PROGRAMA DE ASIGNATURA. ASIGNATURA: Introducción a la Física de la Atmósfera AÑO: 2012 CARÁCTER: Especialidad CARRERA: Licenciatura en Física

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José María Ponce Benítez
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1 PROGRAMA DE ASIGNATURA ASIGNATURA: Introducción a la Física de la Atmósfera AÑO: 2012 CARÁCTER: Especialidad CARRERA: Licenciatura en Física RÉGIMEN: cuatrimestral UBICACIÓN en la CARRERA: Cuarto / quinto año CARGA HORARIA: 120 hs. FUNDAMENTACIÓN Y OBJETIVOS Que el alumno adquiera conocimientos teóricos y prácticos de procesos termodinámicos, radiación, dinámica, procesos físicos en nubes y otros fenómenos físicos que ocurren en la atmósfera. CONTENIDO CAPITULO I: Descripción General de la Atmósfera 1) Extensión y división de la Atmósfera. 2) Composición del aire. 3) Escala de altura. 4) Distribución vertical de temperatura. 5) Ionósfera. 6) Magnetósfera. 7) Auroras. CAPITULO II: Termodinámica de la Atmósfera 1) Sistema agua-aire. a) Transiciones de fase del agua. b) Vapor de agua y aire húmedo. c) Variables de humedad. d) Calores específicos del aire húmedo. e) Adiabáticas de aire húmedo. 2) Principales procesos Termodinámicos en la Atmósfera. a) Condensación en la atmósfera por enfriamiento Isobárico. Introducción a la Física de la Atmósfera Página 1 de 5

FUNDAMENTACIÓN Y OBJETIVOS Que el alumno adquiera conocimientos teóricos y prácticos de procesos termodinámicos, radiación, dinámica, procesos físicos en nubes y otros fenómenos físicos que ocurren

2 b) Proceso adiabático Isobárico. Temperatura equivalente y de bulbo húmedo. c) Mezcla adiabática-isobárica (mezcla horizontal). d) Expansión adiabática en la Atmósfera. e) Ascenso adiabático y saturación del aire. f) Mezcla vertical. 3) Diagramas Aerológicos. a) Emagrama. b) Orientaciones relativas de las líneas fundamentales. c) Tefigrama. 4) Estabilidad vertical. a) Método de la parcela. b) Criterios de estabilidad. CAPITULO III: Radiación en la Atmósfera 1) El espectro de radiación. 2) Absorción y emisión de radiación por las moléculas. 3) Leyes de radiación de cuerpo negro. 4) Radiación solar. a) Absorción de la radiación solar en la Atmósfera. b) El perfil de Chapman. c) Fotoquímica de la Ionósfera. d) La capa de Ozono. 5) Radiación terrestre. a) Efecto Invernadero. b) Absorción y emisión de radiación terrestre. 6) Balance energético. CAPITULO IV: Física de Nubes 1) Clasificación de las nubes. 2) Micro estructura de las nubes cúmulos y estratos. 3) Nucleación. a) Nucleación homogénea de agua y hielo. b) Nucleación heterogénea de agua y hielo. 4) Aerosoles atmosféricos. a) Núcleos de condensación de nubes. b) Núcleos de hielo. 5) Crecimiento de gotas. a) Crecimiento de gotas por condensación. b) Crecimiento de poblaciones de gotas. c) Crecimiento de gotas por coalescencia. d) Velocidad terminal de caída de gotas. e) Eficiencia de colisión. Introducción a la Física de la Atmósfera Página 2 de 5

a) Método de la parcela. b) Criterios de estabilidad. CAPITULO III: Radiación en la Atmósfera 1) El espectro de radiación. 2) Absorción y emisión de radiación por las moléculas.

3 f) Ecuaciones de crecimiento. g) Modelo de Bowen. h) Ecuación estocástica de coalescencia. 6) Crecimiento de hielo. a) Crecimiento por deposición. b) Crecimiento por acreción. c) Crecimiento por agregado. 7) Distribución de tamaños de partículas de precipitación. CAPITULO V: Electricidad Atmosférica 1) Propiedades eléctricas de la atmósfera. 2) Iones atmosféricos. 3) Conductividad. 4) El problema fundamental de la electricidad atmosférica. 5) Mecanismos de electrificación de nubes. CAPITULO VI: Dinámica Atmosférica 1) Conceptos de Mecánica de Fluidos. Ecuaciones de movimiento. 2) Movimiento potencial incompresible 2-D. Vórtice de Ranking. 3) Efecto de la rotación terrestre. Fuerza de Coriolis. 4) Barotropía y Baroclinicidad. 5) Ecuación de la vorticidad. 6) Análisis dimensional de las perturbaciones meteorológicas 7) Aproximación hidrostática. 8) Viento geostrófico. 9) Componentes ageostróficas. 10) Efecto de curvatura. Viento gradiente. 11) Viento térmico. 12) Circulación térmica. 13) Circulación global. BIBLIOGRAFÍA - Atmospheric Physics. J.V. Iribarne and H. R. Cho D. Reidel Publishing Company. - Termodinámica de la atmósfera. J.V. Iribarne Editorial Universitaria de Buenos Aires. - A short course in cloud physics. A. A. Rogers and M. K. Yau Pergamon Press. Introducción a la Física de la Atmósfera Página 3 de 5

3) Conductividad. 4) El problema fundamental de la electricidad atmosférica. 5) Mecanismos de electrificación de nubes. CAPITULO VI: Dinámica Atmosférica 1) Conceptos de Mecánica de Fluidos.

4 - Physics of Clouds. B. J. Mason Clarendon Press Oxford. - Atmospheric Science. J. N. Wallace and P. Hobbs Academic Press Inc. - Atmospheric Thermodynamics. C. Bohren and B. Albrecht Oxford University Press. -Fundamentals of Atmospheric Physics. M.L. Salby Academic Press Inc. -Storm and Cloud Dynamics. W.R. Cotton and R.A. Anthes Academic Press Inc. METODOLOGÍA DE TRABAJO - Un profesor encargado de las clases teóricas y un profesor encargado de las clases prácticas y laboratorios. - 4 horas semanales de clases teóricas - 4 horas semanales de clases prácticas de problemas y/o trabajos de laboratorio. EVALUACIÓN FORMAS DE EVALUACIÓN El examen final contará de una evaluación escrita sobre contenidos prácticos, y una exposición oral sobre los contenidos teóricos. CONDICIONES PARA OBTENER LA REGULARIDAD Y PROMOCIÓN 1. ASISTENCIA Cobertura del 70% de la totalidad de las horas previstas, tanto teóricas como prácticas. 2. TRABAJOS PRÁCTICOS Y DE LABORATORIO Aprobar dos parciales o sus correspondientes recuperatorios sobre contenidos de los trabajos prácticos Aprobar todos los informes de laboratorio La materia NO considera régimen de promoción. Introducción a la Física de la Atmósfera Página 4 de 5

-Storm and Cloud Dynamics. W.R. Cotton and R.A. Anthes. 1989. Academic Press Inc.

5 CORRELATIVIDADES Para cursar debe tener regularizadas: Física Moderna I, Termodinámica y Mecánica Estadística I. Para rendir debe tener aprobadas: Física Moderna I, Termodinámica y Mecánica Estadística I. Introducción a la Física de la Atmósfera Página 5 de 5

Para rendir debe tener aprobadas: Física Introducción a la

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