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Oggetto:
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Fisica dell'ambiente

Oggetto:

Environmental Physics

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Anno accademico 2013/2014

Codice dell'attività didattica
MFN0496
Docente
Prof. Renzo Richiardone (Titolare del corso)
Corso di studi
008510-103 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica dell'Ambiente e delle Tecnologie Avanzate
Anno
2° anno
Periodo didattico
Primo periodo didattico
Tipologia
B=Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
FIS/06 - fisica per il sistema terra e per il mezzo circumterrestre
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Orale
Modalità d'esame
Orale
Prerequisiti
E' consigliato l'aver seguito il corso di Fisica dell' Atmosfera.
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

  Conoscenza dei principali processi fisici che influenzano l'habitat delle specie viventi

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

  Conoscenza e capacita' di comprensione (knowledge and understanding):

          Conoscenza dei principali processi fisici che influenzano l'habitat delle specie viventi: Radiazione solare e terrestre, Scambi di calore e vapore acqueo alla superficie, Ciclo diurno dello strato limite planetario, Turbolenza e dispersione di inquinanti
 
  Capacita' di applicare conoscenza e comprensione  (applying knowledge  and understanding):

          Capacita' di analizzare l'influenza esercitata dalla interazione di processi fisici diversi sull'habitat delle specie viventi

Oggetto:

Attività di supporto

 

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Programma

  RADIAZIONE: Principali leggi della radiazione: di Plank, di Wien,  di Stefan-Boltzmann - Assorbivita', reflettivita', trasmissivita' -  Radianza ed irradianza - Scambi radiativi - Legge di Beer - Costante solare -  Calcolo della posizione del sole - Spettro solare - Radiazione diretta e  diffusa - Radiazione terrestre - Bilancio radiativo - Strumenti di misura.  VAPORE: Equazione di stato dei gas ideali - Legge di Dalton - Calore Latente -  Transizione di fase: equazione di Clausius-Clapeyron - Equazione di stato  per l'aria umida - Misurazione dell'umidita'.  SUOLO: Bilancio energetico  su diversi tipi di superficie - Bowen ratio - Temperature alla superficie  e nel sottosuolo - Flusso di calore nel sottosuolo - Evapotraspirazione.  STABILITA'  ATMOSFERICA: Lapse rate adiabatico secco - Temperatura potenziale -  Frequenza di Brunt-Vaisala - Stabilita' statica dell'atmosfera secca, umida  e satura - Instabilita' di Kelvin-Helmholtz e turbolenza in aria chiara  (CAT) - Numero di Richardson.  STRATO LIMITE PLANETARIO (PBL): Definizione  e ciclo diurno - Strato rimescolato, residuo e notturno - Pennachi di fumo  nel PBL.  TURBOLENZA: Flussi laminari e turbolenti - Spettro della  turbolenza - Energia cinetica turbolenta - Evoluzione diurna del flusso  turbolento di calore - Stress di Reynolds - Velocita' di frizione -  Equazioni del flusso turbolento - Semplificazioni da approssimazioni -  Bilancio della energia cinetica turbolenta (TKE) - TKE e stabilita' -  Lunghezza di Obukhov - Chiusura della turbolenza - Teoria K e della lunghezza  di mescolamento - Profilo logaritmico e lunghezza di rugosita'.  DISPERSIONE  DI INQUINANTI: Modelli di pennacchi - Il modello Gaussiano - Classi di  stabilita' e sigma di Pasquill - Sigma di Briggs.

 

RADIATION:  Basic black body radiation laws: Plank, Wien, Stefan-Boltzmann -  Absorptivity, reflectivity,  transmissivity -  Radiance and irradiance -  Radiative exchange -  Beer's law - Solar constant - Calculation of the
sun position - Solar spectrum - Direct and diffuse radiation -  Terrestrial radiation - Radiative flux energy budget - Radiation instruments.  VAPOR: Equation of state for ideal gases - Dalton's law - Latent heat -  Phase-transition equilibria: the Clausius-Clapeyron equation - Equation of  state for moist air - Humidity variables - Humidity instruments.  SOIL: Energy budgets at different kinds of surfaces - Bowen ratio -  Surface and subsurface temperatures - Soil heat transfer - Evapotranspiration.  ATMOSPHERIC STABILITY: Dry adiabatic lapse rate -  Potential temperature - Brunt-Vaisala frequency - Static stability of dry,  moist unsaturated and saturated atmosphere - Dynamic stability -  Kelvin-Helmholtz instability and clear air turbulence (CAT) - Richardson  number. PLANETARY BOUNDARY LAYER (PBL): Definition and diurnal cycle -  Mixed, residual, nocturnal layer - Smoke plumes in the PBL. TURBULENCE :  Laminar and turbulent flows -  Turbulence spectrum - Turbulent kinetic  energy - Daytime and nighttime turbulent heat flux - Reynolds stress -  Friction velocity - Turbulent flow equations - Turbulent kinetik  energy  (TKE) budget - TKE and stability - The Obukhov length - Turbulence closure -  K-theory a  Snd the mixing length theory - Log-wind profile and roughness  lengths.  POLLUTANT DISPERSION: Plume models - The gaussian model -  Pasquill stability classes and sigmas - Briggs sigmas.

Testi consigliati e bibliografia

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Montheith - Unsworth : Principles of Environmental Physics (2007), Elsevier. Garratt : The Atmospheric Boundary Layer (1992), Cambridge University Press. Stull : An Introduction to Boundary Layer Meteorology (1989), Kluwer Academic Press. Arya: Introduction to Micrometeorology (1988), Academic Press.



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Note

Frequenza non obbligatoria, ma fortemente consigliata.

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Ultimo aggiornamento: 23/07/2014 09:12