- Oggetto:
- Oggetto:
Fisica dell'ambiente
- Oggetto:
Environmental Physics
- Oggetto:
Anno accademico 2018/2019
- Codice dell'attività didattica
- MFN0496
- Docenti
- Prof. Silvia Ferrarese (Titolare del corso)
Dott. Silvia Trini Castelli (Titolare del corso) - Corso di studi
- 008510-101 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Nucleare e Subnucleare e Biomedica
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
- Prerequisiti
-
E' consigliato l'aver seguito il corso di Fisica dell' Atmosfera.Physics of the Atmosphere is recommended
- Propedeutico a
-
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Conoscenza dei principali processi fisici che influenzano l'ambiente in cui viviamo.
Knowledge of the main physical phenomena governing the environment where we live.
- 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 viventiKnowledge and understanding:
Main physical laws governing the environment: solar and terrestrial radiation, energy and vapour budget near the Earth surface, daily cycle in the boundary layer, turbulence and pollutant dispersion
Applying knowledge and understanding:
Ability in analysing the interactions between the different physical phenomena in the environment within which we live
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Lezioni in aula
Lectures in classroom
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Orale
Oral examination
- Oggetto:
Attività di supporto
- Oggetto:
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'. FLUSSI DI ENERGIA ALLA SUPERFICIE: Bilancio energetico su diversi tipi di superficie - Bowen ratio - Temperature alla superficie e nel sottosuolo - Flusso di calore nel sottosuolo - Evapotraspirazione. OCEANO. 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. ENERGY BUDGETS AT THE SURFACE: Energy budgets at different kinds of surfaces - Bowen ratio - Surface and subsurface temperatures - Soil heat transfer - Evapotranspiration. OCEAN. 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
- Oggetto:
Arya: Introduction to Micrometeorology (2001), Academic Press.
Camuffo: Microclimate for Cultural Heritage (2014), Elsevier.
Curry - Webster: Thermodynamics of Atmospheres & Oceans (1999), Academic Press
Foken: Micrometeorology (2016), Springer
Garratt : The Atmospheric Boundary Layer (1994), Cambridge University Press.
Hartmann: Global Physical Climatology(1994), Academic Press.
Iribarne J.V., Godson W.L.: Atmospheric Thermodynamics(1981), Geophys. Astrophys. Monogr., Reidel.
Jacob D.J.: Introduction to Atmospheric Chemistry (1999), Princeton University Press.
Markowski P., Richardson Y.:Mesoscale Meteorology in Midlatitudes (2010), Wiley-Blackwell
Montheith - Unsworth : Principles of Environmental Physics (2015), Academic press.
Stull : An Introduction to Boundary Layer Meteorology (1989), Kluwer Academic Press.
Arya: Introduction to Micrometeorology (2001), Academic Press.
Camuffo: Microclimate for Cultural Heritage (2014), Elsevier.
Curry - Webster: Thermodunamics of Atmospheres & Oceans (1999), Academic Press
Foken: Micrometeorology (2016), Springer
Garratt : The Atmospheric Boundary Layer (1994), Cambridge University Press.
Hartmann: Global Physical Climatology(1994), Academic Press.
Iribarne J.V., Godson W.L.: Atmospheric Thermodynamics(1981), Geophys. Astrophys. Monogr., Reidel.
Jacob D.J.: Introduction to Atmospheric Chemistry (1999), Princeton University Press.
Markowski P., Richardson Y.:Mesoscale Meteorology in Midlatitudes (2010), Wiley
Montheith - Unsworth : Principles of Environmental Physics (2015), Academic press.
Stull : An Introduction to Boundary Layer Meteorology (1989), Kluwer Academic Press.
- Oggetto:
Orario lezioni
Giorni Ore Aula Mercoledì 14:00 - 16:00 Aula Verde Dipartimento di Fisica Giovedì 11:00 - 13:00 Aula Verde Dipartimento di Fisica Venerdì 11:00 - 13:00 Aula Verde Dipartimento di Fisica Lezioni: dal 24/09/2018 al 23/11/2018
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Note
Frequenza non obbligatoria, ma fortemente consigliata.
Attendance at the course is not compulsory, but strongly recommended.
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