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Oggetto:
Oggetto:

Fisica dell'ambiente

Oggetto:

Environmental Physics

Oggetto:

Anno accademico 2019/2020

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
008510-104 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica del Sistema Meteoclimatico 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 viventi

Knowledge 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

GiorniOreAula
Mercoledì14:00 - 16:00Aula Verde Dipartimento di Fisica
Giovedì11:00 - 13:00Aula Verde Dipartimento di Fisica
Venerdì11:00 - 13:00Aula Verde Dipartimento di Fisica

Lezioni: dal 30/09/2019 al 22/11/2019

Nota: INIZIO LEZIONI 30/09/19

Oggetto:

Note

Frequenza non obbligatoria, ma fortemente consigliata.

Attendance at the course is not compulsory, but strongly recommended.

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Ultimo aggiornamento: 06/11/2019 23:39