55216 - METEOROLOGIA DINAMICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo scopo del corso di Meteorologia Dinamica è di fornire un apprendimento dei processi dinamici di base che presiedono alla circolazione dell'atmosfera e alla sua variabilità su scale di tempo relativamente brevi. Tale variabilità è quella associata all'evoluzione dei fenomeni meteorologici e al problema concreto della previsione meteorologica a breve e medio termine. Vengono trattati i principali argomenti della meteorologia dinamica, riguardanti la circolazione generale e la fenomenologia su scala sinottica e su mesoscala. Sono analizzate le equazioni del moto, le loro proprietà e soluzioni analitiche o numeriche, includendo onde, processi di instabilità, effetti non lineari e principi della modellistica meteorologica. La presentazione di vari aspetti teorici è portata avanti di pari passo con l'esame delle proprietà ricavate dall'analisi dei dati osservativi.

Contenuti

Cenni storici sugli sviluppi principali della Meteorologia Dinamica e della previsione numerica.

Caratteristiche generali della circolazione globale sulla base della rianalisi ERA 40.

Principali fenomeni della circolazione atmosferica, analisi spettrale e classificazione sulla base delle diverse scale spazio-temporali.

Equazioni del moto sulla sfera e relativo scaling.

Trasformazione di coordinate ed equazioni in coordinate isentropiche.

Teorema di Ertel e conservazione della vorticità potenziale.

Circolazione e teoremi relativi (Kelvin, Bjerknes); circolazione e vorticità.

Applicazioni diagnostiche e dinamiche della vorticità potenziale.

Dinamica delle onde in atmosfera: sonore, di gravità, di Rossby, libere e forzate da orografia e disomogeneità termiche.

Flussi su orografia, onde orografiche, regimi di flusso.

Approssimazione quasi-geostrofica.

Proprietà e variabilità della circolazione extra-tropicale.

L'instabilità baroclina e il modello di Eady.

Esempi ed evoluzione delle perturbazioni barocline delle medie latitudini: cicloni e anticicloni e relativi modelli concettuali.

Caratteristiche delle storm tracks e asimmetrie della circolazione zonale.

Variabilità di bassa frequenza: instabilità e risonanza orografica, transizioni di regime, teleconnessioni.

Principali tipi di circolazione atmosferica rilevanti per la meteorologia sull'Europa e il Mediterraneo. Ciclogenesi orografica e cicloni mediterranei: fenomenologia e modelli.

Instabilità baroclina modificata dall'orografia.

Effetti dell'orografia sull'evoluzione dei cicloni alle medie latitudini.

Effetti di ampiezza finita e del ciclo dell'acqua sui cicloni extratropicali.

Strutture a mesoscala dei cicloni extratropicali: fronti, warm e cold conveyor belt, sistemi precipitanti associati.

Fronti alla superficie e in quota, frontogenesi.

Processi di condensazione/evaporazione e loro conseguenze sulla dinamica a mesoscala.

Dinamica della convezione umida intensa e sistemi convettivi alla mesoscala.

Modelli meteorologici di simulazione e previsione: esempi di applicazione su casi idealizzati e casi reali.

Testi/Bibliografia

J. Holton: Introduction to Dynamic Meteorology (Academic Press).

H.B. Bluestein: Synoptic-Dynamic Meteorology in midlatitudes (2 vol., Oxford Univ. Press).

E. Kalnay: Atmospheric modeling, data assimilation and predictability (Cambridge U. Press)

Lucidi e appunti delle lezioni (disponibili in rete in formato pdf, basilarmente in lingua inglese).

Metodi didattici

Durante le lezioni sono presentate e discusse le problematiche generali del corso, con dimostrazioni pratiche ed esercitazioni in aula che utilizzano dati osservativi, mappe e uscite di modelli numerici.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova di accertamento è costituita dall'esame finale orale e sarà basata su una serie di domande che tenderanno ad accertare l'apprendimento e la comprensione da parte dello studente degli elementi concettuali, analitici e fenomenologici trattati come argomenti nelle lezioni.

Strumenti a supporto della didattica

PC, videproiettore, Internet.

Link ad altre eventuali informazioni

http://www.isac.cnr.it/dinamica/buzzi/lezioni_Meteorologia_Dinamica/

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Andrea Buzzi