Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
PETER WADHAMS
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea Magistrale - [SM05] RISCHIO AMBIENTALE E PROTEZIONE CIVILE Master Degree (2 years) - [SM05] ENVIRONMENTAL RISK AND CIVIL PROTECTION
Dipartimento: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'AmbienteDepartment: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'Ambiente
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2019-2020
Anno regolamentoAnno regolamento: 2019-2020
Obbligatorio
Crediti: 6
Ore di lezioneTeaching hours: 48
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: GEO/12 - OCEANOGRAFIA E FISICA DELL'ATMOSFERA
ITALIANO/INGLESE
Italian/English
E' conisgliata una buona conoscenza di climatologia e meteorologia, fisica e matematica, insieme ai lineamenti base dell'oceanografia
A good knowledge of climatology and meteorology, physics and mathematics is advisable, together with some knowledge of oceanography.
Il corso si basa su lezioni teoriche in Inglese, presentazioni di casi studio e approfondimenti specifici
The course is based on theoretical lessons in English, presentation of case-studies, and specific insights.
Il corso mira a fornire un background completo della fisica del ghiaccio marino e del suo ruolo nel sistema climatico, includendo anche la meccanica del ghiaccio, gli iceberg, e la fisica dell'interazione tra ghiaccio e derivati del petrolio
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Gli studenti saranno in grado di applicare le conoscenze trasmesse per interpretare i fenomeni climatici marini ed atmosferici potenzialmente rischiosi alla luce dell'attuale cambiamento climatico; acquisiranno inoltre le capacità necessarie per applicare metodologie di base utili al monitoraggio ed alla previsione di questi cambiamenti.
Competenze trasversali.
Le competenze trasversali includeranno tutti i differenti aspetti legati al sistema ghiaccio nell'ambiente marino, i loro collegamenti con il cambiamento climatico, e casi pratici circa gli effetti, la previsione e le possibili azioni da intraprendere.
Knowledge and Understanding.
The Course is aimed to give a complete background on the physics of sea ice and its role in the climate system, also including ice mechanics, icebergs and the physics of oil-ice interaction.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
The students will have the capability to apply received knowledges for interpreting the climatic, atmospheric and marine phenomena that are potentially hazardous because of the trends introduced by climate change; they will also have the capability to apply basic methods of monitoring and forecasting these changes.
Transversal Skills.
Transversal competences include all the different aspects related to ice system in the marine environment, their links with global climate change, practical cases on effects, forecasts and possible actions.
Modulo 1. La fisica del ghiaccio marino e la formazione del ghiaccio. Background oceanografico - Artide e Antartide.
Cosa accade quando l'acqua del mare si raffredda. Crescita dei cristalli di ghiaccio. Celle di salamoia e rilascio della salamoia. Struttura salina. Processi di scioglimento estivi. Ghiaccio del primo anno e multistagionale.
2. Crescita e distruzione del ghiaccio.
Modello termodinamico. Spessore di equilibrio. Sensitività dello spessore al cambiamento dei forzanti. Sensitività all'albedo.
3. Dinamica del ghiaccio.
Movimento del ghiaccio - forze guida. Deriva. Interazione del ghiaccio. Dinamica delle polynye.
4. Distribuzione dello spessore dei ghiacci. Formazione dei ridge e dei leads. Geometria dei ridges di pressione. Distribuzione dello spessore del ghiaccio e sua evoluzione. Rappresentazione matematica della distribuzione dei ridges e dei leads.
5. Meccanica del ghiaccio.
Processi di ridging e di rafting. Evoluzione e decadimento di un ridge. Interazione del ghiaccio con queste strutture. Interazione del ghiaccio con i fondali marini.
6. Le aree di margine dei ghiacci.
Gli ice floes. Le onde nel ghiaccio. Modelli di distribuzione delle dimensioni degli ice floes. Vortici.
7. Icebergs e isole di ghiaccio.
Provenienza. Distribuzione in Artide e Antartide. Proprietà fisiche. Dinamica. DEcadimento e rottura. Ruolo nella circolazione oceanica e nel trasporto dei sedimenti. Scouring degli icebergs - profondità, incidenza e interazione con i fondali marini. Meccanica dell'interazione degli iceberg e delle isole di ghiaccio con le altre strutture. Rilevamento delle isole di ghiaccio.
8. Oil spill sotto il ghiaccio. Problema del rilascio di derivati del petrolio sotto il ghiaccio. Altre fonti di oil spill sotto e nel ghiaccio. Fisica del comportamento del crude oil in acque molto fredde. Dinamica dei plume di risalita. Cattura dei derivati del petrolio all'interno del ghiaccio marino - fattori di contaminazione. Crescita del ghiaccio sotto uno strato di oli. Penetrazione degli oli nei canali di salamoia. Trasporto degli oli ad opera del ghiaccio. Processi e modalità di scioglimento e rilascio finale degli oli in mare. Comportamento degli oli nelle zone di margine dei ghiacci.
9. Due regioni importanti: Il Mar di Groenlandia e il Mare di Beaufort.
Acque della Groenlandia orientale. Convezione nel Mar di Groenlandia. Groenlandia meridionale. Caratteristiche del ghiaccio nella Baia di Baffin. Stretto di Nares. Mare di Lincoln e acque settentrionali della groenlandia. Il Beaufort Gyre e la sua variabilità. Cambiamento delle condizioni del ghiaccio nel settore centrale del Mare di Beaufort. Area costiera del Mare di Beaufort. Una nuova zona di margine del ghiaccio nel Mare di Beaufort. Rilascio di metano dai fondali oceanici.
10. Assottigliamento e ritiro dei ghiacci marini in risposta ai cambiamenti climatici. Ritiro dei ghiacci dai dati satellitari. Parkinson e il ritiro dei ghiacci nei diversi settori di Artide e Antartide. Cosa accade in Antartide. Assottigliamento - i sottomarini e le altre prove. Modeli di previsione della futura copertura stagionale della copertura di ghiaccio in Artico.
11. Feedback dell'Artico ed accelerazione del cambiamento climatico.
Cambiamenti dell'albedo. Ritiro della linea delle nevi. Aumento del livello dei mari. Rilascio di metano offshore e conseguenze sui cambiamenti climatici.
12. Conclusioni.
Ghiaccio, pianeta Terra, future ere glaciali e loro cause. Precedenti periodi di assenza dei ghiacci. E' l'uomo la causa degli attuali cambiamenti. Cosa accadrà a lungo termine. Come la geo-inegneria può aiutarci.
Module 1. The physics of sea ice and ice formation
Oceanographic background – Arctic and Antarctic
What happens when sea water cools
Growth of ice crystals
Brine cells and brine rejection
Salinity structure
Summer melt processes
First- and multi-year ice
2. Ice growth and decay
Thermodynamic model
Equilibrium thickness
Sensitivity of thickness to changes in forcing
Sensitivity to albedo.
3. Ice dynamics
Ice motion - driving forces
Free drift solution
Ice interaction
The dynamics of polynyas
4.The ice thickness distribution
Ridge and lead formation
Geometry of pressure ridges
The probability density of ice thickness and its evolution
Mathematical form of ridges and leads distributions
5. Ice mechanics
The ridging and rafting process
Ridge evolution and decay
Ice interaction with structures
Ice interaction with the seabed
6. The marginal ice zone
Ice floes
Waves in ice
Modelling development of floe size distribution
Eddies
7. Icebergs and ice islands
Sources
Distribution in Arctic and Antarctic
Physical properties
Dynamics
Decay and breakup
Role in the oceans and in sediment transport
Iceberg scouring – depths, incidence, seabed interaction
Mechanics of iceberg and ice island interaction with structures
Upstream detection of ice islands
8. Oil spills under ice
Scope of the under ice blowout problem
Other sources of spills under and in ice
Physical behaviour of crude oil in very cold water
Dynamics of a rising oil-infested bubble plume
Incorporation of oil in rough sea ice – containment factors
Ice growth under an oil layer
Oil penetration into brine drainage channels
Oil transport by ice
The melt process and mode of final oil release
Oil behaviour in pancake ice and the marginal ice zone
9. Two important ice regions – Greenland Sra and Beaufort Sea
East Greenland waters
Greenland Sea convection zone
South Greenland and the Storis
Baffin Bay ice conditions
Nares Strait
The Lincoln Sea and waters north of Greenland
The Beaufort Gyre and its variability
Changes in ice conditions in central Beaufort Sea
The Beaufort Sea coastal zone
The summer Beaufort Sea as a new MIZ
Methane release from seabed
10. Thinning and retreat of sea ice in response to global change
Satellite data on retreat
Parkinson - retreat in sectors, Arctic and Antarctic
What is found in Antarctic
Thinning - the submarine and other evidence
Model predictions of a future seasonal Arctic ice cover
11. Arctic feedbacks and acceleration of global change
Albedo change
Snowline retreat
Global sea level rise
Offshore methane release and its threat to climate
12. Conclusions – Ice, planet Earth and the future
Ice ages and their causes
Earlier ice-free periods
Is Man the only cause of current changes?
What will happen in the longer term?
Can geoengineering save us?
L'esame consiste in 30 domande scritte in lingua inglese sulle tematiche affrontate durante il corso e in una discussione orale delle stesse.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Saranno valutate le capacità dello studente nel rispondere in maniera appropriata e nel discutere vari argomenti, le conoscenze generali e l'utilizzo di una terminologia appropriata
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
L'esame è in trentesimi e si considera superato con un voto minimo di 18/30. Lo studente può accettare il voto proposto oppure ripresentarsi all'appello successivo.
Criteri di attribuzione del voto finale.
Il voto finale sarà attribuito in funzione dell' abilità dello studente nel rispondere a tutte le domande, dell'effettiva conoscenza acquisita e della capacità di comunicazione delle stesse.
Learning Evaluation Methods.
The examination is a written test consisting of 30 questions in English formulated on all of the subjects of the integrated course and an oral discussion on the same.
Learning Evaluation Criteria.
During the examination, it will be evaluated the capability of the student to properly answer and discuss various issues, the general competence on problematics, the use of appropriate terminology.
Learning Measurement Criteria.
The final assessment is made of thirty. The examination is considered as passed with a vote of 18/30 or higher. The student can decide to decline the proposed vote and give again the examination in the following session.
Final Mark Allocation Criteria.
The final assessment will be given depending on the capability of the student to answer all the questions, on the effectiveness of the learning process and communication skill of acquired concepts
Il testo del corso è "Ice in the Ocean" by P Wadhams (Taylor and Francis, 2000). Altro libro utile utilizzato durante il corso è "Global Warming - the Complete Briefing" by Sir John Houghton, 4th Edn (Cambridge University Press). SAranno inoltre forniti rimandi durante il corso a: “On Sea Ice” by Willy Weeks (Univ. Alaska Press)
“The Geophysics of Sea Ice” (ed. N Untersteiner)
“The Physics of Ice-Covered Seas” (Univ Helsinki)
“The Drift of Sea Ice “ (M Lepparanta)
“Field Techniques for Sea Ice Research” (ed. H. Eicken)
“Ice Mechanics – Risks to Offshore Structures” by T J O Sanderson (Taylor and Francis)
The book of the course is "Ice in the Ocean" by P Wadhams (Taylor and Francis, 2000) Another very useful book which will be used in the course are "Global Warming - the Complete Briefing" by Sir John Houghton, 4th Edn (Cambridge University Press). During the course there will be specific references to material that could be pursued further in sources such as “On Sea Ice” by Willy Weeks (Univ. Alaska Press)
“The Geophysics of Sea Ice” (ed. N Untersteiner)
“The Physics of Ice-Covered Seas” (Univ Helsinki)
“The Drift of Sea Ice “ (M Lepparanta)
“Field Techniques for Sea Ice Research” (ed. H. Eicken)
“Ice Mechanics – Risks to Offshore Structures” by T J O Sanderson (Taylor and Francis)
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2019-2020
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427