Ottima

Descrizione del corso
Al termine del corso, lo studente acquisisce le conoscenze fondamentali di fluidodinamica geofisica applicata al caso oceanografico e conosce la struttura della circolazione generale degli oceani, dalla mesoscala alla circolazione abissale e alcune delle soluzioni analitiche classiche della circolazione generale.

Gli argomenti del corso possono essere suddivisi in dodici argomenti principali:

1. Struttura della circolazione generale degli oceani e caratteristiche generali: fenomenologia della struttura delle correnti, struttura verticale termica a alina dell’oceano e termoclino. 2 ore

2. I forzanti della circolazione oceanica: il vento e il bilancio di calore e di acqua all'interfaccia aria-mare. 2 ore

3. Equazioni primitive per la fluidodinamica geofisica applicata agli oceani: equazioni di Navier-Stokes nel sistema rotante terrestre e sforzi tangenziali riscritti in termini di viscosità molecolare. 2 ore

4. Equazioni di Reynolds e turbolenza: separazione del moto in scale temporali brevi e lunghe e viscosità turbolenta. 2 ore

5.  Equazioni termodinamiche per l'oceano: equazioni generali per la termodinamica dei fluidi, temperatura potenziale, equazione di stato dell’oceano linearizzata in funzione della temperatura potenziale e salinità. 2 ore

6. Teoria di Reynolds della turbolenza: deduzione della viscosità turbolenta e suo significato, riscrittura delle equazioni di Navier-Stokes con la viscosità turbolenta, differenza tra viscosità turbolenta orizzontale e verticale. 2 ore

7. Analisi di scala delle equazioni: non dimensionalizzazione delle equazioni di Navier-Stokes e numeri non dimensionali (Rossby, aspect ratio, Froude). 2 ore

8. Approssimazione delle equazioni di Navier-Stokes: Boussinesq, Incompressibilità, equazione idrostatica. 2 ore

9. Approssimazione delle equazioni di Navier-Stokes: Geostrofia, geopotenziale e altezza dinamica, funzione di flusso geostrofica, cicloni ed anticicloni. 2 ore

10. Condizioni di stabilità gravitazionale: frequenza di Brunt-Vaisala e suo utilizzo come indicatore della stabilità e mixing. 2 ore

11. La soluzione di Ekman per le correnti guidate dal vento e il trasporto di massa nello strato di Ekman come modello interpretativo di upwelling e downwelling. 2 ore

12. Le onde di Rossby: teoria e confronto con dati altimetrici. 2 ore

Prerequisti

Conoscenze di primo livello di analisi matematica e corsi di Fisica I e II dei corsi triennali.

Lettura libri obbligatori
Capitoli selezionati dai seguenti libri:

• B0 - J. Marshall  and R.A. Plumb, Atmosphere, Ocean and Climate Dynamics, Academic Press
• B1 -  Peixoto and Oort, Physics of Climate, American Institute of Physics, NY, 1992J.
• B2 – J.R. Apel, Principles of Ocean Physics, International Geophysics Series, Vol. 38, Academic Press

Saranno disponibili le note del docente.

Voto finale

Linea di condotta
La presenza è richiesta ed è necessario presentare esplicita giustificazione in caso di assenza. Gli esercizi da eseguire a casa saranno dati all’inizio della settimana per la settimana successiva.