Comprensione dei processi geofisici e geodinamici che interessano la Terra Solida, gli Oceani ed il Clima.

Comprensione dei principali tipi di modelli geofisici e ambientali.

Comprensione e utilizzo di strumenti di valutazione quantitativa da utilizzare in campo geofisico e geodinamico ambientale

Parte I. Introduzione alla modellistica geodinamica e ambientale:

• Modelli analitici;
• Modelli numerici;
• Modelli analogici.

Parte II: Analisi e modellazione di dati su superficie sferica:

• Introduzione su coordinate sferiche e operatori differenziali;
• Funzioni armoniche;
• Armoniche sferiche complesse;
• Armoniche sferiche reali;
• Espansioni armoniche sferiche;
• Spettri armonici.

Parte III: Modellazione della gravità e forma della Terra:

• Legge di gravità;
• Momenti di distribuzione di massa;
• Campo di gravità terrestre;
• Coefficienti di Stokes;
• Modelli del campo di gravità;
• Ondulazioni del geoide;
• Forma della Terra;
• Rotazione della Terra.

Parte IV: Modelli reologici in geodinamica:

• Basi della reologia;
• Solidi elastici;
• Fluidi Newtoniani;
• Fluidi di Maxwell;
• Modelli lineari viscoelastici.

Parte V: Modellazione delle deformazioni della Terra, isostasia glaciale e variazioni del livello marino:

• Inquadramento climatico passato e presente in relazione ai cambiamenti nell’idrosfera e nella criosfera;
• Variazioni del livello marino: dati, modelli, casi studio e il ruolo della Terra solida;
• Modellazione delle deformazioni isostatiche e delle variazioni di gravità per un modello di Terra sferica, associato con le variazioni di carico di superficie;
• Interazione tra idrosfera, criosfera e Terra solida: Aggiustamento glacio-idro-isostatico  (GIA).

Parte VI: Metodi degli Elementi Finiti e Differenze Finite per la modellazione di:

• Dinamiche delle masse glaciali;
• Dinamiche delle masse oceaniche;
• Idrodinamica e geomorfodinamica costiera;

Conoscenza e capacità di comprensione

Al termine del corso lo studente dovrà avere assimilato le conoscenze di base dei diversi metodi di modellazione dei processi fisici che coinvolgono la Terra Solida, gli Oceani, l'Atmosfera e il Clima.
Lo studente avrà inoltre acquisito i fondamenti della programmazione scientifica e dello sviluppo di algoritmni per la risoluzione di equazioni che descrivono i processi fisici del Sistema Terra.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente dovrà inoltre mostrare la capacità di utilizzare il linguaggio specifico proprio delle discipline affrontate con il quale sarà chiamato a dimostrare il suo livello di conoscenza e di comprensione.

Lo studente dovrà essere in grado di:

-  scegliere ed applicare metodi analitici o numerici in funzione in funzione della natura dei processi fisici in esame e della risulozione spazio-temporale necessaria.

-  analizzare autonomamente i dati geofisici e geologici introdotti nel corso e di utilizzarli come condizioni al contorno e/o come forzanti.

-  scrivere codici in linguaggio Python per l'analisi di dati e per lo sviluppo di algoritmi che descrivono modelli matematici.  

Autonomia di giudizio

Lo studente dovrà essere in grado di valutare in modo critico il complesso Sistema Terra, maturando la capacità autonoma di osservazione, raccolta dati ed interpretazione da integrare e applicare con gli altri insegnamenti. Inoltre, per ciascuno dei fenomeni naturali studiati, lo studente dovrà essere in grado di  applicare le fondamentali leggi matematiche e fisiche alla risoluzione di problemi di natura geofisica e di  pianificare le indagini e di selezionare i dati per formulare valutazioni.

Abilità comunicative

Lo studente acquisirà capacità di esporre i processi fisici che caratterizzano il Sistema Terra e le loro interconnessioni in forma semplice e sintetica, ma con un linguaggio tecnico specifico, riconoscendo ai differenti fattori di controllo il giusto valore e peso in ambito geofisico e matematico. Lo studente conseguirà anche capacità descrittive dei processi fisici teorici utilizzando in modo pertinente i termini propri della disciplina. Inoltre lo studente dovrà essere in grado di esporre in modo chiaro e privo di ambiguità i metodi analitici e numerici per la modellazione dei processi geofisici.

Capacità di apprendimento

Lo studente dovrà essere in grado di costruire il suo percorso di crescita scientifica in ambito della modellazione numerica dei processi geofisici in maniera critica ed autonoma, essendo in grado di utilizzare le conoscenze acquisite. Queste capacità, per quanto possibile, verranno stimolate dal docente proponendo approfondimenti. Lo studente sarà quindi in grado di approfondire in modo autonomo concetti specifici, non presentati durante il corso, su testi scientifici. Le nozioni base acquisite durante il corso rappresentano requisiti fondamentali per proseguimento degli studi del Corso di Laurea. I diversi casi studio presentati e le modalità interattive di insegnamento daranno modo allo studente di apprendere in modo autonomo applicando metodi e regole basi del metodo scientifico.

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Modalità didattiche

Modalità didattiche Lezioni frontali; esercitazioni

Didattica innovativa

Debate (dibattito)
Debate: come adottare il dibattito regolamentato in Università

Problem-based learning (apprendimento per risoluzione di problemi)
Problem-based learning. Per un apprendimento basato sui problemi in piccoli gruppi

Learning by doing (Simulazione di scenari, ecc.)
Learning by doing

Obblighi

Frequenza fortemente consigliata

Testi di studio

• Geodynamics, Donald Turcotte and Gerald Schubert. Cambridge University Press, 2014

• Rheology of the Earth, Giorgio Ranalli. Chapman & Hall, 1995.

Modalità di
accertamento

Le conoscenze acquisite verranno valutate attraverso una prova orale durante la quale allo studente sarà chiesto di rispondere ad almeno tre domande su argomenti inerenti il programma del corso. È stata scelta tale modalità d'esame in quanto permette di verificare in maniera adeguata la preparazione delle studentesse e degli studenti. I criteri di valutazione sono: la conoscenza dei concetti base, il grado di articolazione della risposta e la padronanza del linguaggio specifico. Ciascuno dei criteri è valutato sulla base di una scala di valori a tre livelli. 

Verrà garantita la possibilità di presentazione e discussione di una tesina su argomenti attinenti il corso.

La prova d'esame viene valutata con voto in trentesimi secondo i seguenti criteri:

•   <  18: livello di competenza non sufficiente

• 18-20: livello di competenza sufficiente

• 21-23: livello di competenza discreto

• 24-26: livello di competenza buono

• 27-29: livello di competenza ottimo

• 30-30 e lode: livello di competenza eccellente

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Modalità didattiche

Materiale predisposto dal docente

Obblighi

Frequenza fortemente consigliata. Possibilità di colloqui con il docente.

Testi di studio

• Geodynamics, Donald Turcotte and Gerald Schubert. Cambridge University Press, 2014

• Rheology of the Earth, Giorgio Ranalli. Chapman & Hall, 1995.

Modalità di
accertamento

Esame orale; possibilità di presentazione e discussione di una tesina su argomenti attinenti il corso

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.