OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento intende fornire gli elementi base di fisica dell’atmosfera relativi allo strato limite ovvero rilevanti per la dispersione e trasporto degli inquinanti. Inoltre si affronteranno le tecniche di calcolo per la simulazione numerica dei fenomeni dispersivi e alla base di modelli diagnostici basati su dati sperimentali (modelli a recettore). L'insegnamento nel suo complesso intende presentare le tecniche allo stato dell’arte nel settore

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Lo studente acquisirirà le competenze di base necessarie per la compresione:

dei principali fenomeni atmosferici legati alla dispersione degli inquinanti;

dei principi fisici e degli strumenti, sperimentali e modellistici, per la caratterizzazione degli inquinanti atmosferici, delle loro sorgenti, dei loro effetti;

delle tecniche di misura più avanzate nel settore (con una sessione pratica in laboratorio).

PREREQUISITI

Formazione di base della laurea triennale in fisica

MODALITA' DIDATTICHE

lezioni frontali ed esercitazione di laboratorio conclusiva

PROGRAMMA/CONTENUTO

Docenti: P. Prati (prati@ge.infn.it), Dario Massabò (massabo@ge.infn.it),  Federico Cassola (professore a contratto ARPAL; federico.cassola@arpal.liguria.it).

Prima parte, Introduzione (P. Prati): Composizione dell’atmosfera terrestre, classificazione delle sostanze inquinanti, Effetti sulla salute degli inquinanti atmosferici: stato dell’arte e normativa, Inquinamento atmosferico e forzanti climatologiche: effetto serra, nuvolosità, visibilità.

Seconda parte, fisica dell’atmosfera (F. Cassola): struttura verticale e dinamiche principali della atmosfera terrestre. Elementi di termodinamica dell’aria secca e dell’aria umida. Il concetto di particella d’aria, processi adiabatici e gradiente termico verticale. Criteri di stabilità e fenomeni convettivi Equazioni del moto e analisi di scala, bilancio geostrofico e idrostatico. Lo strato limite atmosferico. Processi fondamentali e parametri caratteristici Ciclo diurno dello strato limite Circolazioni atmosferiche a scala locale (brezze). Condizioni di stabilità ed effetti sulla dispersione di inquinanti Modellistica numerica e previsioni meteorologiche dalla scala planetaria a quella locale. 

Terza parte, valutazione della dispersione degli inquinanti atmosferici: (P. Prati): tecniche fisiche di misura, raccolta ed analisi di inquinanti atmosferici. Metodologie per l’individuazione e la caratterizzazione delle sorgenti inquinanti: modellistica a recettore: principi generali, caratteristiche e limiti, I modelli “Chemical Mass Balance” e “Positive Matrix Factorization”. Cenni alla modellistica numerica di dispersione degli inquinanti

Quarta parte, laboratorio (D. Massabò e P. Prati): esecuzione di una breve campagna di raccolta ed analisi composizionale del particolato atmosferico, analisi dei dati per l’individuazione delle sorgenti naturali ed antropiche.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Alcuni testi di approfondimento verranno suggeriti. Tutto il materiale didattico (slides) è disponibile sul web.