Dinamica dell'atmosfera esempi

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1 Copertina Corso di Fisica dell'atmosfera Dinamica dell'atmosfera esempi Giaiotti Dario & Stel Fulvio

2 Sommario della lezione Le scale spaziali e temporali tipiche dei moti atmosferici Equazione di conservazione della quantità di moto (equazione del momento) Equazione di conservazione della massa (equazione di continuità) Il sistema di coordinate rotanti solidali il volume d'aria che si muove sulla Terra Il sistema di coordinate naturali Modelli semplici nel sistema di coordinate naturali Bibliografia di riferimento e per approfondimenti. 2

3 Equazione di conservazione del quantità di moto (equazione del momento) Accelerazione volume d'aria elementare Accelerazione di Coriolis Accelerazione Accelerazione dovuta al di gravità e gradiente di centrifuga pressione Accelerazione di dissipazione 3

4 Equazione di conservazione della massa (equazione di continuità) Variazione di densità del volume elementare di aria Flusso di massa attraverso il volume elementare di aria [variazione del volume] 4

5 Sistema di coordinate solidali con con il volume d'aria che si muove sulla Terra Asse di rotazione terrestre Verticale Paralleli Meridiani 5

6 L'equazione di conservazione del quantità di moto in coordinate solidali con la Terra Termini di curvatura Coriolis Gradiente di pressione Dissipazione Eseguire l'analisi degli ordini di grandezza di ciascun contributo 6

7 Il fronte atmosferico dalla definizione 3D alla linea frontale Front L'intersezione del fronte con un'altra superficie: superficie isobarica superficie terrestre genera la linea del fronte Fronte caldo Fronte freddo 7

8 Le zone frontali: visione sulla superficie isobarica 8

9 Le zone frontali: visione meridiana sulla superficie isobarica 9

10 Le zone frontali: visione meridiana sulla superficie isobarica 10

11 Le zone frontali: visione meridiana sulla superficie isobarica 11

12 Le zone frontali: visione sulla superficie isobarica 12

13 Le zone frontali: visione parallela sulla superficie isobarica 13

14 Le zone frontali: visione parallela sulla superficie isobarica 14

15 Le zone frontali: visione parallela sulla superficie isobarica 15

16 Profili termici verticali 16

17 Vento geostrofico e avvezione termica 17

18 Vento geostrofico 18

19 Vento geostrofico 19

20 Vento geostrofico 20

21 Vento geostrofico 21

22 Vento geostrofico e avvezione termica 22

23 Altezza geopotenziale, visione su superficie isobarica 23

24 Altezza geopotenziale, visione meridiana su superficie isobarica 24

25 Altezza geopotenziale, visione meridiana su superficie isobarica 25

26 Altezza geopotenziale, visione meridiana su superficie isobarica 26

27 Stabilità e instabilità atmosferica 27

28 Stabilità e instabilità atmosferica e il gradiente della temperatura potenziale 28

29 Vantaggi e svantaggi dell'uso delle coordinate isoentropiche Vantaggi alla scala sinottica l'atmosfera è molto verosimilmente in equilibrio idrostatico e i moti sono adiabatici, quindi lungo superfici isoentropiche; I moti dell'aria descritti su superfici isoentropiche sono molto più realistici di quelli descritti su superfici isobariche; Svantaggi le superfici isoentropiche non sono definibili in zone ove l'atmosfera è instabile; le superfici isoentropiche sono spesso molto inclinate rispetto alla direzione indicata dal vettore accelerazione gravità; le superfici isoentropiche intersecano spesso la superficie planetaria; 29

30 Esempio di coordinate isoentropiche 30

31 Esempio di sezione verticale dell'atmosfera e coordinate isoentropiche U zone instabili Fronte freddo Nord Sud 31 Immagine presa da Shapiro et al. 1986

32 Moti atmosferici alla mesoscala e barriere orografiche 32

33 Moti atmosferici alla mesoscala e barriere orografiche 33

34 Nubi e stabilità atmosferica 34

35 Nubi e instabilità atmosferica localizzata 35

36 Nubi e instabilità atmosferica diffusa nei bassi strati 36

37 Nubi e instabilità atmosferica diffusa in tutta la troposfera 37