Oceanografia

Obiettivi formativi

Fornire allo studente le conoscenze di base sui processi fisici e sulla dinamica degli oceani (correnti, maree e onde), sulle interazioni degli oceani con l’atmosfera e sugli scambi di materia/energia in mare e lungo le zone costiere, e sull’analisi di dati meteo-marini. Alla fine del corso lo studente avrà acquisito una conoscenza della dinamica dei fluidi geofisici, una migliore comprensione delle principali forzanti dello stato di moto ondoso e della circolazione marina, e sarà in grado di calcolare alcuni parametri utili alla gestione delle risorse e delle attività di settore.

Prerequisiti

Non sono richieste conoscenze preliminari.

Programma

Caratteristiche fisiche e chimiche dell’acqua di mare: Distribuzione degli oceani e delle terre emerse. Curva ipsografica. I bacini oceanici. Composizione dell'acqua di mare. Salinità assoluta e salinità pratica. Scala PSS-1978. Gas disciolti nel mare. Temperatura, pressione e densità dell'acqua di mare. Equazione di stato dell’acqua del mare. Caratteristiche termoaline medie degli oceani. Variazioni termoaline con la profondità. Diagrammi T-S. Propagazione del suono nel mare.
Propagazione della luce nel mare. Bilancio di radiazione e di energia sulla superficie del mare. Dinamica dei fluidi geofisici: Conservazione della massa o equazione di continuità. Conservazione della quantità di moto o equazione del momento o di Navier-Stokes. Campo della gravità terrestre, forza centrifuga, forza di Coriolis.
Barotropicità e baroclinicità. Vorticità. Equazione idrostatica. Oscillazioni a scala di bacino oceanico: oscillazione del Sud Pacifico (ENSO, el Nino, La Nina). Oscillazione del nord Atlantico (NAO). Correnti: Moto orizzontale in assenza di attrito: corrente inerziale, geostrofica e ciclostrofica. Effetto dell'attrito: modifica dell'equilibrio geostrofico, decadimento
della velocità nel tempo. Zone di convergenza e divergenza delle masse d’acqua. Teoria di Ekman sulle correnti di deriva. Correnti di gradiente o termo-aline.Correnti di marea. Isole di plastica.La marea astronomica. Rivoluzione di due corpi celesti attorno al comune baricentro. Forza gravitazionale, centrifuga e forza di marea. Onde: Generalità sulle onde. Generazione e dissolvimento delle onde. Onde capillari e onde gravitazionali. Onde stazionarie e onde progressive. Velocità di fase e di gruppo. Teoria di Airy. Onde di mare basso e onde di mare profondo. Tsunami, Onde anomale.

Testi di riferimento

Introduction To Physical Oceanography. Robert H. Stewart;
Materiale distribuito durante il corso.

Metodi didattici

Il corso si sviluppa attraverso lezioni frontali relative agli aspetti della disciplina rilevanti ed indispensabili per il raggiungimento degli obiettivi formativi specifici dell'insegnamento e globali del corso di studio. La didattica frontale è supportata da seminari ed esercitazioni e ad essa segue, ove possibile, una interazione con i discenti mediante gruppi di discussione sulla piattaforma e-learning o in aula. Nel corso delle lezioni sono utilizzati vari strumenti per il miglioramento della didattica quali, ad es., presentazioni in powerpoint proiettate in aula, schemi, indicazioni bibliografiche e quant'altro ritenuto utile per il miglioramento dell'efficacia della didattica.

Risultati di apprendimento previsti

Conoscenza e capacità di comprensione

L'acquisizione degli elementi conoscitivi necessari alla comprensione e alla caratterizzazione delle dinamiche marine.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate

L'acquisizione della metodologia necessaria per l’analisi dei dati oceanografici e la comprensione della loro evoluzione spaziale e temporale.

Competenze trasversali

Autonomia di giudizio

L'acquisizione e lo sviluppo della capacità di studio critico dei dati oceanografici. Capacità di interpretare grafici e tabulati relativi a singoli parametri (es. salinità, temperatura etc) nonché capacità di cross-correlare informazioni relative a più parametri per identificare presenza di correlazioni spazio-temporali

Abilità comunicative

L'acquisizione della capacità e del linguaggio (incluso quello matematico e quello basato sull’utilizzo di grafici e tabelle) necessario alla descrizione delle dinamiche oceanografiche.

Capacità di apprendere in modo autonomo

L'acquisizione della metodologia necessaria per l'apprendimento, la padronanza della disciplina, lo studio critico dei principali processi oceanografici e della letteratura più significativa esistente sui temi oggetto di studio.

Valutazione

Modalità di verifica dell’apprendimento

L'esame finale di profitto relativo all'insegnamento si svolge in forma orale; la relativa valutazione è espressa con una votazione in trentesimi, con eventuale  lode. Ulteriori verifiche del profitto (prove intercorso) possono essere effettuate durante il corso. Di esse potrà tenersi conto nella valutazione finale.

Criteri di valutazione

Conoscenza e capacità di comprensione:

- I criteri di valutazione utilizzati mirano a verificare l'effettiva acquisizione, da parte dello studente, della metodologia necessaria per la conoscenza e la comprensione delle dinamiche oceanografiche indicate nel programma.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate:

- I criteri di valutazione utilizzati mirano a verificare l'effettiva acquisizione, da parte dello studente, della metodologia necessaria per l'applicazione della conoscenza e della comprensione delle dinamiche oceanografiche indicate nel programma anche attraverso approfondimenti scientifici su singoli temi mediante attività didattiche di tipo seminariale, con specifica attenzione agli studi sugli effetti del global warming sulle dinamiche oceaniche e dell’inquinamento marino.

Autonomia di giudizio:

- I criteri di valutazione utilizzati mirano a verificare l'effettiva acquisizione e lo sviluppo, da parte dello studente, della capacità di studio critico delle dinamiche oceanografiche indicate nel programma.

Abilità comunicative:

- I criteri di valutazione utilizzati mirano a verificare l'effettiva acquisizione, da parte dello studente, della capacità di
argomentazione delle conoscenze oceanografiche, in modo da saperle ben comunicare in momenti di condivisione, confronto e discussione anche in aula e sul forum della piattaforma e -learning, sia individualmente, sia in gruppo.

Capacità di apprendere:

- I criteri di valutazione utilizzati mirano a verificare l'effettiva acquisizione, da parte dello studente, della metodologia necessaria per l'apprendimento, la padronanza della disciplina, lo studio critico dei principali aspetti delle dinamiche oceanografiche indicate nel programma.

Criteri di misurazione dell'apprendimento e di attribuzione del voto finale

La valutazione finale è espressa con una votazione in trentesimi, con eventuale lode.