FISICA DELL'ATMOSFERA E DEL CLIMA

Il corso fornisce elementi per una comprensione di base del funzionamento dell'atmosfera e del clima terrestri. Dopo una parte introduttiva per definire terminologia e concetti chiave fisico-matematici, il corso si focalizzerà sui processi fondamentali che operano in atmosfera e nel sistema accoppiato oceano-atmosfera, determinandone stato e variabilità. Il corso fornirà inoltre elementi per la comprensione dei cambiamenti climatici di origine antropica e naturale.

acquisizione di conoscenza teoriche relative ai processi atmosferici e oceanici fondamentali che determinano stato e variabilità del sistema climatico; sviluppo di capacità di applicare le conoscenze teoriche acquisite, attraverso l'analisi quantitativa di dati rilevanti che riguardano fenomeni atmosferici e climatici; acquisizione di autonomia di giudizio tramite lo sviluppo di capacità di analisi critica nello studio e attribuzione di cambiamenti climatici.

conoscenze di base di geografia, fisica, in particolare termodinamica classica, matematica, in particolare calcolo e geometria, e chimica.

Introduzione all'atmosfera terrestre e alla sua evoluzione; concetti chiave di fisica dell'atmosfera e di fluidodinamica: equazione di stato per l'aria secca e sua stabilità; bilancio idrostatico e stratificazione; geopotenziale e coordinate verticali; temperatura potenziale; vapor d'acqua in atmosfera; equazione di stato per l'aria umida e sua stabilità; saturazione ed equazione di Clausius-Clapeyron; termodinamica dei moti verticali; moti convettivi; processi di formazione delle nuvole: nucleazione, condensazione, collisione e coalescenza; circolazione dell'atmosfera; sistemi di riferimento non inerziali; rotazione terrestre e forza di Coriolis; equazioni del moto sulla Terra rotante e loro approssimazioni; analisi di scala e numero di Rossby; flussi comprimibili e non comprimibili, equazione di continuità; flusso geostrofico e ciclostrofico; vorticità e conservazione della vorticità potenziale; l'oceano e il suo ruolo del clima: circolazione nell'oceano indotta dal vento; intensificazione occidentale delle correnti marine; circolazione termoalina; il ghiaccio marino; bilancio radiativo e modelli concettuali del clima; forzanti del clima; sensitività climatica; meccanismi di feedback; variabilità stocastica dell'atmosfera e del clima; modi di variabilità climatica e cambiamenti regionali; modelli accoppiati oceano-atmosfera; cambiamento climatico antropogenico e scenari climatici futuri.

Andrews, D.G., An Introduction to Atmospheric Physics, Cambridge University Press, 2010, 0521693187
"Introduction to Climate Science" ebook by Andreas Schmittner (Oregon State University), diponibile online
"Introduction to climate dynamics and climate modelling" freely available at: http://www.climate.be/textbook/ebook.html
Peixoto J.P., Oort A.H. Physics of climate, 1992, 520 pp.
IPCC-AR5 report and IPCC specific reports, disponibili qui: https://www.ipcc.ch/reports/

L'esame orale è concepito per una valutazione della conoscenza acquisita dal candidato nei diversi ambiti in cui si articola il corso. Dopo una prima domanda a piacere, che serve come introduzione all'esame e come possibilità di testare la conoscenza acquisita riguardo ad un argomento particolarmente congeniale al candidato, l'esame prosegue toccando diversi rimanenti argomenti.

lezioni frontali e possibili attività seminariali e sperimentali (analisi dati di rilevanza climatica)

Italiano

orale