera.
FISICA DELLE NUBI. Pressione di vapore di saturazione. Legge di Clausius-Clapeyron. Umidità Relativa. Temperatura di rugiada. Isoigrometrica. Quota di condensazione. Adiabatica satura. Formazione di una nube convettiva.
MODELLO DI CIRCOLAZIONE A TRE CELLE. Venti Alisei. La Terra ruota. Forza deviante. Forza di Coriolis. Vento geostrofico. Modello di Circolazione a Tre Celle. Fasce dei deserti subtropicali e delle foreste pluviali.
RIPASSO DI MATEMATICA. Funzioni di una variabile. Condizione di continuità. Derivata in un punto. Significato geometrico e significato fisico di derivata. Funzione derivata. Regole di derivazione e calcolo di derivate. Differenziale. Differenza tra differenziale e derivata. Differenziali di primo e secondo ordine. Integrale indefinito. Regole d'integrazione. Integrali immediati. Funzioni di due variabili. Derivate e differenziali parziali. Estensione a funzioni di tre o più variabili. Algebra vettoriale. Prodotto di uno scalare per un vettore. Versori. Somma e differenza di vettori. Matrici e determinanti. Prodotto scalare tra vettori. Prodotto vettoriale. Analisi vettoriale. Funzioni vettoriali. Derivazione vettoriale. L'operatore nabla e l'operatore laplaciano.
FLUIDODINAMICA GEOFISICA. Vettore posizione, vettore spostamento. Velocità ed accelerazione vettoriale. Moto di un punto sulla superficie terrestre. Raggio vettore. Raggio vettore distanza. Vettore velocità angolare. Componenti del vettore velocità angolare e del vettore accelerazione. Cambiamento di riferimento per vettori variabili. Riferimento equatoriale (non inerziale). Teorema di Coriolis. Equazioni del moto nel riferimento equatoriale. Equazioni del moto nel riferimento locale. Equazione di continuità (o di conservazione della massa). Fluidi viscosi in un riferimento rotante. Legge di Newton . Equazioni di Navier-Stokes.

Testi consigliati

Testi di riferimento:
G.J. Haltiner and F.L. Martin. Dynamical and Physical Meteorology. McGraw-Hill, London (1957).
J.A. Dutton. Dynamics of Atmospheric Motion. Dover, New York (1986).
D.L. Hartmann. Global Physical Climatology. Academic Press, San Diego (1994).
G.R. Bigg. The Oceans and Climate. Cambridge University Press (1999).
J.R. Holton. An Introduction to Dynamic Meteorology. Elsevier, Amsterdam (2004).

Propedeuticità

nessuna propedeuticità prevista

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 56

Valutazione del profitto

Prova orale

Descrizione dei metodi di accertamento

L'esame si svolge nelle forme stabilite dall'art. 23 del Regolamento Didattico di Ateneo. Del suo svolgimento viene redatto apposito verbale, sottoscritto dal Presidente e dai membri della commissione e dallo studente esaminato. Il voto è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari. Nella valutazione delle prova e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).

Luogo lezioni

PIAZZA VERDI, 1 - CIVITAVECCHIA (RM)

Orario lezioni

L'orario è pubblicato sul sito del corso di studio alla voce "Orario delle lezioni"

Comunicazioni