Webpage of the course: Physics of the Atmosphere and the Ocean                                                (L.M. Fisica) - A.A. 2016/17 - (I Sem.)

     

     Docente G. Redaelli (Gianluca.Redaelli@aquila.infn.it)

    Testi di riferimento: 
      J. Wallace and P. Hobbs, Atmospheric Science: An introductory survey, Academic Press, (2nd Ed.) 2006
     Jacob D. J., Introduction to Atmospheric Chemistry, Princeton University Press, 1999
    Jacobson M. Z., Fundamentals of Atmospheric Modeling, Cambridge University Press, 1999


    Calendario Lezioni

1	Lu 19 Settembre	Introduzione al corso. Caratteristiche generali dell'atmosfera: massa e composizione chimica
2	Me 21 Settembre	Caratteristiche generali dell'atmosfera: struttura verticale e andamento della temperatura.
3	Ve 23 Settembre	Caratteristiche generali dell'atmosfera: venti e pressione. Circolazione generale: venti superficiali in approssimazione "Aqua Planet"
4	Lu 26 Settembre	Termodinamica atmosferica: equazione dei gas, equilibrio idrostatico, geopotenziale, equazione ipsometrica, altezza di scala, pressione barometrica
5	Me 28 Settembre	Termodinamica atmosferica: I° legge della termodinamica, entalpìa e calore sensibile, lapse rate adiabatico, temperatura potenziale e sua conservazione per moti adiabatici
6	Lu 3 Ottobre	Termodinamica atmosferica: stabilità statica, onde di galleggiamento e frequenza di Brunt–Väisälä. Temperatura virtuale.
7	Me 5 Ottobre	Termodinamica del vapore acqueo. LCL e processi pseudo-adiabatici.
8	Lu 10 Ottobre	Termodinamica del vapore acqueo: lapse rate per aria satura, temperatura potenziale equivalente, instabilità condizionata, Moist Static Energy
9	Me 12 Ottobre	Uso del diagramma termodinamico [Skew T, -lnP]
10		Effetto di ascesa e discesa, instabilità per aria satura, instabilità condizionata.
11	Ve 14 Ottobre	Trasporto radiativo: Corpo nero, diffusione, assorbimento, emissione ed estinzione in atmosfera.
12	Lu 17 Ottobre	Trasporto radiativo: spettri e proprietà radiative dell'atmosfera. Calcolo della Temperatura efficace della Terra.
13	Ve 21 Ottobre	Effetto serra. Forzante radiativo e sensibilità climatica. Risposta transiente ed equilibrio.
14	Lu 24 Ottobre	Daisyworld. Fattori di feedback climatico.
15	Me 26 Ottobre	Modelli Energy Balance per il calcolo della temperatura superficiale.
16	Me 2 Novembre	Gas serra e loro potenziale relativo di riscaldamento (GWP). Forzanti radiativi antropogenici.
17	Ve 4 Novembre	Reazioni chimiche e fotochimiche in atmosfera: tipologie e scrittura delle velocità di reazione. Calcolo dei coefficienti di velocità e loro dipendenza da temperatura e pressione.
18	Lu 7 Novembre	Set di reazioni chimiche. Sistemi 'stiff'. Tempi di vita media e di residenza
19	Me 9 Novembre	Approssimazione allo stato stazionario. Famiglie chimiche: caratteristiche generali ed esempi di calcolo dei rapporti di partizione.
20		Chimica dell'ozono stratosferico: Ciclo di Champman e stima della distribuzione verticale.
21	Ve 11 Novembre	Chimica dell'ozono stratosferico: distruzione mediante cicli catalitici dell'HOx e NOx.
22	Me 16 Novembre	Chimica dell'ozono stratosferico: distruzione mediante ciclo catalitico di ClOx.
23		Variabilità del profilo verticale e tecniche di misurazione dell'ozono. Il buco dell'ozono antartico. Evoluzione e cause chimiche.
24	Ve 18 Novembre	Il buco dell'ozono antartico. Evoluzione e cause dinamiche. Chimica eterogenea su PSC.
25	Lu 21 Novembre	Chimica dell'ozono troposferico: principali reazioni chimiche e interazioni con NOx e HOx.
26	Me 23 Novembre	Ciclo bio-geo-chimico della CO2.
27	Lu 28 Novembre	Esercitazione Numerica su modelli Energy Balance: risposta della temperatura media superficiale alla variazione di parametri notevoli.
28	Me 30 Novembre	Dinamica dell'atmosfera: vorticità, divergenza, avvezione, forze reali ed apparenti.
29		Dinamica dell'atmosfera: equazione del moto su una superficie orizzontale. Il vento geostrofico, l'Ekman drift ed il vento di gradiente.
30	Lu 5 Dicembre	Dinamica dell'atmosfera: il vento termico, conservazione della vorticità assoluta
31	Me 7 Dicembre	Dinamica dell'atmosfera: vorticità potenziale barotropica e isentropica- Coordinate conservative.
32	Lu 12 Dicembre	Dinamica dell'atmosfera: equazione termodinamica dell'energia; equazione di continuità e stima del moto verticale.
33	Me 14 Dicembre	Dinamica dell'atmosfera: set di equazioni primitive e loro applicazioni; la circolazione generale atmosferica in approssimazione aquaplanet.
34	Ve 16 Dicembre	Modelli numerici del'atmosfera: scelta di processi di riferimento e variabili, analisi di scala, coordinate.
35	Lu 19 Dicembre	Modelli numerici del'atmosfera: scelta dei metodi di integrazione, medie temporali e tecniche statistiche.
36		Lancio di un pallone con ozonosonda ECC.
37	Me 21 Dicembre	Soluzione numerica delle equazioni differenziali: caratteristiche di ODE e PDE. Step e intervalli temporali. Approssimazione alle differenze finite (centrale, in avanti e all'indietro) della derivata prima.
38	Lu 9 Gennaio	Metodi numerici di integrazione delle equazioni differenziali alle differenze fininte: Eulero Forward and Backward, Leap-Frog, Runge Kutta.
39	Me 11 Gennaio	Metodi di soluzione ODE chimiche: Analitico, Eulero Forward ed Eulero Backward. Linearizzazione. Esponenziale semplice e QSS.
40	Ve 13 Gennaio	Caratteristiche principali della circolazione generale oceanica