72635 - CHIMICA FISICA DELL'ATMOSFERA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede un'adeguata conoscenza dei meccanismi chimico fisici che avvengono nell'atmosfera con particolare riferimento alle problematiche connesse con lo strato di ozono, l'effetto serra e l'inquinamento troposferico. In particolare, lo studente: - conosce i metodi di indagine per determinare le caratteristiche fisiche e la composizione chimica dell'atmosfera; - ha familiarità con gli strumenti matematici ed informatici utilizzati nei metodi di indagine; - acquisisce i principi chimici e fisici che sono necessari per valutare l'impatto sull'atmosfera dei processi indotti dalle attività umane.

Contenuti

Unita' di misura usate per le quantita' chimiche e fisiche negli studi sulla stratosfera.Variazione con la quota delle quantita' chimiche e chimiche nell' atmosfera. Interazioni fra la chimica e le proprieta' fisiche della stratosfera. Interazione fra molecole allo stato gassoso e la radiazione elettromagnetica. Principi di spettroscopia molecolare: gradi di liberta' traslazionale, rotazionale e vibrazionale delle molecole. Stati elettronici e transizioni elettroniche. Principi di fotochimica e di cinetica chimica. Il ruolo dei componenti atmosferici nell' effetto serra. Criteri per valutare l' impatto dei gas ad effetto serra. Meccanismi di generazione dell' ozono in stratosfera: il meccanismo di Chapman. Meccanismi naturali di distruzione dell' ozono nella stratosfera: distruzione fotochimica e catalitica. Cicli di distruzione catalitica dell' ozono nella stratosfera: origine naturale e antropogenica dei catalizzatori. Specie riserva e accoppiamento dei cicli catalitici. Modelli chimici dell' atmosfera. Chimica eterogenea della stratosfera. Effetto delle emissioni degli aerei sull' ozono stratosferico. Meccanismi che inducono il fenomeno del “buco dell' ozono” sulle regioni antartiche. Conseguenze biologiche dell' impoverimento dello strato di ozono. Strategie per l' analisi e il monitoraggio della stratosfera. Misure di “remote-sensing”: geometrie di osservazione. Spettroscopia di assorbimento e di emissione dell' atmosfera. Rassegna delle campagne di misura passate e future. Analisi qualitativa delle misure spettroscopiche per determinare la composizione stratosferica.  Simulazione delle misure spettroscopiche nella stratosfera.  Il modello diretto con gli effetti strumentali. Soluzione del problema inverso: formulazione matematica e metodi di inversione per le misure spettroscopiche sull' atmosfera. Aspetti geometrici delle tecniche di inversione.Lo smog fotochimico. Il particolato atmosferico. Piogge acide. Radioattivita' naturale. Esercitazione di laboratorio sull' analisi di misure spettroscopiche reali da piattaforma orbitante.

Testi/Bibliografia

J.H. Seinfeld, “Atmospheric Chemistry and Physics”, J. Wiley & Sons Inc, New York.
B.J. Finlayson-Pitts, J.N. Pitts, “Chemistry of the Upper and Lower Atmosphere”, Academis Press, San Diego.
http://www.ccpo.odu.edu/~lizsmith/SEES/ozone/oz_class.htm
P.W. Atkins, J. De Paula, “Physical Chemistry” VII ed., W.H. Freeman & co (Zanichelli).

Metodi didattici

Il corso si svolge con lezioni frontali ed esercitazioni con uso di computer.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova di accertamento é orale e conterrá una probabile serie di domande, che tenderanno ad accertare la conoscenza teorica da parte dello studente sui principi e le tecnologia presentate a lezione.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore

Personal Computers

proiettore di trasparenti

Lavagna

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Massimo Carlotti