Webpage of the course: Physics of the Atmosphere and the Ocean                                                 (L.M. Fisica) - A.A. 2019/20 - (I Sem.)

     

     Docente G. Redaelli (gianluca.redaelli@aquila.infn.it)

                       L. Sangelantoni

    Ricevimento del docente: su appuntamento


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


    Calendario Lezioni

1	Lu 23 Settembre	GR	Introduzione al corso. Caratteristiche generali dell'atmosfera.
2	Gi 26 Settembre	GR	Caratteristiche generali dell'atmosfera: massa e composizione chimica.
3	Ve 27 Settembre	GR	Caratteristiche generali dell'atmosfera: struttura verticale, andamento della temperatura, venti e pressione.
4		GR	Caratteristiche generali dell'atmosfera: Circolazione generale e venti superficiali in approssimazione "Aquaplanet".
5	Lu 30 Settembre	GR	Termodinamica atmosferica: equazione dei gas, equilibrio idrostatico, geopotenziale, equazione ipsometrica, altezza di scala, pressione barometrica.
6	Gi 3 Ottobre	GR	Termodinamica atmosferica: I° legge della termodinamica, entalpìa e calore sensibile.
7	Ve 4 Ottobre	GR	Termodinamica atmosferica: lapse rate adiabatico, temperatura potenziale e sua conservazione per moti adiabatici, stabilità statica.
8		GR	Onde di galleggiamento e frequenza di Brunt–Väisälä. Temperatura virtuale.
9	Lu 7 Ottobre	GR	Termodinamica del vapore acqueo. LCL e processi pseudo-adiabatici.
10	Gi 10 Ottobre	GR	Termodinamica del vapore acqueo: lapse rate per aria satura, temperatura potenziale equivalente, instabilità condizionata.
11 12	Ve 11 Ottobre	GR	Trasporto radiativo: Corpo nero, diffusione, assorbimento, emissione ed estinzione in atmosfera. Trasporto radiativo: spettri e proprietà radiative dell'atmosfera
13	Lu 14 Ottobre	GR	Uso del diagramma termodinamico [Skew T, -lnP]. Effetto di ascesa e discesa.
14	Gi 17 Ottobre	GR	Calcolo della Temperatura effettiva della Terra. Effetto serra.
15	Ve 18 Ottobre	GR	Forzante radiativo e sensibilità climatica. Il Sistema Climatico.
16	Lu 21 Ottobre	GR	Risposta transiente ed equilibrio. Fattori di feedback climatico. Stabilità e molteplicità dei punti di equilibrio climatico.
17 18	Ve 25 Ottobre	GR	L'esempio di Daisyworld. Gas serra e loro potenziale relativo di riscaldamento (GWP). Forzanti radiativi antropogenici. Modelli Energy Balance per il calcolo della temperatura superficiale
19	Lu 28 Ottobre	GR	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.
20	Gi 31 Ottobre	GR	Set di reazioni chimiche. Sistemi 'stiff'.
21	Lu 4 Novembre	GR	Tempi di vita media e di residenza. Approssimazione allo stato stazionario. Famiglie chimiche: caratteristiche generali ed esempi di calcolo dei rapporti di partizione.
22 23	Ve 8 Novembre	GR	Chimica dell'ozono stratosferico: Ciclo di Champman e stima della distribuzione verticale Chimica dell'ozono stratosferico: distruzione mediante cicli catalitici (HOx, NOx e ClOx).
24	Lu 11 Novembre	GR	Variabilità del profilo verticale e tecniche di misurazione dell'ozono. Il buco dell'ozono antartico. Evoluzione ed evidenze sperimentali.
25	Gi 14 Novembre	GR	Il buco dell'ozono antartico. Cause chimiche e dinamiche. Chimica eterogenea su PSCs
26 27	Ve 15 Novembre	GR	Chimica dell'ozono troposferico: principali reazioni chimiche e interazioni con NOx e HOx. Esercitazione numerica su EBM
28	Lu 18 Novembre	GR	Ciclo bio-geo-chimico della CO2
29	Gi 21 Novembre	GR	Modelli numerici dell'atmosfera: scelta di processi di riferimento e variabili, analisi di scala, coordinate.
30 31	Ve 22 Novembre	GR	Modelli numerici dell'atmosfera: scelta dei metodi di integrazione, medie temporali e tecniche statistiche. Soluzione numerica delle equazioni differenziali: caratteristiche di ODE e PDE. Step e intervalli temporali. Approssimazione alle differenze finite: criteri di consistenza, convergenza e stabilità.
32 33	Gi 28 Novembre	LS GR	Introduction to climate system and modeling Preparazione e lancio di un pallone con sonda PTU ed ozonosonda ECC.
34 35	Ve 29 Novembre	GR	Metodi di soluzione ODE chimiche: Analitico, Eulero Forward ed Eulero Backward. Linearizzazione. Esponenziale semplice e QSS. Discussione dei profili ricavati dal lancio del pallone sonda. Dinamica dell'atmosfera: vorticità, divergenza, avvezione, forze reali ed apparenti. Equazione del moto su una superficie orizzontale.
36	Lu 2 Dicembre	GR	Dinamica dell'atmosfera: Il vento geostrofico e l'Ekman drift; vento di gradiente e vento termico; atmosfera barotropica e baroclina; conservazione della vorticità assoluta
37	Gi 5 Dicembre	LS	Modeling the climate system
38 39	Ve 6 Dicembre	GR	Dinamica dell'atmosfera: vorticità potenziale barotropica e isentropica. Coordinate conservative. Dinamica dell'atmosfera: Equazione termodinamica dell'energia. Equazione di continuità e stima del moto verticale. Set di equazioni primitive e loro applicazioni.
39	Lu 9 Dicembre	LS	Climate modeling at different temporal and spatial scales
40	Gi 12 Dicembre	LS	Regional scale seasonal forecasting
41 42	Ve 13 Dicembre	GR	La circolazione generale atmosferica in approssimazione aquaplanet. Evidenze sperimentali e proiezioni modellistiche del riscaldamento globale da gas serra Sensibilità climatica (TCR, ECS e ESS) da modelli e dati sperimentali. Tipping Points
43	Me 18 Dicembre	GR	Modellistica Idrologica: il modello ChyM
44	Gi 19 Dicembre	GR	Modi ed Indici della Variabilità Climatica naturale. Caratteristiche principali della circolazione generale oceanica

      
 

    Additional material