Meteorología, Climatología y Contaminación atmosférica

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1 Meteorología, Climatología y Contaminación atmosférica Grado en Ciencias Ambientales Universidad de Alcalá Curso Académico 2011/12 Curso er Cuatrimestre

2 GUÍA DOCENTE Nombre de la asignatura: Meteorología, Climatología y Contaminación Atmosférica Código: Titulación en la que se imparte: Grado en Ciencias Ambientales Departamento y Área de Conocimiento: Física:Física aplicada; Geografía: Área Geografía Física y Química Analítica e Ingeniería Química: Área Ingeniería Química Carácter: Obligatoria Créditos ECTS: 10 (2,5 Meteorología; 2,5 climatología; 5 Contaminación atmosférica) Curso: 3º Profesorado: Dpto de Física: María José Ortiz Beviá, Juan María García Ortíz, Francisco Álvarez García, William Cabos Narváez Dpto. de Geografía: Fernando Moreno Sáez, Juan Javier García-Abad Alonso Dpto. de Química Analítica e Ingeniería Química: Guadalupe Ramos Caicedo, Alice Luminita Petre, José Antonio Perdigón Melón. Horario de Tutoría: Se ajustará de acuerdo al horario final de las clases Idioma en el que se imparte: Español 1. PRESENTACIÓN La Meteorología, Climatología y Contaminación atmosférica constituyen disciplinas fundamentales en la formación de los futuros graduados en Ciencias ambientales. Esta asignatura tiene como objetivo que el alumno adquiera los conocimientos suficientes para comprender los principios físicos que determinan el estado actual del clima y la circulación atmosférica en distintas escalas y en particular la influencia de esta circulación en la problemática de la contaminación atmosférica. La meteorología y climatología se convierten en indispensables a la hora de analizar y evaluar episodios de contaminación. Debido a que la concentración o dispersión de contaminantes depende de factores climatológicos como la temperatura, el viento, el movimiento de sistemas de altas y bajas presiones y la interacción de estos con la topografía, los alumnos tendrán que manejar e interpretar la información meteorológica y climatológica para luego aplicarlas en la resolución de problemas concretos de contaminación. 2

3 La asignatura cuenta con 10 créditos ECTS lo que permite estructurar la docencia en tres módulos: Módulo 1: Meteorología (2,5 ECTS) Módulo 2: Climatología (2,5 ECTS) Módulo 3: Contaminación Atmosférica (5 ECTS) Prerrequisitos y Recomendaciones Haber cursado las asignaturas de Física, Matemáticas y Química de cursos previos. 2. COMPETENCIAS Competencias genéricas: 1. Capacidad de análisis y síntesis de los alumnos. 2. Capacidad de consultar y evaluar fuentes de información, teniendo en cuenta su fiabilidad. 3. Capacidad de interpretación de la información meteorológica y climática tanto cualitativa como cuantitativa y aplicarla en el análisis y resolución de problemas de contaminación atmosférica. 4. Capacidad de integrar y establecer relaciones entre los conocimientos teóricos y los prácticos. 5. Trabajo autónomo de los alumnos en cuanto a búsqueda de información y tratamiento de los datos. 6. Presentar de forma tanto escrita como oral informes y memorias. 7. Trabajar en equipo. Competencias específicas: Módulo 1: Meteorología 1 Interpretar fenómenos meteorológicos a partir de principios físicos básicos. 2 Adquirir una noción precisa de los valores típicos de las magnitudes físicas más relevantes en Meteorología: presión, altura geopotencial, temperatura, humedad, vientos. 3 Conocer las características de los fenómenos meteorológicos más relevantes en distintas escalas, desde la planetaria a la local, pasando por la sinóptica, y comprender sus aspectos fundamentales dinámicos y termodinámicos. 4 Analizar y explorar los datos meteorológicos. Módulo 2: Climatología 1. Caracterizar la Climatología dentro de la Geografía Física relacionándola con otras variables ambientales y su incidencia espacial. 3

4 2. Comprender de manera global el modelo de Circulación General Atmosférica. 3. Conjugar las variables físicas (Elementos) y geográficas (Factores) para determinar y localizar los principales climas del Mundo. Módulo 3: Contaminación atmosférica 1. Analizar, interpretar y valorar los datos sobre calidad del aire. 2. Gestionar las redes de vigilancia. 3. Conocer las técnicas de muestreo y de análisis de los principales contaminantes. 4. Aplicar los tratamientos más adecuados para la reducción de las emisiones tanto de partículas como de gases. 3. CONTENIDOS El módulo de Meteorología comprenderá: Tema 1: Estructura de la atmósfera y balance radiativo Tema 2: Termodinámica del aire Tema 3: Dinámica atmosférica Tema 4: Sistemas meteorológicos El módulo de Climatología comprenderá: Tema 1: Fundamentos de Climatología Tema 2: Elementos y Factores del clima Tema 3: Circulación general atmosférica Tema 4: Los climas y su distribución geográfica El módulo de Contaminación atmosférica comprenderá: Tema 1: Introducción. Concepto de atmósfera contaminada. Legislación. Naturaleza y clasificación de los contaminantes atmosféricos. Tema 2: Principales contaminantes atmosféricos. Focos, fuentes. Conceptos de emisión e inmisión. Modelos de difusión y dispersión de los contaminantes en la atmósfera. Tema 3: Técnicas de muestreo y análisis de contaminantes 4

5 Tema 4: Redes de vigilancia de la calidad del aire: Mundiales, Europeas, regionales, locales. Tema 5: Tecnología de control de emisiones: Procesos de depuración de partículas Tema 6: Tecnología de control de emisiones: Procesos de depuración de gases Programación de los contenidos Unidades temáticas Módulo 1: METEOROLOGÍA Módulo 2: CLIMATOLOGÍA Módulo 3: CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA Temas Balance radiativo, termodinámica de atmósfera, dinámica, sistemas meteorológicos. Fundamentos, Elementos y Factores del Clima, Circulación General Atmosférica, Los climas y su distribución geográfica. Principales contaminantes, Legislación, Redes de vigilancia, Tecnologías de depuración(gases y partículas). Total créditos 1,5 ECTS 1,5 ECTS 2 ECTS 4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE. ACTIVIDADES FORMATIVAS Módulo de Meteorología Clase Magistral: 10 h. de clases magistrales, en las que se presentarán los elementos teóricos necesarios para la comprensión de los fenómenos meteorológicos que constituyen el objeto de la asignatura. Impartición en grupo completo. Seminarios: Dos seminarios de 1 h., destinados a la discusión de ejercicios y problemas de: 1) Balance radiativo; aplicaciones de la ecuación de la Hidrostática en la atmósfera, y 2) Dinámica: cálculo del viento geostrófico y viento térmico; aplicaciones de la ecuación de conservación de la vorticidad potencial. Impartición en grupos reducidos. 5

6 Prácticas: 4 sesiones prácticas de 2 h., destinadas a la discusión de casos prácticos y análisis de situaciones meteorológicas utilizando diversas herramientas propias de la disciplina. Impartición en grupos reducidos. Módulo de Climatología Clase Magistral: 12 h. de clases de teoría, en las que se expondrán las bases teóricas necesarias para el conocimiento y comprensión de los climas del Mundo. Impartidas en gran grupo. Las 12 h. corresponden a 1,5 ECTS de Teoría del Módulo. Prácticas: 4 sesiones prácticas de 1 h., destinadas a la aplicación de los conocimientos adquiridos. 4 sesiones prácticas de 1 h. para la elaboración y exposición de cartografía climática a diferentes escalas. Impartición en grupos reducidos. Totalizan 8 horas (1 ECTS de prácticas) para el alumno. Módulo de Contaminación atmosférica Clases presenciales: Dentro de las clases presenciales se distingue entre clases magistrales, seminarios y clases prácticas. Clases magistrales (2 créditos) serán utilizados para el desarrollo de los conceptos fundamentales (2 horas a la semana durante 8 semanas). A lo largo de estas sesiones impartidas a grandes grupos (toda la clase) se realizará la síntesis de cada uno de los temas. Se proporcionarán los conceptos básicos que necesita el alumno para la comprensión de cada tema. Seminarios: (1 crédito) Se realizarán con grupos reducidos ya que su objetivo es la resolución de problemas o cuestiones planteadas con anterioridad al alumno. También se realizará la exposición de trabajos elaborados por los alumnos contribuyendo con ello a desarrollar otras competencias (trabajo en grupo, comunicación, etc). Clases prácticas:(2 créditos) Se impartirán a grupos reducidos y se consideran de máximo interés para que el alumno adquiera las competencias relacionadas con la contaminación atmosférica: Realizar toma de muestras y analizar los contaminantes (partículas y gases). Analizar los datos obtenidos, elaborar las representaciones e interpretaciones correspondientes y elaborar un informe donde se recojan las conclusiones de cada práctica. Además debe establecer las relaciones que correspondan con los conocimientos teóricos. Tutorías Grupales: Se organizan para grandes grupos y son destinadas a resolver las posibles dudas teóricas que el alumno plantee y al seguimiento de los casos prácticos propuestos al alumno para el desarrollo de la asignatura. 6

7 Tutorías individuales: Se fomentará la concertación de tutorías individuales, previa cita, con el fin de aclarar dudas o conceptos, de forma más personalizada. Número de horas totales: 250 (para asignaturas de 10 ECTS): Meteorología(62,5), Climatología (62,5), Contaminación atmosférica (125) Número de horas presenciales: Módulo de Meteorología: 10 de clases teóricas, 2 de seminario y 8 de prácticas =20horas (2,5 ECTS) Módulo de Climatología: 12 de clases teóricas y 8 de prácticas = 20 horas (2,5 ECTS) Módulo de Contaminación atmosférica: 16 de clases teóricas, 8 de seminario y 24 de clases prácticas = 48 horas (5 ECTS) Número de horas del trabajo propio del estudiante: 160 -Clases teóricas mediante lección magistral. -Clases prácticas. -Seguimiento del trabajo de prácticas - Seminarios: Resolución de problemas -Estudio de la materia. -Elaboración de los ejercicios de prácticas. -Resolución de ejercicios propuestos. -Preparación de la memoria y exposición del trabajo de prácticas. -Elaboración de trabajos en grupo -Búsqueda bibliográfica. -Consulta en tutorías. Estrategias metodológicas - Clases teóricas en gran grupo. Clases presenciales - Clases prácticas para aplicación de conocimientos. - Exposición y crítica de trabajos. -Discusión de los problemas del seminario. -Estudio. Trabajo autónomo -Búsqueda de información meteorológica, climática y de contaminación atmosférica (Revistas, libros, prensa, bases de datos, 7

8 Internet y otras fuentes). -Realización de actividades prácticas, especialmente la preparación de la presentación del trabajo. Tutorías individuales -Seguimiento del trabajo del alumno Materiales y recursos En el módulo de Meteorología se utilizarán: -Aula virtual de la UAH a través del programa Blackboard. -Mapas, sondeos y datos meteorológicos. En el módulo de climatología se utilizarán: -Recursos expositivos para teoría y prácticas, tales como gráficos, esquemas, proyecciones (pps), etc. destacando los mapas. En el módulo de Contaminación atmosférica se utilizarán: -Libros y monografías disponibles en la Biblioteca UAH del Campus. -Presentaciones en power point y material audiovisual para el desarrollo de las clases magistrales. -Plataforma de aula virtual. Se cuenta con acceso a Blackboard con el fin no solo de proporcionar material a los alumnos, sino también para la entrega de ejercicios, informes, realización de ejercicios de autoevaluación, foros, información y comunicación rápida vía correo, acceso a glosarios, vínculos web, wiki, etc. -Laboratorio de prácticas: Se dispone de instrumental de laboratorio y equipos de muestreo tanto para partículas como para gases. 5. EVALUACIÓN Criterios de evaluación - Asimilación de los conceptos teóricos de la asignatura. - Capacidad de aplicación de dichos conceptos al análisis y resolución de casos concretos. - Iniciativa y participación en las sesiones de teoría y de prácticas. 8

9 Criterios de calificación Módulo de Meteorología: -Asimilación de conceptos teóricos (40%) -Diagnóstico correcto de situaciones y procesos meteorológicos a partir de una interpretación adecuada de mapas, sondeos y otros elementos (40%) -Participación activa en las sesiones presenciales, en tutorías personales y/o virtuales, e iniciativa para profundizar en aspectos propuestos por los profesores (20%). Módulo de Climatología: -Adquisición de conocimientos básicos (40%). -Claridad de argumentación, acierto y uso adecuado de recursos en la realización y exposición del ejercicio de prácticas (40%). -Participación activa en sesiones presenciales (20%). Módulo de Contaminación atmosférica: La calificación de este módulo se realizará teniendo en cuenta que: -La evaluación de los conocimientos teóricos y la resolución de problemas corresponde a un 40%. -Las prácticas de laboratorio 20%. -La evaluación continua donde se incluyen los trabajos realizados por los alumnos así como su participación activa, será el 40% restante. Procedimientos de evaluación La calificación de la asignatura se obtendrá a partir de la media ponderada de las calificaciones obtenidas, sobre 10 puntos, en cada uno de sus módulos, con los siguientes pesos: Meteorología, 25%; Climatología, 25%; y Contaminación 9

10 atmosférica, 50%. Para proceder a la ponderación será preciso haber superado una puntuación mínima de 4 (/10) en cada uno de los módulos por separado. La puntuación total mínima para aprobar la asignatura una vez computada la media ponderada se sitúa en 5 puntos (/10). Los alumnos podrán acogerse a la evaluación final. Para optar a ella, los alumnos deberán acogerse al Artículo 10 de la normativa reguladora de los Procesos de evaluación de los aprendizajes (aprobada en Consejo de Gobierno de 24 de marzo de 2011). Importante: Si el estudiante no participa en el proceso de enseñanza-aprendizaje: asistencia, realización y entrega de actividades de aprendizaje y evaluación, se considerará NO PRESENTADO en la convocatoria ordinaria.(artículo 9, punto 5). Módulo de Meteorología: Los elementos empleados en la evaluación serán los siguientes: 1.- Modalidad de evaluación continua -Memorias de las sesiones de prácticas (máximo: 4 puntos) -Examen teórico-práctico (máximo: 4 puntos) que constará de cuestiones y problemas (máximo: 2.5 puntos) y de un ejercicio práctico (máximo: 1.5 puntos) -Otras actividades: participación activa en las sesiones presenciales, intervención en foros virtuales, resolución de problemas propuestos por los profesores de la asignatura (máximo: 2 puntos). 2.- Modalidad de evaluación final -Examen teórico-práctico (máximo: 10 puntos) que constará de problemas y cuestiones (máximo: 5 puntos) y de dos ejercicios prácticos (máximo: 5 puntos). La calificación final de este examen será la suma de las alcanzadas en la parte de problemas y cuestiones y en la de ejercicios prácticos, exigiéndose una puntuación mínima de 2.5 puntos en cada una de ellas por separado. Módulo de Climatología: 1.- Modalidad de evaluación continua. -Prueba objetiva teórico-práctica, evaluada por el profesor (máximo: 4 puntos), que constará de lo siguiente: a) Tema corto a desarrollar, para valorar la capacidad de síntesis, reflexión y relación de hechos geográficos. b) Preguntas cortas de respuesta múltiple, señalando la correcta. c) Prueba práctica, mediante un ejercicio de aplicación. 10

11 En la prueba objetiva, los errores puntúan negativamente en la misma medida que lo hacen positivamente los aciertos. -Ejercicio de prácticas, con exposición de resultados, evaluado por el profesor (máximo: 4,0 puntos). -Participación activa en el desarrollo del módulo, evaluada por el profesor (máximo 2,0 puntos). 2.- Modalidad de evaluación final: -Prueba objetiva teórico-práctica, (máximo: 10 puntos), que constará de lo siguiente: a) Dos preguntas cortas para valorar la capacidad de síntesis, reflexión y relación de hechos geográficos (máximo 1,5*2= 3 puntos). b) Una batería de seis preguntas tipo test, señalando la correcta (0,5*6 = 3 puntos máximo). c) Un ejercicio de aplicación para caracterizar y localizar dos estaciones climáticas en el mundo (máximo 4 puntos). En todo el ejercicio, los errores puntúan negativamente en la misma medida que lo hacen positivamente los aciertos. Módulo de Contaminación atmosférica: 1. Modalidad de evaluación continua: -Prueba escrita que constará de dos partes: Teoría y problemas (40%). - Examen de prácticas: Constará de preguntas cortas y de resolución de ejercicios numéricos similares a los desarrollados en prácticas (20%). - La participación activa en los seminarios, pruebas objetivas, trabajos en grupo, realización de ejercicios y exposiciones cortas, elaboración de informes, resolución de problemas. (40%). 2. Modalidad de evaluación final: -Examen teórico-práctico (máximo: 10 puntos) que constará de cuestiones de teoría (máximo: 5 puntos),problemas(máximo:3 puntos) y cuestiones relacionadas con las prácticas (máximo: 2 puntos).la calificación final de este examen será la suma de las alcanzadas en las tres partes, exigiéndose una puntuación mínima de 3.0 puntos en cada una de ellas por separado. -IMPORTANTE: Agotarán convocatoria con calificación de suspenso aquellos alumnos que no realicen las sesiones 11

12 prácticas independientemente de la modalidad de evaluación que elijan. 6. BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Básica Meteorología - BARRY, R. G., CHORLEY, R. J.(1999). Atmósfera, tiempo y clima, ed. Rutledge. - JOHN M. WALLACE Y PETER W. HOBBS (2006). Atmospheric Science: an introductory survey, 2ª edición, Academic Press. - AHRENS C. D.(2007). Meteorology Today, 8ª edición, ed. Thomson-Brooks/Cole. - MARTÍN-VIDE J.(2005). Mapas del tiempo, ed. Oikos-Tau. Climatología - BARRY, R. G., CHORLEY, R. J. (1984): Atmósfera, tiempo y clima. Barcelona. Omega. - GIL, A., OLCINA, J. (1997): Climatología General. Barcelona. Ariel. - CUADRAT, J. M., PITA, M. F. (1997): Climatología. Madrid. Cátedra. - GIL, A., OLCINA, J. (1999): Climatología Básica. Barcelona. Ariel. Contaminación atmosférica - WARK, K.; WARNER, C.F. (2002). Contaminación atmosférica: Origen y control, Ed. Limusa, S.A - BUENO, J.L., SASTRE, H., LAVIN, A.G.(1997). "Contaminación e Ingeniería Ambiental: Vol. II Contaminación atmosférica" FICYT. - KIELY GERARD, (1999). Ingeniería ambiental: Fundamentos, entornos, tecnologías y sistemas de gestión, Ed. McGraw- Hill. 12

13 - OROZCO C.;PÉREZ A.;GONZÁLEZ Mª N.;RODRÍGUEZ F.J; ALFAYETE J. M. (2008). Contaminación Ambiental: Una visión desde la Química Ed. Thomson. - BAIRD C. (2001). Química Ambiental Ed. Reverté S.A. Bibliografía Complementaria Meteorología - RUIZ DE ELVIRA A.(2001). Quemando el futuro, ed. Nivola - HOLTON J.(2004). An introduction to Dynamic Meteorology, 4ª edición, Academic Press. - MARSHALL J., ALAN PLUMB R.(2008). Atmosphere, Ocean, and Climate Dynamics, Academic Press. - HOUGHTON J. T.(1992). Física de Atmósferas Planetarias, ed. INM. - PARRY J. T.(1998). Atmospheric processes and systems, ed. Rutledge. - HOUGHTON D.(1998). Weather at sea, ed. Fernhurst. - ROTH G.(1979). Meteorología, ed. Punto Omega. - CARR M. W.(1999). Weather predicting simplified, ed. McGraw-Hill. Climatología - MARTÍN, J. (1991): Fundamentos de Climatología Analítica. Madrid. Síntesis. - OLCINA, J. (1994): Riesgos climáticos en la Península Ibérica. Madrid. Acción Divulgativa. - SALA, M., BATALLA, R. J.: (1996): Teoría y Métodos en Geografía Física. Madrid. Síntesis. Contaminación atmosférica - BAIRD C. (2005). Solutions manual for Environmental Chemistry Ed. Freeman and Co. - OROZCO C.; GONZÁLEZ M.N.; ALFAYATE J.M.; PÉREZ A.; RODRIGUEZ F.J.(2008). Problemas resueltos de Contaminación ambiental Ed. Thomson. 13