Anno accademico 2007/2008 - lauree specialistiche

[ELENCO COMPLETO]
  1. Logica matematica.
  2. Matematiche complementari 1.
  3. Matematiche complementari 2.
  4. Meccanica statistica.
  5. Metodi della fisica teorica.
  6. Metodi di approssimazione.
  7. Metodi sperimentali della fisica moderna 1.
  8. Metodi sperimentali della fisica moderna 2.
  9. Micrometeorologia.
  10. Relatività.
  11. Spettroscopia.
  12. Storia delle matematiche 1.
  13. Storia delle matematiche 2.
  14. Struttura della materia 1.
  15. Struttura della materia 2.
  16. Tecniche fisiche per la diagnostica biomedica.
  17. Teoria della misura.

31. Micrometeorologia prof. Giacomo Gerosa


OBIETTIVO DEL CORSO
L’insegnamento della micrometeorologia affronta lo studio dei processi turbolenti coinvolti
negli scambi di energia e di materia tra l’atmosfera e la superficie terrestre. La sua conoscenza
è fondamentale nello studio delle interazioni tra gli inquinanti atmosferici e la biosfera,
ed in particolare per la vegetazione.

PROGRAMMA DEL CORSO
1. introduzone: MeteoroLogia, agroMeteoroLogia, MicroMeteoroLogia
Obiettivi, separazione fra scale. Definizioni di turbolenza.
2. La descrizione MateMatica e statistica dei fenoMeni turboLenti
Conservazione della materia: equazione di continuità; introduzione del termine della
diffusione turbolenta. Conservazione della quantità di moto (Euler); introduzione degli
sforzi di taglio turbolenti (tensore di Reynolds).
Carattere quasi-aleatorio della turbolenza atmosferica. Ipotesi di ergodicità; indipendenza
dalle condizioni iniziali. Stazionarietà, omogeneità ed isotropia. Decomposizione di
Reynolds: medie e fluttuazioni. Scala integrale e scala dei vortici. Ipotesi di Taylor
sull’equivalenza spazio-tempo: turbolenza congelata. Spettri e cospettri. Teoria di
Kolmogorov: dominio inerziale della turbolenza.
3. Lo strato LiMite atMosferico (sLa) e Le sue dinaMiche
Definizione dello SLA. Effetto meccanico: attrito. Effetto termico: stabilità ed instabilità
dell’aria, termodinamica della distribuzione verticale delle temperature. Andamento
giornaliero delle stato dello SLA
4. Lo strato superficiaLe atMosferico (ssa)
Ipotesi di Prandtl; profilo verticale di velocità del vento nel caso adiabatico. Caso
generale: teoria della similarità di Monin e Obukhov. Il trasporto di calore e materia.
L’interazione atmosfera-vegetazione. L’analogia resistiva.
5. evaporazione ed evapotraspirazione neLL’ssa
Umidità atmosferica e saturazione. Evaporazione e teoria di Penman-Monteith. Il
ruolo della vegetazione: traspirazione. Il continuum suolo-pianta-atmosfera. Bilancio
energetico. La regolazione fisiologica dei flussi: il modello di Jarvis per la conduttanza
stomatica. Applicazione: calcolo delle resistenze stomatiche della vegetazione.


6. MicrocLiMatoLogia degLi ecosisteMi terrestri.
Radiazione solare globale, netta e fotosinteticamente attiva. Proprietà radiative delle
superfici. Interazione della radiazione con le comunità vegetali e bilancio radiativo.
Temperatura dell’aria e flusso di calore sensibile. Temperatura e flusso di calore nel
suolo. Umidità dell’aria e flussi d’acqua. Umidità del suolo. Bilancio idrologico. Flussi
di anidride carbonica e bilancio del carbonio: produttività netta di un ecosistema. Flussi
di altri gas e uptake stomatico.
7. tecniche di Misura e struMentazione
Eddy covariance, gradiente verticale, accumulazione, altre. Strumentazione
micrometeorologica e sensori per i principali parametri meteorologici e agrometeorologici:
principi di funzionamento. Sistemi di acquisizione dati. Correzione dei dati e tecniche
di gap-filling.

ESERCITAZIONI

- Montaggio di una stazione Eddy Covariance per la misura degli scambi energetici e
gassosi.
- Analisi di dati turbolenti, test di stazionarietà e calcolo dei flussi.
- Realizzazione di un modello di deposizione di inquinanti sulla vegetazione basato su
analogia resistiva
- Programmazione di un datalogger per l’acquisizione di sensori agrometeorologici.

BIBLIOGRAFIA

r. stull r., An introduction to boundary layer meteorology, Kluwer, 1988.
p arya, Introduction to micrometeorology, Academic Press, San Diego, California, 2001.
.
p ceccon - m. borin, Elementi di Agrometeorologia e Agroclimatologia, Ed. Imprimitur, 1995.
.
J. l. monteith - m. h.. unsWorth, Principle of Environmental Physics, 3rd edition, Elsevier Science &
Technology, 2007.
f. ventura – p rossi pisa, Strumenti per l’agrometeorologiaia, Aracne Editore, 2004.
.

DIDATTICA DEL CORSO
Lezioni in aula, esercitazioni in laboratorio e al computer.

METODO DI VALUTAZIONE
Esame orale.

AVVERTENZE
Il Prof. Giacomo Gerosa riceve gli studenti presso il Dipartimento di Matematca e Fisica, via
Musei 41, Brescia, 3° piano, su appuntamento da concordare telefonicamente o scrivendo a giacomo.
gerosa@unicatt.it.





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