GEOFISICA MARINA E OCEANOGRAFIA
Anno accademico 2024/2025 - Docente: FRANCESCO PANZERARisultati di apprendimento attesi
Fornire le adeguate conoscenze ed abilità nel campo della oceanografia fisica e della geofisica marina.
Conoscenza e capacità di comprensione:
- Gli studenti acquisiranno una comprensione approfondita dei processi fisici che regolano gli oceani, inclusi la circolazione oceanica, le onde, le maree e le interazioni oceano-atmosfera.
- Saranno in grado di spiegare i principi teorici alla base dei principali fenomeni oceanografici, integrando concetti di fisica, matematica e meteorologia.
- Acquisiranno adeguate conoscenze e capacità di comprensione delle principali indagini geofisiche a mare.
Capacità di applicare conoscenza:
- Gli studenti sapranno applicare le conoscenze acquisite per analizzare dati oceanografici e interpretare modelli fisici.
- Acquisiranno la capacità di risolvere problemi complessi nell’ambito dell’oceanografia fisica, collegando teoria e osservazioni empiriche per spiegare fenomeni specifici.
- Grazie alle conoscenze acquisite, gli studenti sapranno scegliere il metodo geofisico più idoneo da applicare in ambiente marino, in funzione della problematica da affrontare.
Autonomia di giudizio
- Gli studenti saranno in grado di valutare criticamente studi scientifici nell’ambito dell’oceanografia fisica.
- Saranno capaci di formulare giudizi autonomi riguardo i complessi processi fisici che regolano gli oceani.
- Gli studenti saranno in grado di valutare criticamente i risultati acquisiti da indagini geofisiche a mare.
Abilità comunicative
- Gli studenti svilupperanno abilità nella comunicazione dei risultati scientifici, utilizzando un linguaggio tecnico appropriato.
- Saranno in grado di collaborare efficacemente in team multidisciplinari, contribuendo con competenze specifiche dell'oceanografia fisica e della geofisica.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Lezioni frontali.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA
A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. È possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento, prof. Giorgio De Guidi.
Prerequisiti richiesti
Conoscenze di fisica, matematica e fisica terrestre.
Frequenza lezioni
Contenuti del corso
Introduzione all'oceanografia: spazio e tempi dei fenomeni oceanografici fisici, breve storia dell'oceanografia fisica.
Dimensioni, forme e materiali del fondale dell'oceano: dimensioni, tettonica a placche e topografia delle profondità marine, caratteristiche del fondale marino, scale spaziali, costa e spiaggia, pendenza e innalzamento della piattaforma continentale, stretti e passaggi oceanici profondi, metodi per mappare la topografia del fondale, fondali marini, bacini oceanici.
Proprietà fisiche dell'acqua di mare: proprietà molecolari dell'acqua, pressione, proprietà termiche dell'acqua di mare, densità dell'acqua di mare, traccianti, suono nel mare, luce e mare, ghiaccio nel mare.
Distribuzioni tipiche delle caratteristiche dell'acqua: distribuzione della temperatura degli oceani, distribuzione della salinità, distribuzione della densità, ossigeno disciolto, nutrienti e altri traccianti, età, tempo di turnover e tasso di ventilazione.
Bilanci di massa, sale e calore: conservazione del volume e della massa, conservazione del sale, conservazione dell'energia termica, bilancio termico, distribuzione geografica e variazione temporale dei termini del bilancio termico, trasporto termico meridionale, flussi di galleggiamento.
Processi dinamici di circolazione oceanica: meccanismi, bilancio della quantità di moto, mixing tra strati, risposta alla forzante del vento, bilancio geostrofico, vorticità, circolazione guidata dal vento: bilancio di Sverdrup e correnti occidentali.
Onde di gravità e maree: proprietà generali delle onde, onde di gravità superficiali, onde di gravità interne, maree.
Osservazioni negli oceani: osservazioni in situ, telerilevamento della circolazione oceanica globale, sintesi e prospettive.
Il metodo Magnetico: concetti di base del geomagnetismo; rilievo magnetico; interpretazione; applicabilità al contesto dell’esplorazione marina.
Il metodo Gravimetrico: concetti di base della gravimetria; rilievo gravimetrico; correzioni alle osservazioni di gravità; metodi di interpretazione; applicabilità al contesto marino.
Testi di riferimento
Talley, Lynne D. Descriptive physical oceanography: an introduction. Academic press, 2011.
Lowrie, W., & Fichtner, A. (2020). Fundamentals of geophysics. Cambridge university press.
Siedler, Gerold, et al. Ocean circulation and climate: a 21st century perspective. Academic Press, 2013.
Dispense.
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Introduzione all'oceanografia | Descriptive physical oceanography: an introduction (Chapter 1, S1) |
| 2 | Dimensioni, forme e materiali del fondale dell'oceano | Descriptive physical oceanography: an introduction (Chapter 2), Fundamentals of Geophysics Lowrie (Chapter 5) |
| 3 | Proprietà fisiche dell'acqua di mare | Descriptive physical oceanography: an introduction (Chapter 3) |
| 4 | Distribuzioni tipiche delle caratteristiche dell'acqua | Descriptive physical oceanography: an introduction (Chapter 4) |
| 5 | Bilanci di massa, sale e calore | Descriptive physical oceanography: an introduction (Chapter 5) |
| 6 | Processi dinamici di circolazione oceanica | Descriptive physical oceanography: an introduction (Chapter 7, S7) |
| 7 | Onde di gravità e maree | Descriptive physical oceanography: an introduction (Chapter 8) |
| 8 | Osservazioni negli oceani | Ocean Circulation and Climate (Chapter 3, 4) |
| 9 | Il metodo Magnetico | Slides |
| 10 | Il metodo Gravimetrico | Slides |
| 11 | Studio dello stato del mare mediante analisi di registrazioni sismiche | Slides |
| 12 | Tsunami | Slides |
| 13 | Rete ondametrica e strumenti di misura dello stato del mare | Slides |
| 14 | Ocean bottom seismometers e osservatori di fondo mare | Slides |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame consiste in una prova orale di circa 30 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunti dallo studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma. Gli studenti potranno iniziare l’esame con l’esposizione di un argomento a loro scelta.
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Parla delle tecniche di misura delle caratteristiche fisiche degli oceani.
Cos’è il bilancio geostrofico?
Parla delle onde di gravità.
Cos’è il bilancio di sverdrup?
Parla della conservazione dell'energia termica negli oceani.
Cos’è la vorticità?
Parla dell’applicazione dei metodi magnetici nei survey a mare.