1b introduzione all'idrologia - Seconda Parte

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La seconda parte dell'introduzione all'idrologia. Contiene, tra le altre cose anche la bibliografia citata nella prima presentazione.

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1b introduzione all'idrologia - Seconda Parte

  1. 1. Massa ed Energia Bruno Munari - Ara Pacis Quantità di Moto ed Entropia Riccardo Rigon
  2. 2. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di massa Innanzitutto si sceglie un volume di controllo. Il bilancio rappresenta la variazione di una quantità nel volume di controllo. Tale variazione e’ uguale alla somma algebrica di quanto entra meno quanto esce. Eventualmente si aggiungono/ tolgono le variazioni della quantità dovute a trasformazione chimiche, di fase, o altre, a seconda del tipo di bilancio. !2 R. Rigon
  3. 3. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di massa superficie zona insatura zona satura !3 R. Rigon
  4. 4. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di massa Nella slide precedente mancavano deflusso superficiale, deflusso nei suoli e deflusso sotterraneo. !4 R. Rigon
  5. 5. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di massa Manca infine l’evapotraspirazione. Questa e somma di evporazione dagli specchi d’acqua superficiali, dal suolo e di traspirazione dalle piante (erba ed alberi) ! !5 R. Rigon
  6. 6. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di massa per un volume di suolo Variazione di volume d’acqua nel volume di suolo Deflusso superficiale Deflusso Evapotraspirazione nei suoli Intensità di precipitazione Deflusso sotterraneo Intervallo temporale !6 R. Rigon
  7. 7. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di massa Il volume di controllo non deve necessariamente essere un forma elementare: un bacino idrografico rappresenta esso stesso un volume di controllo. !7 R. Rigon
  8. 8. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di massa Altri esempi Volume di controllo !8 R. Rigon
  9. 9. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di massa Altri esempi Qg !9 R. Rigon
  10. 10. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di massa Altri esempi !10 R. Rigon
  11. 11. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di massa Altri esempi !11 R. Rigon
  12. 12. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di massa Altri esempi !12 R. Rigon
  13. 13. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di massa per un volume di atmosfera al di sopra del suolo Intensità di Deflussi evaporazione sotterranei netta Avvezione Variazione acqua e laterale vapore nello strato di vapore e di atmosfera acqua considerato D e f l u s s i superficiali !13 R. Rigon
  14. 14. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di energia Il gruppo di termini del bilancio di energia è il bilancio di radiazione. Ad onde corte dal sole (nel campo del visibile); ad onde lunghe (nel campo dell’infrarosso): dall’atmosfera e dalle nuvole verso il suolo e, ad onde lunghe dal suolo verso l’atmosfera !14 R. Rigon
  15. 15. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di energia Nel bilancio di energia, entra anche la precipitazione che, per esempio, può contribuire a sciogliere la neve. Il flusso di calore da e verso il centro della Terra dipende dai flussi geotermici e può essere sia positivo che negativo. !15 R. Rigon
  16. 16. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di energia Infine entrano in gioco anche evapotraspirazione, nelle sue componenti, e il fusso di calore per convezione dal suolo verso l’atmosfera. !16 R. Rigon
  17. 17. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di energia E = (Rsw n Rlw n H e ET n G) t !17 R. Rigon
  18. 18. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di energia E = (Rsw n Rlw n Radiazione netta ad onde corte Variazione di e n e r g i a immagazzinata nel suolo. R. Rigon H e ET n C o n t e n u t o t e r m i c o dell’evapotraspir azione G) t Intervallo temporale Radiazione netta ad onde lunghe Rilascio di calore per convezione/ conduzione v e r s o l’atmosfera Rilascio di calore per convezione/ conduzione verso il basso !18
  19. 19. Il bilancio di massa ed energia Il bilancio di energia E = (Rsw n Rlw n H e ET n G) t Evapotraspirazione Entalpia di vaporizzazione (o calore latente di vaporizzazione) R. Rigon !19
  20. 20. Jackson Pollock Il Bilancio Globale di Energia Riccardo Rigon
  21. 21. modificato da Wallace and Hobbs, 1977 Il bilancio globale di energia !21 R. Rigon
  22. 22. Il bilancio globale di energia modificato da Wallace and Hobbs, 1977 Della Radiazione netta ad onde corte In media (spaziale su tutta la Terra e temporale in un anno medio ) solo il 50 % arriva al suolo !22 R. Rigon
  23. 23. modificato da Wallace and Hobbs, 1977 Il bilancio globale di energia Il 19% viene assorbito dall’atmosfera. Una piccola percentuale (1%) viene utilizzata dalle piante. Piccola percentuale ma importanza sostanziale ! Il 30% della radiazione mediamente riflesso verso lo spazio (e costituisce l’albedo medio della Terra). 19 + 1 + 30 + 50 = 100 (16+3) R. Rigon !23
  24. 24. Il bilancio globale di energia modificato da Wallace and Hobbs, 1977 A questo 50 % sia aggiunge il 19% che l’atmosfera aveva assorbito a costituire la radiazione infrarossa uscente (69 %). Il 50 % si può pensare composto di 3 parti:l’emissione radiativa della superficie (20%), il flusso evapotraspirativo (23%) e la perdita di calore per convezione (7%) Il 50 % che il suolo riceve, viene restituito allo spazio (se il bilancio di energia fosse stazionario: in verità il cambiamento climatico sta tutto nell’ “imbalance”). !24 R. Rigon
  25. 25. http://www.agu.org/eos_elec/95206e.html Il bilancio globale di energia !25 R. Rigon
  26. 26. Lin, B., P. W. Stackhouse Jr., P. Minnis, B. A. Wielicki, Y. Hu, W. Sun, T.F. Fan, and L. M. Hinkelman (2008), Assessment of global annual atmospheric energy balance from satellite observations, J. Geophys. Res., 113, D16114, doi:10.1029/2008JD009869 Il bilancio globale di energia R. Rigon Bilancio Annuale Medio degli Oceani !26
  27. 27. A. Tack - Time and Timeslessnness Spazio-Tempo
  28. 28. Scale di Analisi !28 R. Rigon
  29. 29. Scale di Analisi !29 R. Rigon
  30. 30. Scale di Analisi !30 R. Rigon
  31. 31. Scale di Analisi !31 R. Rigon
  32. 32. Scale di Analisi !32 R. Rigon
  33. 33. http://www.meteotriveneto.it/static/ClimaVeneto.php Scale di Analisi !33 R. Rigon
  34. 34. meteotriveneto.it/static/ClimaVeneto.php Scale di Analisi !34 R. Rigon
  35. 35. Scale di Analisi !35 R. Rigon
  36. 36. F. Serafin, 2011 Scale di Analisi !36 R. Rigon
  37. 37. F. Serafin, 2011 Scale di Analisi !37 R. Rigon
  38. 38. F. Serafin, 2011 Scale di Analisi !38 R. Rigon
  39. 39. F. Serafin, 2011 Scale di Analisi !39 R. Rigon
  40. 40. Scale di Analisi !40 R. Rigon
  41. 41. Scale di Analisi !41 R. Rigon
  42. 42. Sottobacini Scale di Analisi !42 R. Rigon
  43. 43. Scala di pixel Scale di Analisi !43 R. Rigon
  44. 44. R. Rigon Ernst Haas E ancora più in piccolo Scale di Analisi !44
  45. 45. Venturi - Flussi, riserve, tempo di residenza Riccardo Rigon
  46. 46. Aeschbach-Hertig and Gleeson, 2012 RFWR !46 R. Rigon
  47. 47. Il ciclo idrologico Comparto Volume % Sorgente Oceani 1338 96.51 P R Atmosfera 0.013 0.001 ET dai continenti dagli oceani Continenti 48 3.46 P Flusso entrante 4581 3242 3853 471 372 403 5771 721 622 713 5051 3612 4243 1191 992 1113 Emissione E Flusso uscente 5051 3612 4243 P 5771 992 1113 ET R 3242 3853 721 622 712 471 372 403 Flussi Globali d'acqua (1-Shiklomanov and Sokolov,1983 ; 2- Peixoto e Kettani, 1973 3- Baumgartner e Reichel, 1975 . I volumi sono in unità di milioni di km cubi e i flussi in milioni di kilometri cubi per anno. P = Precipatazioni; R = deflusso superficiale; E =evaporazione ; ET = evapotraspirazione !47 R. Rigon
  48. 48. Gentine, 2012 Scale Spaziali e temporali !48 R. Rigon
  49. 49. Scale Spaziali e temporali Peixoto-Oort, 1992; Mitchell, 1974 Dal punto di vista della ciclicità !49 R. Rigon

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