Dipartimento di ingegneria civile ed ambientale
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Fisica dell'Atmosfera Laboratorio di Fisica Ambientale Meteorologia


Fisica dell'Atmosfera top su giu'


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Prof. Dino Zardi
E-mail: Dino.Zardi@ing.unitn.it

L'insegnamento di Fisica dell'Atmosfera è rivolto agli studenti del quinto anno del Corso di Laurea in Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio e ha lo scopo di fornire una panoramica di vari fenomeni atmosferici alle varie scale - dalla scala planetaria alla scala locale - con particolare attenzione ai processi rilevanti per applicazioni di interesse ingegneristico: meteorologia a scala sinottica, formazione e dinamica delle precipitazioni, trasporto di contaminanti in atmosfera.

Programma del corso

1) Introduzione alle scienze dell'atmosfera. Meteorologia e climatologia e loro applicazioni.
2) Composizione e struttura dell'atmosfera standard. Distribuzioni medie di pressione, temperatura, densità dell'aria. Scale dei moti atmosferici. Strutture e dinamiche dell'atmosfera alle varie scale.
3) Richiami di termodinamica e applicazioni al sistema atmosfera. Composizione e proprietà dell'aria secca. Primo principio della termodinamica e applicazioni. Moti adiabatici. Temperatura potenziale. Gradiente adiabatico per aria secca.
4) Effetti associati alla presenza di vapore acqueo. Grandezze atte a descrivere il contenuto di vapor acqueo in atmosfera. Stati di saturazione. Effetti associati alle transizioni di fase del vapor acqueo. Livello di condensazione. Diagramma pseudoadiabatico. Curve adiabatiche secche e sature.
5) Microfisica delle nubi e delle precipitazioni. Nucleazione omogenea ed eterogenea. Processi di formazione delle nubi e delle idrometeore.
6) Radiazione atmosferica. Teoria del corpo nero e sue applicazioni ai bilanci radiativi del sistema sole-terra-atmosfera. Interazioni radiazione-atmosfera. Bilanci di radiazione al suolo e in quota.
7) Equazioni dei moti atmosferici. Analisi di scala delle equazioni per i moti a scala sinottica alle medie latitudini. Vento geostrofico. Dinamica delle perturbazioni a scala sinottica e delle strutture frontali.
8) Dinamica dello strato limite atmosferico. Similitudine di Monin-Obukhov. Ciclo diurno dello strato limite atmosferico. Circolazioni atmosferiche a scala locale. Dinamica dei venti di valle.
9) Processi di trasporto di contaminanti in atmosfera. Modelli Gaussiani. Effetti delle condizioni atmosferiche. Classi di stabilità di Pasquill.
10) Sistemi di misure meteorologiche. Strumenti per misure dirette (equipaggiamento delle stazioni meteorologiche al suolo, reti di rilevamento, radiosonde) e strumenti per misure in remoto (radar meteorologico, lidar, sodar, satellite).

Modalità d'esame

L'esame consiste nel superamento di una prova orale. Durante lo svolgimento del corso verranno proposte due prove in itinere (facoltative). Per i candidati che avranno superato entrambe le prove, la verifica finale consisterà in una discussione dei punti delle prove ai quali i candidati hanno dato risposta inesatta o insufficiente e sugli ultimi argomenti del corso.

Propedeuticità

Fisica Tecnica, Idrodinamica.

Testi consigliati

Wallace J.M. and Hobbs P.V., Atmospheric Science, Academic Press, New York, 1977.
Holton J.R., An Introduction to Dynamic Meteorology, Third Edition, Academic Press, San Diego, 1992.
Salby L., Fundamentals of Atmospheric Physics, Academic Press, New York, 1996.
Stull R. B., An Introduction to Boundary Layer Meteorology, Kluwer Academic Publishers, 1988.
Panofsky, H. A. and Dutton J. A., Atmospheric Turbulence: Models and Methods for Engineering applications, John Wiley and Sons, New York, 1984.



Archivio delle lezioni

Descrizione Lezione Anno Autore
  Lezione 1 (16.1 MByte) 2004-2005 Prof. Dino Zardi
     Introduzione all'insegnamento


Archivio delle esercitazioni

Descrizione Esercitazione Anno Autore


Allegati

        Descrizione


Archivio delle prove scritte

Prova in itinere Soluzione Anno Esercitatore
Testo_2003_2 Soluzione_2003_2 2002-2003 ing. Alessio Bertò
Testo_2004_1 Soluzione_2004_1 2003-2004 ing. Alessio Bertò
Testo_2004_2 Soluzione_2004_2 2003-2004 ing. Alessio Bertò




Laboratorio di Fisica Ambientale 5 crediti top su giu'


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Prof. Dino Zardi
E-mail: Dino.Zardi@ing.unitn.it
Obiettivi

Il corso si propone di fornire agli allievi le basi dei metodi di osservazione e misura di variabili fisiche di interesse ambientale e dell'analisi dei dati raccolti. Prevede una parte teorica (sistemi di unità di misura, analisi dimensionale, elettronica dei circuiti e dei dispositivi più semplici) finalizzata alla comprensione delle modalità di funzionamento di alcuni strumenti e del loro corretto impiego, integrata da esercitazioni pratiche, sia in aula sia in laboratorio, e visite ad installazioni sul campo.

Programma

1) Sistemi di unità di misura e analisi dimensionale. Il Sistema Internazionale.
2) Richiami di alcune nozioni fondamentali di elettromagnetismo: carica, corrente, campo elettromagnetico, induzione.
3) Dispositivi ideali: resistori, capacitori, induttori, generatori ideali di tensione e corrente.
4) Richiami sui circuiti elettrici: principi di Kirchhoff; teorema di Thevenin; teorema di Norton.
5) Transitòri nei sistemi del 1° ordine: carica e scarica di circuiti RC, RL.
6) Sistemi del 2° ordine: transitori nei circuiti RLC, regimi di smorzamento. 7) Circuiti in corrente alternata: impedenza.
8) Circuiti del 1° ordine: filtri passa alto, passa basso.
9) Circuiti del 2° ordine: risonanza. Filtri passa-banda.
10) Caratteristiche dei dispositivi reali (resistori, capacitori, induttori).
11) Dispositivi a semiconduttore: diodi, transistor.
12) Amplificatori.
13) Strumenti per misure di corrente, tensione, resistenza: principi di funzionamento ed applicazioni.
14) Multimetri analogici e digitali.
15) Oscilloscopi.
16) Sistemi di acquisizione dati: schede per PC, datalogger.
17) Strumenti per misure di temperatura: dispositivi a resistenza; termistori; termocoppie.
18) Strumenti per la misura di velocità e direzione del vento (anemometri a coppe ed eliche, sonici).
19) Strumenti per la misura di umidità (igrometri, psicrometri).
20) Strumenti per la misura di pressione.
21) Cenni sull'analisi dei dati sperimentali: definizione di precisione, accuratezza, sensibilità. Errori sistematici ed accidentali. Propagazione degli errori. Distribuzione normale.

Esercitazioni

Verranno svolte alcune esercitazioni in aula relative a misure elettriche e all'uso di sistemi di misura ambientali. Compatibilmente con il calendario accademico si svolgeranno visite ad installazioni di misura.

Modalità d'esame

L'esame consiste nel superamento di una prova orale. Durante lo svolgimento del corso verranno proposte due prove in itinere (facoltative). Per i candidati che avranno superato entrambe le prove, la verifica finale consisterà in una discussione dei punti delle prove ai quali i candidati hanno dato risposta inesatta o insufficiente e sugli ultimi argomenti del corso.

Testi di riferimento

Smith, R., J., 1977, Circuiti, dispositivi, sistemi, Zanichelli.
Savino, M., 1992, Fondamenti di scienza delle misure, La Nuova Italia Scientifica.
Doebelin, E. O., 1990, Measurement systems application and design, McGraw Hill Int. Editions.
Fritschen, L. J., Gay, L. W., 1979, Environmental instrumentation, Springer-Verlag.
Benedict, R. P., 1984, Fundamentals of temperature, pressure, and flow measurements, Wiley Interscience.
WMO, 1996: Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation - Sixth Edition, WMO-No. 8.
Anselmo, V., 1998, Manuale di riferimento per la Misura al suolo delle grandezze idrometeorologiche, CNR GNDCI.
Benincasa, F., Maracchi, G., Rossi, P., 1991, Agrometeorologia, Pàtron Editore Bologna.
Strangeways, I., 2000, Measuring the natural environment, Cambridge University Press.
Cannizzaro, I., 1989, Meteorologia aeronautica - Strumenti, Gianni Iuculiano editore.
DeFelice, T. P., 1998, An introduction to meteorological instrumentation and measurement, Editore Upper Saddle River, N.J. :Prentice-Hall.



Archivio delle lezioni

Descrizione Lezione Anno Autore


Archivio delle esercitazioni

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Meteorologia 5 crediti top su giu'


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Prof. Dino Zardi
E-mail: Dino.Zardi@ing.unitn.it
Obiettivi

Il corso fornisce le conoscenze basilari dei principali fenomeni atmosferici, esaminando gli aspetti meccanici e termodinamici dei processi elementari che ne sono alla base. Si introducono le variabili fisiche di interesse meteorologico, le nozioni relative alla loro misura e alla strumentazione, alcuni algoritmi per il calcolo di quantità notevoli (ad es. pressione a livello del mare, quota di condensazione, vento) nonchè i valori tipici delle variabili e la loro distribuzione spazio-temporale. Si affrontano in particolare modo gli aspetti correlati alle applicazioni nel campo dell'ingegneria ambientale e della gestione delle risorse territorio.

Programma

1) Introduzione alle scienze dell'atmosfera. Meteorologia e climatologia e loro applicazioni.
2) Composizione e struttura dell'atmosfera standard. Distribuzioni medie di pressione, temperatura, densità dell'aria. Scale dei moti atmosferici. Strutture e dinamiche dell'atmosfera alle varie scale.
3) Richiami di termodinamica e applicazioni al sistema atmosfera. Composizione e proprietà dell'aria secca. Primo principio della termodinamica e applicazioni. Moti adiabatici. Temperatura potenziale. Gradiente adiabatico per aria secca.
4) Effetti associati alla presenza di vapore acqueo. Grandezze atte a descrivere il contenuto di vapor acqueo in atmosfera. Stati di saturazione. Effetti associati alle transizioni di fase del vapor acqueo. Livello di condensazione. Diagramma pseudoadiabatico. Curve adiabatiche secche e sature.
5) Classificazione delle nubi. Processi di formazione delle nubi e delle idrometeore.
6) Radiazione atmosferica. Teoria del corpo nero e sue applicazioni ai bilanci radiativi del sistema sole-terra-atmosfera. Interazioni radiazione-atmosfera. Bilanci di radiazione al suolo e in quota.
7) Vento geostrofico. Dinamica delle perturbazioni a scala sinottica e delle strutture frontali. Dinamica dello strato limite atmosferico. Ciclo diurno dello strato limite atmosferico. Circolazioni atmosferiche a scala locale. Dinamica dei venti di valle.

Modalità d'esame

L'esame consiste nel superamento di una prova orale. Durante lo svolgimento del corso verranno proposte due prove in itinere (facoltative). Per i candidati che avranno superato entrambe le prove, la verifica finale consisterà in una discussione dei punti delle prove ai quali i candidati hanno dato risposta inesatta o insufficiente e sugli ultimi argomenti del corso.

Propedeuticità

Fisica Tecnica 1, Meccanica dei fluidi 1.

Testi consigliati

Wallace J.M. and Hobbs P.V., Atmospheric Science, Academic Press, New York, 1977.
Stull R. B., An Introduction to Boundary Layer Meteorology, Kluwer Academic Publishers, 1988.
Eichembergher, W., 1990, Elementi di meteorologia, Mursia.
Visconti, G., Fondamenti di fisica e chimica dell'atmosfera, CUEN, Napoli, 1998.
Kappenberger, G., Kerkman, G., Il tempo in montagna, Zanichelli, Bologna, 1997.
Lutgens, F. K., Tarbuck, E. J., The Atmosphere: an introduction to meteorology, Prentice Hall, 2001.



Archivio delle lezioni

Descrizione Lezione Anno Autore


Archivio delle esercitazioni

Descrizione Esercitazione Anno Autore


Allegati

        Equazioni




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