Sistemi per la modellazione ambientale

Il corso introduce gli studenti alla analisi ed all’applicazione di modelli matematici per la simulazione e la previsione di fenomeni ambientali. Attraverso la costruzione di modelli matematici di alcuni fenomeni naturali, dopo una breve introduzione ad alcune problematiche ambientali, sono previste applicazione dirette a diversi casi di studio relativi agli ambiti della gestione del territorio, dell’utilizzo di dati da sensori (in situ e in remoto) e della mitigazione del rischio idrogeologico. Inoltre si forniscono gli elementi fondamentali per l’utilizzo di alcuni strumenti software per la simulazione e l’analisi di sistemi dinamici in diverse discipline.

Programma

  • Introduzione alla descrizione fenomenologica di alcuni processi ambientali e delle problematiche connesse, con particolare riferimento alla gestione e al monitoraggio del territorio.
  • Esempi di modelli per la simulazione, la previsione e la gestione. Software per lo sviluppo di modelli e tool disponibili per la simulazione dei sistemi ambientali. Introduzione a MAtlab.
  • Costruzione di modelli dinamici elementari: crescita o estinzione di una popolazione, simulazione della risposta idrologica di un bacino idrografico, innesco di frane, inquinamento di un corso d’acqua.
  • Rappresentazione di modelli dinamici mediante equazioni differenziali. Stati di equilibrio e loro valutazione nel caso lineare e non lineare.
  • Descrizione ed applicazione di un semplice modello afflussi-deflussi per la simulazione della risposta idrologica di un bacino idrografico.
  • Applicazioni del Telerilevamento al monitoraggio ambientale: monitoraggio e data assimilation. Struttura generale dei sistemi di preannuncio per il rischio idrogeologico; definizione di soglie pluviometriche e idrometriche per il preannuncio delle frane e delle piene.
  • Illustrazione di casi di studio. Risoluzione di esercizi su modelli dinamici trattati a lezione mediante il software MATLAB. Presso i laboratori didattici saranno svolte alcune delle esercitazioni proposte con uso di adeguati programmi calcolo.

Obiettivi formativi

Conoscenza delle principali problematiche ambientali; Abilità nell'utilizzare sistemi dinamici come strumento per la simulare e prevedere grandezze ambientali; Abilità nell'utilizzo mediante software specifici (MatLab) dei più comuni algoritmi per la simulazione di modelli matematici; Conoscenza dei principali utilizzi dei dati da remote sensing nel monitoraggio ambientale

Materiale didattico (a cura del Prof. Carotenuto L.)