Course Syllabus
Obiettivi
Fornire le conoscenze di base della fisica degli oceani agli operatori nelle scienze marine ed agli scienziati naturalisti. Mostrare l’utilità di modelli fisici e matematici per la descrizione e la comprensione della fluidodinamica geofisica.
Contenuti sintetici
Dopo una prima parte dedicata alle proprietà fisiche fondamentali
dell’oceano, verranno introdotte le leggi della fluidodinamica geofisica.
Verranno quindi analizzate alcune soluzioni approssimate di tali leggi, che ben
descrivono caratteristiche salienti della circolazione oceanica. Nella parte di
laboratorio verrano svolti esperimenti e problemi volti alla visualizzazione e alla comprensione dei concetti esposti durante le lezioni frontali.
Programma esteso
Fisica degli oceani: Propagazione della luce e del suono. Temperatura e salinità. Equazione di stato. Strato mescolato e stratificazione. Distribuzione di traccianti. Bilancio di calore. Masse d’acqua. Diagrammi temperatura-salinità.
Dinamica dell’oceano: Equazioni di Navier Stokes. Conservazione della massa. Approssimazione idrostatica. Flusso geostrofico. Eddies. Trasporto di Ekman. Vorticità. Circolazione a grande scala. Giri oceanici subtropicali e polari, correnti sullo strato limite occidentale. Onde di gravità. Onde di Rossby e di Kelvin. Flussi turbolenti.
Laboratori: Esperimenti di fluidodinamica geofisica. Risoluzione di problemi oceanografici.
Prerequisiti
Nessuno
Modalità didattica
Lezione frontale ****IN LINGUA INGLESE****
Laboratorio ****IN LINGUA INGLESE****
Durante il periodo di emergenza Covid-19 le lezioni si svolgeranno principalmente da remoto, in modalità asincrona, con alcune lezioni in presenza.
I laboratori saranno in connessione remota sincrona.
Materiale didattico
Vallis “Essential of Atmospheric and Oceanic Dynamics”, Cambridge Univ. Press (2019)
Stewart, “Introduction to Physical Oceanography”, disponibile gratuitamente on line.
Marshall and Plumb “Atmosphere, Ocean, and Climate Dynamics”, Academic Press (2008)
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Prova orale (colloquio sugli argomenti svolti a lezione).
Nel periodo di emergenza Covid-19 gli esami orali saranno solo telematici. Verranno svolti utilizzando la piattaforma WebEx e nella pagina e-learning dell'insegnamento verrà riportato un link pubblico per l'accesso all'esame di possibili spettatori virtuali.
Orario di ricevimento
Contattare il docente
Aims
Provide basic knowledge of the physics of the oceans. Show the
usefulness of mathematical and physical models for the description and the
understanding of geophysical fluid dynamics.
Contents
In the first part of the course fundamental physical properties of the
ocean will be introduced. The second part will be basic geophysical fluid
dynamics, with the discussion of solutions to approximations relevant for the
description of the ocean circulation and waves. In the laboratory sessions, experiments and problems will be presented to better visualise and understand the main topics of the course.
Detailed program
Ocean Physics: Light and sound propagation. Temperature and salinity. Equation of state. Mixed layer and stratification. Tracer distribution. Heat fluxes. Water masses. T-S diagrams.
Oceanic Dynamics: Navier-Stokes equation. Mass conservation. Hydrostatic approximation. Geostrophic flow. Ekman transport. Upwelling and downwelling. Vorticity. Large scale circulation and winds. Subtropical and subpolar gyres. Western boundary currents. Gravity waves. Rossby and Kelvin waves. Turbulent fluxes.
Labortatory sessions: Geophysical fluid dynamical experiments. Oceanographic problem solving.
Prerequisites
None
Teaching form
Online frontal lecture
Lab
During the COVID-19 emergency the classes will be partially in presence and partially (mainly) from remote (registered and uploaded on the elearning web page). Lab sessions will be broadcasted in real time.
Textbook and teaching resource
Vallis “Essential of Atmospheric and Oceanic Dynamics”, Cambridge Univ. Press (2019)
Stewart, “Introduction to Physical Oceanography”, freely available on line.
Marshall and Plumb “Atmosphere, Ocean, and Climate Dynamics”, Academic Press (2008)
Semester
First
Assessment method
Online oral exam: candidates will be asked questions regarding the topics discussed in class.
During the COVID-19 emergency oral exams will be online, through the Webex platform. A public link will be provided on the elearning webpage.
Office hours
Contact the instructor
Key information
Staff
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Claudia Pasquero