Opportunità di lavoro professionalmente qualificato per gli studenti

Il Master di primo livello in Meteorologia Applicata
(MMA) segue l'iniziativa dell'istituzione del Corso
di Laurea triennale in Fisica dell'Atmosfera e
Meteorologia (Classe 25 - Scienze e Tecnologie
Fisiche) presso Alma Mater Università di Bologna.
La proposta di un Master professionalizzante in
Meteorologia è stata favorita dal forte interesse
espresso dall'Agenzia Regionale Prevenzione e
Ambiente (ARPA) e dalla disponibilità ad
collaborare praticamente alla sua organizzazione
e gestione.
MMA si avvale inoltre della iniziativa portata
avanti presso l'Università degli Studi di Ferrara
con il Corso di Laurea triennale in Meteorologia
ed Ambiente (Classe 25).
Opportunità di lavoro professionalmente
qualificato per gli studenti del MMA sono
rappresentate da:
•
il Servizio Meteorologico Nazionale ed il
sistema nazionale delle Agenzie Ambientali,
sia nella componente meteo-idrologica, sia
nella componente di meteorologia e
modellistica a supporto della qualità dell’aria;
•
industria
privata
nel
campo
della
strumentazione meteorologica ed ambientale
e nell’area dello sviluppo di software
specialistico meteo-ambientale;
•
sistema degli enti locali (province, comuni e
comunità montane) e delle loro strutture
tecniche di protezione civile, difesa del suolo
e monitoraggio, prevenzione e protezione
dell’ambiente;
•
organizzazioni internazionali in campo
meteorologico a cui il nostro paese partecipa:
Eumetsat, ECMWF (European Centre for
Medium-range Weather Forecasts) e WMO
(World Meteorological Organisation).
LAUREE PER LE QUALI È CONSENTITO
L'ACCESSO:
MMA rappresenta quindi uno sforzo costruttivo di
tre componenti:
•
la componente accademica, rappresentata dai
docenti e ricercatori delle Università di
Bologna e Ferrara, e tra di essi dei presidenti
del Corsi di Laurea sopra citati;
•
la componente dei servizi regionali, attraverso
la partecipazione di personale altamente
qualificato
del
Servizio
Meteorologico
Regionale (SMR) dell'ARPA, tra cui lo stesso
Direttore dello SMR.
•
la componente della ricerca, con la
partecipazione di personale altamente
qualificato dell'istituto ISAC (Istituto per lo
Studio dell'Atmosfera e del Clima) del CNR.
OBIETTIVI DEL MASTER MMA:
•
Lauree Triennali della CLASSE 25
•
Laurea triennale in Scienze Ambientali
(CLASSE 27)
•
Laurea triennale in Ingegneria per l’ambiente
e il Territorio (CLASSE 8)
•
Lauree pre-riforma in Fisica, Astronomia,
Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio,
Scienze Ambientali, Scienze Geologiche, e
Matematica.
Giovani laureati che lavorano in modo
occasionale e con collaborazioni presso strutture
meteo e di protezione civile delle regioni
avranno dalla frequenza al Master l’opportunità di
consolidare la propria professionalità ed inserirsi
in modo più stabile nel mondo del lavoro.
STRUTTURA UNIVERSITARIA PROPONENTE:
ENTE ACCREDITATO
per
la
formazione
superiore
ATTIVITÀ DIDATTICA PROPOSTA:
•
Tecniche di previsione del tempo e
nowcasting (5 Crediti Formativi Unificati CFU)
•
Fisica delle nubi (2 CFU)
•
Radarmeteorologia (3 CFU)
•
Uso di dati satellitari in meteorologia (5 CFU)
•
Principi di modellistica numerica (5 CFU)
•
Climatologia e metodi statistici (5 CFU)
•
Complementi di dinamica dell'atmosfera e
dell'oceano (5 CFU)
•
Strumentazione meteorologica e standard di
misura (5 CFU)
•
Strato limite planetario e modellistica della
qualità dell'aria (5 CFU)
•
Stage (20 crediti)
SITUAZIONE:
Il Master è stato approvato dalla Giunta di Ateneo
dell'Università di Bologna il 19 Giugno 2002.
Il Master MMA è stato finanziato con il Fondo
Sociale Europeo (FSE) 2000/2006 - Programma
Operativo Regione Emilia-Romagna Obiettivo 3
Misura C.3 Formazione Superiore.
Il finanziamento del FSE copre tutte le spese del
Master (nessuna spesa di immatricolazione a
carico degli studenti), e prevede la frequenza
obbligatoria a tutte le attività del Master.
Le attività didattiche del Master inizieranno in
Gennaio 2003 e termineranno nel Novembre
2003. Il numero dei crediti complessivi è 60 CFU.
Tutte le procedure di bando e di selezione sono
disponibili questo sito.
Ulteriori informazioni nelle pagine web
•
Il corpo docente è così composto:
•
Rolando Rizzi, Direttore di MMA;
•
Stefano Tibaldi, Direttore di ARPA-SMR;
•
Franco Prodi, Direttore ISAC-CNR;
•
Marina Caporaloni, univ. Bologna;
•
Franco Mattioli, univ. Bologna;
•
Ennio Tosi, univ. Bologna;
•
Pier Paolo Alberoni, ARPA-SMR;
•
Carlo Cacciamani, ARPA-SMR;
•
Davide Cesari, ARPA-SMR;
•
Marco Deserti, ARPA-SMR;
•
Tiziana Paccagnella, ARPA-SMR;
•
Vincenzo Levizzani, ISAC-CNR;
•
Francesco Tampieri, ISAC-CNR
•
Alessandro Battaglia, univ. Ferrara.
http://www.adgb.df.unibo.it/master/
OBIETTIVI E CONTENUTI DEI CORSI
•
Tecniche di previsione del tempo e nowcasting
Principi di funzionamento del radar ed applicazioni
principali. Equazione radar per singolo diffusore e per
diffusori multipli.
•
Diagramma a blocchi radar incoerente e coerente.
Trasmettitore, antenna, ricevitore.
•
Propagazione di micro-onde in atmosfera. Rifrattività,
Propagazione – propagazione anomala. Attenuazione.
•
Elaborazione del segnale. Statistica del segnale.
Tempo di decorrelazione. FFT e PulsPair. Riflettività.
Grandezze polarimetriche. Doppler. Uso delle misure
Doppler per cancellazione echi fissi
•
Stime precipitazione. Principali tecniche di
confronto/calibrazione dati di riflettività con i
pluviometri. Utilizzo di grandezze polarimetriche.
Estrazione informazioni dinamiche.
•
Laboratorio dati radar. Principali metodi di
visualizzazione di dati – PPI – RHI – CAPPI. Analisi di
casi con i principali fenomeni – clutter; propagazione
anomala; attenuazione; bright band; shear; sistemi
convettivi
•
Laboratorio stime precipitazione
Obiettivi
Approfondimento della tematica della previsione
meteorologica, soggettiva ed oggettiva, sul territorio
nazionale.
Contenuti
•
Le scale di moto atmosferico. Meteorologia sinottica
alle medie latitudini e sul bacino del Mediterraneo. I
principali tipi di circolazione atmosferica
(grosswetterlagen) rilevanti per la previsione del
tempo sul Bacino del Mediterraneo e sul nostro
paese;
•
Meteorologia a mesoscala rilevante per il nostro
paese. Venti orografici (bora e foehn), brezze (mare,
monte) fenomeni convettivi, nubi e tipi di
precipitazione, nebbia (avvettiva e radiativa);
•
Analisi sinottica, tracciamento di fronti meteorologici al
suolo, linee di instabilità. Mappe al suolo ed in quota.
Carte isobariche ed isoallobariche. Visualizzazione dei
parametri meteorologici secondo la normativa OMM.
Utilizzo dei diagrammi termodinamici per la previsione
locale del tempo;
•
Le strutture bariche rilevanti per la previsione
meteorologica sul territorio nazionale: la ciclogenesi
sottovento alle Alpi, il Blocking euro-atlantico: analisi
di casi di studio.
•
Previsioni del tempo: sviluppo storico e situazione
attuale. Metodi soggettivi e metodi oggettivi. La teoria
dell’approfondimento delle perturbazioni. La teoria
della scuola di Bergen, la teoria dell’approfondimento
di Sutcliffe. La moderna meteorologia sinottica.
•
Previsione del tempo: tecniche oggettive di tipo
deterministico, statistico e dinamico-statistico.
•
Previsioni del tempo: Utilizzo delle uscite dirette dei
modelli di Circolazione Generale (GCM) e ad Area
Limitata (LAM). La previsione quantitativa dei
parametri al suolo: la precipitazione (QPF). Limiti dei
modelli, errori sistematici.
•
Diagnostica e verifica oggettiva delle previsioni
meteorologiche. Verifica dei parametri al suolo.
Utilizzo ottimale delle uscite dei modelli GCM e LAM.
Uso di dati satellitari in meteorologia
Obiettivi
Fornire i principi generali ed esempi concreti di rilevamento
delle informazioni da satellite.
Contenuti
•
Tecniche di telerilevamento e segnali analizzabili.
Radiazione elettromagnetica: definizioni. Processi
radiativi (assorbimento, estinzione, diffusione e
riflessione, emissione). Modelli di trasporto radiativo.
•
Esempi di parametri geofisici telerilevabili (proprietà di
nubi e precipitazioni, profilo di concentrazione dei gas
atmosferici e della temperatura, proprietà del
materiale particolato, della superficie, parametri
dinamici, bilancio radiativo alla sommità
dell’atmosfera)
•
Metodologie inverse ed applicazione alla derivazione
dei profili di temperatura e concentrazione in
atmosfera dai dati da satellite.
•
Sistemi satellitari (geostazionari e polare): segmento
spaziale e segmento terreno.
•
Trattamento dati e interpretazione immagini: Preelaborazione base dei dati digitali numerici
(calibrazione, georeferenziazione). Elaborazione dei
dati per la rappre-sentazione finalizzata all’impiego
soggettivo e all’impiego numerico.
•
Esercitazioni con l’impiego di prodotti satellitari,
osservazioni al suolo e campi di analisi per
l’identificazione della fenomenologia locale (tipi di
nubi, nebbie, etc.) e sinottica.
Fisica delle nubi
Obiettivi
Approfondire la conoscenza della fisica delle nubi e del
loro ruolo nella previsione meteorologica.
Contenuti del corso
•
Microstruttura delle nubi e della precipitazione
•
Nucleazione omogenea. Materiale particolato e
processi di condensazione eterogenea.
•
La microfisica delle nubi calde e crescita di goccioline
nelle nubi calde
•
La microfisica delle nubi fredde e crescita dei cristalli
di ghiaccio.
Radarmeteorologia
Obiettivi
Approfondire la conoscenza della radarmeteorologia
Contenuti del corso
Principi di modellistica numerica
Obiettivi
Analisi delle equazioni di base della dinamica espresse in
forma numerica.
Contenuti
•
Evoluzione storica e ruolo dei modelli nelle pratiche
previsionali operative.
•
Richiami delle equazioni di base.
•
Modelli alle differenze finite, modelli spettrali.
•
Modelli di circolazione generale e modelli ad area
limitata. Struttura generale, parametrizzazioni fisiche,
accoppiamento superficie atmosfera, condizioni al
contorno.
Strumentazione meteorologica e standard di misura
Obiettivi
•
Analisi oggettiva e inizializzazione dei modelli.
•
Utilizzo dei modelli alle varie scale spazio-temporali:
applicazioni.
•
Predicibilità e previsioni di Ensemble.
•
Post-processing statistico dei modelli numerici.
Acquisire una solida competenza in moderne metodiche
sperimentali di laboratorio e sul campo; imparare le
tecniche di analisi ed interpretazione di dati e risultati
sperimentali.
Contenuti
•
Misure di pressione, temperatura, umidità, radiazione
solare, precipitazioni e vento per caratterizzare lo
stato termodinamico dell’atmosfera su diverse scale
spazio-temporali. Principio di funzionamento dei vari
sensori.
•
Caratterizzazione dei principali inquinanti atmosferici
(gas, aerosol), loro unità di misura e alcuni esempi di
metodi di analisi. Tecniche di processamento dei dati,
loro analisi e visualizzazione.
•
Tesine di approfondimento: inversioni termiche ed
inquinamento atmosferico; radiazione solare e smog
fotochimico; misura della concentrazione delle polveri
totali sospese (PTS). (Le tesine verranno sviluppate
tramite l’analisi di dati acquisiti presso il Dipartimento
di Fisica e presso enti pubblici).
•
Analisi delle tecniche attive d’indagine remota
dell’atmosfera (remote sensing), tramite onde e.m. a
frequenza radio e ottica (radar, lidar) e tramite onde
acustiche (sodar). Confronto con le tecniche di
indagine passive (radiometria).
•
Utilizzo di banche dati meteorologiche e descrizione
degli standard di interscambio dei dati.
•
Applicazioni meteorologiche del Global Positioning
System: misure di vapor d’acqua troposferico e di
TEC (total electric content) ionosferico.
Climatologia e metodi statistici
Obiettivi
Introduzione alla climatologia ed ai metodi statistici di
analisi di serie temporali di dati.
Contenuti
•
Definizione di climatologia come situazione "media"
del tempo (weather).
•
Descrizione delle componenti del sistema climatico:
atmosfera, oceano, superficie terresre, criosfera,
biosfera.
•
Analisi delle scale temporali di variazione del tempo e
legami con il clima: ciclo diurno, ciclo stagionale,
tempi tipici legati al pasaggio di cicloni extratropicali,
scala temporale del "blocking", oscillazioni con periodi
superiori all'anno (North Atlantic Oscillation, NAO, El
Nino-Southern Oscillation, ENSO).
•
Calcolo di medie temporali e loro rappresentatività
spaziale. Controlli di qualità di serie temporali di dati
climatici. Metodi di ricostruzione di dati mancanti.
Criteri per l'individuazione di errori sistematici nelle
serie temporali. Analisi di trend e di eventi estremi.
•
Utilizzo dei prodotti dei modelli numerici del clima per
analisi di scenari futuri.
•
Downscaling dinamico e statistico.
•
Analisi di tendenze ed estremi
Strato limite planetario e modellistica della qualità
dell’aria
Obiettivi
Complementi di dinamica dell’atmosfera e dell’oceano
Obiettivi
Fornire agli studenti una panoramica completa dei vari
processi fisici, di natura sia meccanica che termodinamica,
presenti in atmosfera e oceano.
Contenuti
Analizzare i moti osservati nello strato limite dell’atmosfera
e la dispersione di inquinanti e descriverli
quantitativamente utilizzando modelli matematici di diversa
complessità.
Contenuti
•
•
Le condizioni di equilibrio statico di un fluido.
Derivazione delle equazioni di Eulero e di NavierStokes.
La turbolenza nello strato limite planetario: equazioni
per la dinamica ed equazioni per la dispersione.
•
•
L'esperimento di Reynolds e nozioni elementari sulla
turbolenza.
Moto di particelle più dense dell’aria (aerosol) ed
effetti ‘collettivi’ (dinamica di una popolazione di
particelle).
•
•
Le forze apparenti legate alla rotazione terrestre.
Correnti inerziali ed equilibrio geostrofico. Applicazioni
delle equazioni del moto a flussi orizzontali uniformi.
Modelli matematici e parametrizzazioni per la
dinamica dello strato limite in condizioni di omogeneità
orizzontale (teorie di similarità).
•
•
L'equazione di stato dell'aria e dell'acqua marina. Le
equazioni termodinamiche. I processi di cambiamento
di stato dell'acqua. L'equazione di ClausiusClapeyron. Stratificazione e stabilità verticale di
atmosfera e oceano.
Modelli matematici per lo strato limite non omogeneo,
con chiusure di ordine crescente.
•
Modelli per la dispersione di traccianti passivi
(inquinanti gassosi inerti) e di aerosol (inquinanti
pesanti inerti).
•
Deposizione e risospensione.
•
Le onde acustiche.
•
•
Processi di diffusione, laminare e turbolenta, della
materia, del calore e del momento.
Sorgenti di inquinanti meno densi dell’ambiente
(sorgenti ‘calde’).
•
Dispersione di gas pesanti
•
Presentazione delle equazioni generali per lo studio di
atmosfera e oceano.
•
Modelli per la dispersione di inquinanti chimicamente
reattivi.