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RISCHIO CLIMATICO
PETER WADHAMS

Sede Scienze
A.A. 2016/2017
Crediti 6
Ore 48
Periodo 2^ semestre
Lingua ITA
Codice U-gov SM05 5S352

Prerequisiti

Non sono previsti prerequisiti; è consigliabile che lo studente abbia almeno una buona conoscenza di base di meteorologia e climatologia, fisica e matematica.

Modalità di svolgimento del corso

Sono previste lezioni teoriche frontali in lingua inglese, presentazione di casi pratici e approfondimenti.

Risultati di apprendimento attesi

Conoscenze:
Il Corso permette agli studenti di acquisire un background completo sulla fisica del ghiaccio ed il suo ruolo nel sistema climatico, compresi la formazione e le dinamiche del ghiaccio, gli icebergs e le interazioni ghiaccio olio.

Capacità di applicare le conoscenze:
Gli studenti saranno in grado di applicare le conoscenze acquisite nella comprensione di fenomeni climatici, atmosferici e marini che possono essere potenzialmente pericolosi per i trends causati dai cambiamenti climatici; saranno anche in grado di applicare le metodologie basilari per il monitoraggio e la previsione di questi cambiamenti.

Competenze trasversali:
Le competenze trasversali riguardano tutte i principali aspetti relativi al sistema ghiaccio nell’ambiente marino, e la loro integrazione con le implicazioni a livello climatico globale e con casi pratici sugli effetti, le previsioni e le possibili attività da parte dell’uomo. 

Programma

Modulo 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? 
This module will include, in the afternoon, a lecture on sea ice and the history of polar exploration, to be given at the museum of the Istituto Geografico Polare “Silvio Zavatti”, Fermo.

Modalità di svolgimento dell'esame

Metodi di valutazione dell’apprendimento:
L’esame consiste in una prova scritta basata su 30 quesiti formulati su tutte le componenti dell’insegnamento integrato comprendenti rischio geologico e climatico e di una discussione sugli stessi.

Criteri di valutazione dell’apprendimento:
Durante l’esame verrà valutata la capacità dello studente di rispondere in maniera pertinente alle domande, la padronanza generale dell’argomento e l’utilizzo di terminologia adeguata.

Criteri di misurazione dell’apprendimento:
Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si considera superato a partire dalla votazione di 18/30 ma lo studente ha facoltà di rifiutare il voto proposto e ripresentarsi all’esame nella sessione successiva.

Criteri di attribuzione del voto finale:
Il voto finale sarà attribuito in funzione della capacità dello studente di rispondere a tutte le domande formulate, sulla base dell’efficacia nell’acquisizione delle nozioni e proprietà di linguaggio tecnico nell’esprimerle.

Testi consigliati

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)

Corsi di laurea

• Rischio ambientale e protezione civile