774SM - FISICA DELL'ATMOSFERA 2023

Caratteristiche generali dell'atmosfera terrestre

Queste pagine descrivono il metodo per la costruzione di un modello fisico del profilo verticale della temperatura atmosferica, il quale è in grado di spiegare i motivi della diminuzione della temperatura con la quota e l'esistenza delle inversioni termiche. Lo scopo è quello di guidare e stimolare lo studente alla realizzazione di modelli della realtà, a partire dai principi della fisica.

In queste diapositive sono presenti delle immagini che mostrano la forma dei principali campi atmosferici alla scala sinottica e l'intensità dei gradienti. Inoltre sono tracciati i campi dei venti, tramite delle frecce, che permettono di comprendere quanto aderente alla realtà, sia il modello di circolazione geostrofica.

La regola di Buys Ballot permette di criticare la soluzione geostrofica, delle equazioni per la conservazione della quantità di moto, applicata a regioni atmosferiche prossime alla superficie del pianeta. Si tratta di una regola empirica, che fornisce elementi fondamentali per comprendere i limiti del modello geostrofico. 

Sviluppo del modello analitico delle onde di Haurwitz con limite le onde do Rossby

Lezione contenete carte meteorologiche, diagrammi e grafici che riportano tipiche situazioni atmosferiche alla scala sinottica

Cenni di Climatologia e cambiamenti climatici

Descrizione delle tesi proposte per gli studenti della laurea Magistrale interateneo in Fisica che seguono il Curriculum Fisica terrestre, dell’ambiente e interdisciplinare - Fisica dell'atmosfera e dello strato limite atmosferico

In questa diapositiva sono riportate le informazioni fondamentali che descrivono come si svolgerà l'esame di questo corso.

L'esame è orale, non sono previste prove scritte.

In questa sezione sono raccolte delle pagine di  approfondimento, degli esercizi, dei grafici, file di misure e di simulazioni, che potrebbero essere utili allo studente per approfondire i temi trattati a lezione ed in preparazione dell'esame.

La sezione va considerata sperimentale

Corso di Fisica dello Strato Limite Atmosferico
Introduzione al corso,concetti fondamentali e motivazioni

Corso di Fisica dello Strato Limite Atmosferico
Caratteristiche generali e fenomenologia dello Strato Limite Atmosferico

Corso di Fisica dello Strato Limite Atmosferico
L'origine delle forze di superficie e le equazioni di Navier-Stokes

Corso di Fisica dello Strato Limite Atmosferico 
Considerazioni sui regimi di flusso a partire dalle equazioni di 
Navier-Stokes e da esperimenti

Molti sono gli esperimenti svolti per mettere in evidenza i diversi regimi del moto dei fluidi: Gli esperimenti vengono svolti con opportune scelte della velocità, viscosità cinematica e dimensioni dei corpi immersi in modo da coprire il più ampio dominio di esistenza del numero di Reynolds

In queste pagine di appunti sono riportate le evidenze osservative e sperimentali che hanno portato alla definizione del concetto di Strato Limite e al superamento dei limiti della fluidodinamica teorica applicata a fluidi caratterizzati da numeri di Reynolds >> 1.

In questi appunti troverete i concetti ed il metodo che portano alla definizione delle equazioni per lo strato limite laminare. Inoltre ci sono alcune semplici considerazioni che mettono in evidenza i limiti di tale modello.

Utilizzando le informazioni provenienti dagli esperimenti e applicando le ipotesi formulate da L. Prandtl, in questi appunti si deriva le equazioni per lo strato limite laminare, nella loro forma adimensionale.

Corso di Fisica dello Strato Limite Atmosferico
La turbolenza e il suo ruolo nello
Strato Limite Atmosferico

In questi appunti si deriva le equazioni per la conservazione della massa e della quantità di moto, valide per lo strato limite atmosferico, applicando l'approssimazione di Boussinesq. La derivazione è giustificata considerando le caratteristiche fenomenologiche fondamentali dello strato limite atmosferico. 

Corso di Fisica dello Strato Limite Atmosferico
Trasporto radiativo e bilancio energetico nel surface layer

Le lezioni di questa parete del corso introducono all'analisi dimensionale e di scala come approccio descrittivo dei sistemi fisici. La costruzione di modelli della realtà vien classificata in modelli esplicativi e modelli descrittivi e le differenze tra i due approcci spiegata anche tramite degli esempi. La sinergia costruttiva tra tra i due tipi di modelli viene naturalmente dedotta studiando gli esempi presenti nell'ambito dello strato limite atmosferico. 

Documento che riporta la versione originale della costruzione del modello di strato limite atmosferico superficiale, formulato da A. S. Monin e A.M. Obukhov. Esempio di applicazione del principio di similarità

In questi appunti vengono descritti i concetti fondamentali che sono alla base dei modelli di rimescolamento delle masse d'aria per processi convettivi. In particolare si definiscono l'entrainment ed il detrainment.

Un semplice modello termodinamico per la spiegazione dei momenti della giornata in cui te temperature superficiali raggiungono il valore minimo e massimo

Alcuni richiami sui concetti fondamentali del valore di aspettazione, di covarianza, di correlazione tra grandezze dipendenti da variabili casuali.

Questi appunti descrivono il contenuto fisico delle equazioni scalari per la conservazione della quantità di moto e della massa, espresse nel formalismo tipico dell'analisi tensoriale.

In questi appunti sono riportati i contenuti fondamentali che guidano allo sviluppo del modello di strato limite di Ekman