Sufficiente conoscenze di Matematica e Fisica, proprie dei programmi  della laurea triennale

Lezioni frontali alla lavagna. Distribuzione degli appunti del docente.

1. Caratteristiche generali dell'atmosfera

• 1.1.Genesi dell’atmosfera, importanza dell’atmosfera, composizione della atmosfera, Il ruolo del vapore acqueo nell'atmosfera. Struttura verticale:Troposfera e sua importanza sulla Biosfera, polveri vulcaniche nella Stratosfera ed effetti sul clima. Buco di Ozono. Genesi dei fulmini.

• 1.2. Space WeatherLe emissioni del sole verso la terra, i raggi cosmici e influenza possibile sul Global Warming, il vento solare, Magnetosfera, le Fasce di Van Allen. L’aumento dell’attività del sole in rapporto al Global Warming. .

• 1.3. La circolazione generale dell'atmosferaModello di Hadley, modello a tre celle,la distribuzione del campo barico e del vento al suolo a scala planetaria e stagionale,circolazione meridiana, circolazione zonale, le correnti occidentali, le onde di Rossby, le cause delle onde di Rossby.

2. La radiazione
   La radiazione, leggi del corpo nero, radiazione solare e terrestre, albedo, controradiazione ed effetto serra, bilanci radiativi ed energetici
3. La pressione atmosferica
   Definizione, misura, variazioni periodiche e accidentali, la densità dell’aria, il concetto di geopotenziale, rappresentazione topografica delle superfici isobariche, variazione della pressione con l’altezza, la riduzione della pressione al livello del mare, le isobare e le mappe della pressione al livello del mare, principali configurazioni bariche sulle mappe delle isobare e sulle topografie assolute.
4. Termodinamica dell'aria secca
   Equazione di stato per l'aria secca, la densità dell'aria, Equazione della idrostatica, il concetto di altezza geopotenziale, equazione degli spessori e applicazioni. Il primo principio della Termodinamica,trasformazioni adiabatiche per l'aria secca, la temperatura potenziale,la stabilità della atmosfera, stabilità e temperatura potenziale, stabilità e inversioni termiche, tipi di inversioni termiche,andamento diurno della stabilità, moti convettivi e stabilità, altezza di rimescolamento.
5. Termodinamica dell'aria umida
   La pressione del vapore acqueo, grandezze igrometriche fondamentali (rapporto di mescolanza, umidità specifica, umidità relativa, temperatura di rugiada, temperatura di bulbo bagnato, l'igrometro a capelli e lo psicrometro, umidità e confort fisiologico, calore latente di condensazione, trasformazioni adiabatiche per aria satura, la temperatura pseudopotenziale, instabilità condizionale e convettiva, Stau e Föhn, i diagrammi termodinamici più comuni, stima di alcune grandezza e della stabilità dai diagrammi termodinamici.
6. Dinamica dell'atmosfera - Nozioni generali
   Scala dei moti atmosferici, scala spazio- temporale della turbolenza, densità spazio- temporale delle osservazioni a scala sinottica, analisi di scala delle velocità verticali, dell'accelerazione orizzontale e verticale, gradienti, operazioni con vettori, variazioni individuali e locali, le avvezioni, le forze agenti sull'atmosfera (forza di gradiente, forza di Coriolis, forza di attrito viscoso, forza di gravità).
7. Dinamica dell'atmosfera- Le equazioni del moto L'equazione generale del moto, le equazioni del moto orizzontale, il vento geostrofico, calcolo del vento geostrofico dalla mappe del campo barico a livello costante ( isobare ) e a pressione costante (isoipse), Il vento di gradiente,l'equazione del moto verticale e l'approssimazione idrostatica, il vento termico e sue applicazioni (interazione del campo termico con il campo barico, genesi delle correnti a getto, cicloni e anticicloni di tipo termico o dinamico e loro struttura verticale ).
8. La Turbolenza nell’atmosfera
   Definizione di turbolenza, turbolenza di origine meccanica ( da ostacoli o da wind shear), termica, orografica.
9. I modelli fisico-matematici e le previsioni del tempo.

• Physics of the Atmosphere and Climate

     Murry L. Salby

Utilizzare gli appunti del docente

• L'esame è composto da una prova orale.
• La prova consiste in piú problemi da risolvere e si svolge in un'aula normale
• La prova  è superata se si risolvono correttamente almeno meta' dei problemi proposti.

Indirizzo web del docente ; franco.cervelli@pi.infn.it