Obiettivi Formativi

L'insegnamento mira a fornire approfondite competenze inerenti le principali metodologie d'indagine geofisica nei loro aspetti teorici, applicativi e sperimentali. Saranno presentate le metodologie sperimentali e le tecnologie utilizzabili per lo studio ed il monitoraggio dei fenomeni di interesse geofisico. Saranno fornite conoscenze relative alle tecniche di misura, analisi ed interpretazione dei dati anche in riferimento ai temi dei rischi naturali. Particolare attenzione sarà rivolta alle tecniche di telerilevamento ed alle principali applicazioni per lo studio ed il monitoraggio degli ambienti terrestri e marini. Il corso fornisce agli studenti conoscenze sulle principali caratteristiche fisiche delle aree marine e degli oceani, a differenti scale spaziali e temporali. Focalizza in modo particolare sulla fisica dei processi ondosi sia in riferimento alle condizioni ordinarie, sia ai fenomeni di più elevata valenza energetica. Il corso affronterà specificatamente i temi inerenti le dinamiche delle masse d’acqua associate alla generazione e propagazione delle onde di tsunami, ai conseguenti meccanismi di inondazione delle aree costiere anche in riferimento alle morfologie di queste ultime ed al possibile impatto sulla vita e sulle attività umane. Lo studente dovrà acquisire competenze sugli strumenti di mitigazione del rischio da tsunami, inclusi i principali dispositivi di monitoraggio geofisico utilizzati in mare, e sulle procedure adottate nel centri allerta tsunami.

Learning Goals

The course will furnish skills related to the main geophysical observation methods in their theoretical, applicative and experimental aspects. Methodologies and operative tools useful for studying and monitoring geophysical phenomena and processes will be discussed. The course will also provide knowledge concerning measurement instruments and data analyses and interpretations with particular reference to natural risk investigations. The student will become familiar with remote sensing techniques and their employments for studying and monitoring on-shore and off-shore areas. The course is designed to provide students a comprehensive basic knowledge on physical characteristics of the Earth’s oceans at different spatial and temporal scales. Focus is placed on the physics of waves, in reference both to ordinary conditions and high energy processes. The course will specifically address the issues related to the origin of tsunami waves, their propagation and coast inundation dynamics in different contexts. Tsunami hazard and risk estimates are presented together with prevention strategies. Students will acquire expertise concerning both tsunami risk mitigation tools, including main geophysical devices used for ocean monitoring, and procedures adopted in the tsunami warning centers.

Metodi didattici

Lezioni frontali svolte con supporto di slides. Esercitazioni di gruppo guidate dal docente, con lo scopo di far acquisire capacità e autonomia nell'analisi dati e nella rappresentazione e interpretazione dei risultati.

Teaching Methods

Frontal lessons carried out with the support of slides. Group exercises led by the teacher, with the aim of acquiring skills and autonomy in data analysis and in the representation and interpretation of results.

Prerequisiti

Conoscenze di base di geofisica  

Prerequisites

Basic knowledge of geophysics

Verifiche dell'apprendimento

Le verifiche avverranno già durante le lezioni frontali, attraverso la stimolazione di domande da parte degli studenti. La verifica finale avverrà tramite prova orale, volta a verificare e valutare il livello di conoscenza e di comprensione dei contenuti del corso e la proprietà di linguaggio scientifico.

Assessment

Some checks will take place already during the lectures, through the stimulation of questions by the students. The final test will take place through an oral exam, aimed at verifying and evaluating the level of knowledge and understanding of the course contents and the property of scientific language.

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: A000007 - GEOPHYSICAL OBSERVATION METHODS AND REMOTE SENSING ------------------------------------------------------------ Gravimetria: il campo gravitazionale terrestre – geoide ed ellissoide - strumenti, misure di g e relative correzioni - anomalie  gravimetriche, loro modellazione e conseguenti implicazioni - isostasia e modelli isostatici. Geotermia: Temperatura all'interno della Terra - Trasferimento di calore - Flusso di calore e relative cause Geomagnetismo: elementi sul campo magnetico terrestre - principi di paleomagnetismo Geoelettricità: Proprietà elettriche della Terra - rilievi di geoelettrica Telerilevamento: Principi di funzionamento - Sensori e piattaforme - Analisi e interpretazione - Applicazioni per l'osservazione del sistema Terra ------------------------------------------------------------ Modulo: A001201 - Tsunami Risk ------------------------------------------------------------ Cenni storici su studi e osservazioni negli oceani. L'ambiente fisico. Oceani e mari: dimensioni, caratteristiche dei fondali, misurazione della profondità dell'oceano. Carte dei fondali marini. Il suono negli oceani. Il bilancio termico oceanico. Temperatura-Salinità-Densità. Onde oceaniche. Teoria lineare delle onde di superficie dell'oceano. Tsunami. Caratteristiche fisiche dello Tsunami. Teoria delle onde di tsunami. Run-up e inondazione. Le cause dello tsunami. Discriminazione di sorgenti di tsunami nel near-field.Tsunami nella regione del Mediterraneo. Tsunami early warning. Dispositivi di monitoraggio geofisico. Banche dati e loro utilizzo.

Course Syllabus

------------------------------------------------------------ Modulo: A000007 - GEOPHYSICAL OBSERVATION METHODS AND REMOTE SENSING ------------------------------------------------------------ Gravimetry: the Earth gravity field - geoid and ellipsoid - instruments and measures of g and relative corrections - gravity anomalies, their modeling and interpretation - isostasy and isostatic models. Earth's heat: Temperature inside the Earth - Heat transfer - Heat flow and related sources Geomagnetism: outline of the Earth magnetic field - principles of paleomagnetism. Geoelectricity: Electrical properties of the Earth - Electrical surveying Remote sensing: fundamentals - analisys and interpretation - different kinds of application for Earth Observation. ------------------------------------------------------------ Modulo: A001201 - Tsunami Risk ------------------------------------------------------------ Historical setting. Observations in oceanography. The physical setting. Oceans and seas: dimensions, seafloor features, measuring the depth of the ocean. Sea Floor Charts . Sound in the oceans. The Oceanic Heat Budget. Temperature-Salinity-Density. Ocean waves. Linear Theory of Ocean Surface Waves. Tsunami. Physical Characteristics of Tsunami. Tsunami Wave Theory. Run-up and inundation. Tsunami causes. Source discriminants for near-field tsunamis. Tsunamigenic earthquakes. Tsunami Magnitude and Intensity. Tsunamis in the Mediterranean region. Tsunami early warning. geophysical devices used for ocean monitoring. Data Collection in Oceanography. Datasets and applications.