B2069 - INVERSIONE DEI DATI GEOFISICI

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente acquisisce competenza sull'utilizzo dei dati geofisici per trarre informazioni sui processi e sulla struttura della Terra.

Contenuti

Il corso intende evidenziare l’importanza dei problemi inversi come strumenti essenziali per trovare i parametri che meglio riproducono dei valori sperimentali a seguito di una teoria fisica. Pertanto, struttureremo il corso all’interno della cornice degli approcci Bayesiani per trovare soluzioni di problemi fisici. Questo approccio fornisce un apparato coerente e comprensivo in cui troviamo, come casi particolari, metodi più comuni e meglio noti che forniscono soluzioni convenienti e molto diffuse, come i "minimi quadrati" o le “soluzioni di Tikhonov”. Tratteremo soluzioni generali che — spesso al costo di un maggiore impegno computazionale — possono affrontare problemi complessi. Evidenzieremo alcuni preconcetti ed errori, che possono essere facilmente superati e che possono influenzare un'ampia varietà di problemi di ricerca di parametri.

Testi/Bibliografia

• Tarantola A., Inverse problem theory, SIAM, 2005.

• Jaynes, E. T., Probability theory: the logic of Science, Cambridge University Press, 2003.
• Menke W., Geophysical Data Analysis: Discrete Inverse Theory – Matlab edition, Academic Press, Elsevier, 2012.
• Fichtner A., Lecture Notes on Inverse Theory https://www.cambridge.org/engage/coe/article-details/60e6a70d609d0d7fa3d893a7
• Appunti del docente e suggerimenti di approfondimento forniti sulla piattaforma Virtuale

Metodi didattici

Al ciclo di lezioni frontali, nelle quali si stimola la partecipazione degli studenti attraverso domande e discussioni di linee di ricerca mooderne, si aggiungono analisi e soluzioni di casi pratici all’interno della Fisica dell’Atmosfera e della Terra Solida.

Nella seconda parte si effettua una rassegna dello stato dell'arte e delle problematiche attuali con riferimento ad articoli della letteratura scientifica. L’ultima parte del corsoprevede diversi laboratori computazionali svolti in ambienti Bash, Matlab, Python e Julia, che permettono di avvicinare gli studenti a codici standard nella comunità Geofisica e di Fisica dell’Atmosfera. Nelle esercitazioni finali, gli studenti svilupperanno piccole applicazioni relative al loro curriculum di elezione, con la prospettiva di contribuire all’apprendimento necessario per la tesi.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova di accertamento è orale e consisterà in un colloquio di durata massima di 30 minuti, che partirà da un argomento iniziale e continuerà toccando altri due argomenti del corso, seguendo le richieste di approfondimento dei docenti. 

La commissione si accerterà che lo studente abbia ben compreso i principi e i metodi alla base della soluzione dei problemi inversi in Geofisica, ma anche i limiti e campi di applicazione dei diversi metodi studiati, attraverso commenti e domande che testino la comprensione dello studente e lo aiutino a ricollegare il discorso nel momento di incertezze. Si tratteranno argomenti applicativi, con domande sugli esempi trattati a lezione.

I criteri utilizzati per la valutazione della prova orale saranno riferiti ai seguenti indicatori:

1. capacità di analizzare un argomento in modo pertinente alle domande, ben organizzato, sintetico ed esaustivo;

2. capacità di esprimere con chiarezza le tematiche teoriche, collegando equazioni e teorie fisiche in modo concettuale utilizzando il linguaggio specifico della disciplina;

3. capacità di rielaborare criticamente e di argomentare eventuali variazioni rispetto a ragionamenti proposti a lezione e commenti della commissione. 

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni frontali si avvalgono di supporti visivi quali Power point, dispense del docente e video, che verranno parzialmente caricati sul sito.

Nel Corso sono previste attività che coinvolgono direttamente gli studenti, a cui verrà chiesto di risolvere esercizi teorici e computazionali.

Sono previste attività seminariali opzionali tenuti da ricercatori di altri Istituti di Ricerca affiliati al Dipartimento, invitati a presentare le loro ricerche/pubblicazioni recenti.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Andrea Morelli

Consulta il sito web di Luca De Siena