METEOROLOGY

Anno accademico 2020/2021 - 2° anno - Curriculum PHYSICS APPLIED TO CULTURAL HERITAGE, ENVIRONMENT AND MEDICINE
Docente: Francesca ZUCCARELLO
Crediti: 6
SSD: FIS/07 - FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA)
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 108 di studio individuale, 42 di lezione frontale
Semestre:

Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire allo studente gli elementi di base e lo stato dell’arte di alcuni temi di Meteorologia, applicati sia al sistema Terra che allo spazio (Space Weather): conoscenza dei metodi utilizzati per studiare i fenomeni meteorologici che avvengono nell’atmosfera terrestre; conoscenza dei meccanismi di interazione tra il plasma solare magnetizzato e la magnetosfera terrestre nell'ambito dello Space Weather.

Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding): Comprensione critica degli sviluppi più avanzati della Fisica Moderna sia negli aspetti teorici che di laboratorio e delle loro interconnessioni, anche in ambiti interdisciplinari. Adeguata conoscenza degli strumenti matematici e informatici avanzati di uso corrente nei settori della ricerca di base e applicata. Notevole padronanza del metodo scientifico, e comprensione della natura e del procedimento della ricerca in Fisica. Durante il corso lo studente comprenderà i principali concetti alla base dei meccanismi fisici alla base degli eventi meteorologici nell’atmosfera terrestre e nello spazio.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding): Capacità di identificare gli elementi essenziali di un fenomeno, in termini di ordine di grandezza e di livello di approssimazione necessario, ed essere in grado di effettuare le approssimazioni richieste. Capacità di utilizzare lo strumento della analogia per applicare soluzioni conosciute a nuovi problemi (problem solving).

Autonomia di giudizio (making judgements): Capacità di argomentare personali interpretazioni di fenomeni fisici, confrontandosi nell’ambito di gruppi di lavoro. Sviluppo del senso di responsabilità attraverso la scelta dei corsi opzionali e dell'argomento della tesi di laurea.

Abilità comunicative (communication skills): Capacità di comunicare in lingua italiana e in lingua inglese nei settori avanzati della Fisica. Capacità di presentare una propria attività di ricerca o di rassegna a un pubblico di specialisti o di profani.

Capacità di apprendimento (learning skills): Capacità di acquisire adeguati strumenti conoscitivi per l'aggiornamento continuo delle conoscenze e di accedere alla letteratura specializzata nei settori della Meteorologia terrestre che dello Space Weather. Capacità di acquisire, attraverso lo studio autonomo, conoscenze in nuovi campi scientifici.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

L’insegnamento verrà svolto mediante lezioni frontali, erogate in lingua Inglese. Gli studenti verranno inoltre invitati a seguire un ciclo di seminari (on-line) su argomenti selezionati di Meteorologia e Space Weather.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.


Prerequisiti richiesti

Conoscenze indispensabili: Composizione e struttura dell’atmosfera terrestre. Leggi dell’Elettromagnetismo. Teoria dell'interazione radiazione - materia. Legge di induzione del campo magnetico. Condizione di campo magnetico congelato. Riconnessione magnetica (modelli 2D e 3D).


Frequenza lezioni

La frequenza delle lezioni è di norma obbligatoria.


Contenuti del corso

Meteorologia del sistema Terra: Introduzione storica sulla meteorologia - Caratteristiche generali dell’atmosfera terrestre - Variabili e strumentazione di misura in meteorologia - Meccanismi di formazione delle nubi e delle precipitazioni - Circolazione atmosferica generale - Eventi meteorologici locali ed estremi.

Meteorologia dello spazio (Space Weather): Il Sole: caratteristiche generali - Atmosfera solare - Magnetismo solare e ciclo di 11 anni - Fenomeni di attività – Flare ed espulsioni di massa coronale - Vento solare - Campo magnetico interplanetario e magnetosfera terrestre - Effetti dello Space Weather: tempeste magnetiche, aurore, perturbazioni ionosferiche – Effetti sui sistemi tecnologici.


Testi di riferimento

[1] R. McIlveen: Fundamentals of Weather and Climate, Chapman & Hall, 1995

[2] K. R. Lang : The Sun from Space, Springer, 2000



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Meteorology of the Earth[1] 
2Space Weather[2] 

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento è basata su un esame finale orale. Attraverso domande relative a punti qualificanti delle varie parti del programma si tende ad accertare il livello di conoscenza complessiva acquisita dal candidato, la sua capacità di affrontare criticamente gli argomenti studiati e di mettere in correlazione le varie parti del programma.

Gli studenti potranno iniziare l’esame con l’esposizione di un argomento a loro scelta, basandosi sui testi consigliati e su eventuali articoli di rassegna consigliati dal docente. L’argomento a scelta potrà essere esposto mediante una presentazione ppt, al fine di valutare anche le capacità di esposizione e comunicazione.

Criteri per l’attribuzione del voto finale:

Alla formulazione del voto finale concorreranno in egual misura la padronanza mostrata nelle argomentazioni qualitative e quantitative, la visione critica degli argomenti affrontati durante il corso e la capacità di mettere in correlazione le varie parti del programma.


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

  • Caratteristiche dell’atmosfera terrestre
  • Strumentazione di misura in meteorologia
  • Eventi meteorologici
  • Fenomeni di attività solare e ciclo di 11 anni
  • Flare ed espulsioni di massa coronale: caratteristiche fisiche e morfologiche
  • Fenomeni eruttivi solari ed effetti dello Space Weather.