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Física Ambiental

Código: 100185 Créditos ECTS: 6
2024/2025
Titulación Tipo Curso
2500097 Física OT 4

Contacto

Nombre:
Francesc Xavier Alvarez Calafell
Correo electrónico:
xavier.alvarez@uab.cat

Idiomas de los grupos

Puede consultar esta información al final del documento.


Prerrequisitos

Se recomienda haber cursado asignaturas básicas de física y matemáticas: física estadística, termodinámica, física de las radiacions, cáculo diferencial e integral y, opcionalmente, es aconsejable (aunque no imprescindible) tener una base de física de fluidos.


Objetivos y contextualización

Proporcinar los elemento necesarios para una comprensión de los procesos básicos que intervienen, desde la perspectiva de la física, en algumos de los principales problemas ambientales actuales. La asignatura, esencialmente, es una presentación de lo que constituye la física de fluidos geofísicos, sin menoscabo de que se realicen presentaciones breves y puntuales de otras áreas de la física que sean relevantes en la problemática medioambiental, pero que son abordadas en otras asignaturas: turbulencia,eficiencia energétioca,...

Finalmente se explicará una parte más aplicada basada en la radiactividad ambiental, donde se expondrán las bases del uso de los trazadores radiactivos para evaluar procesos ambientales con ejemplos de procesos hidrológicos,atmosféricos y oceanográficos.


Competencias

  • Actuar con responsabilidad ética y con respeto por los derechos y deberes fundamentales, la diversidad y los valores democráticos.
  • Actuar en el ámbito de conocimiento propio valorando el impacto social, económico y medioambiental.
  • Aplicar los principios fundamentales al estudio cualitativo y cuantitativo de las diferentes áreas particulares de la física.
  • Comunicar eficazmente información compleja de forma clara y concisa, ya sea oralmente, por escrito o mediante TIC, y en presencia de público, tanto a audiencias especializadas como generales.
  • Conocer las bases de algunos temas avanzados, incluyendo desarrollos actuales en la frontera de la Física, sobre los que poder formarse posteriormente con mayor profundidad.
  • Formular y abordar problemas físicos identificando los principios más relevantes y usando aproximaciones, si fuera necesario, para llegar a una solución que debe ser presentada explicitando hipótesis y aproximaciones.
  • Introducir cambios en los métodos y los procesos del ámbito de conocimiento para dar respuestas innovadoras a las necesidades y demandas de la sociedad.
  • Planear y realizar, usando los métodos apropiados, un estudio o investigación teórico e interpretar y presentar los resultados.
  • Planear y realizar, usando los métodos apropiados, un estudio, medida o investigación experimental e interpretar y presentar los resultados.
  • Razonar críticamente, poseer capacidad analítica, usar correctamente el lenguaje técnico, y elaborar argumentos lógicos.
  • Realizar trabajos académicos de forma independiente usando bibliografía, especialmente en inglés, bases de datos y colaborando con otros profesionales.
  • Trabajar autónomamente, usar la propia iniciativa, ser capaz de organizarse para alcanzar unos resultados, planear y ejecutar un proyecto.
  • Trabajar en grupo, asumiendo responsabilidades compartidas e interaccionando profesional y constructivamente con otros con absoluto respeto a sus derechos.
  • Usar las matemáticas para describir el mundo físico, seleccionando las herramientas apropiadas, construyendo modelos adecuados, interpretando resultados y comparando críticamente con la experimentación y la observación.

Resultados de aprendizaje

  1. Analizar críticamente las diferentes escalas espaciales y temporales que intervienen en un problema y efectuar las correspondientes simplificaciones de las ecuaciones diferenciales que gobiernan el proceso.
  2. Analizar de la evolución en las emisiones reales de CO2 (u otros gases invernadero) en relación a las medidas o políticas de contención aprobadas en los últimos decenios y, en caso de desajuste, proponer medidas alternativas y viables.
  3. Aplicar la física de fluidos en sistemas en rotación al estudio de la dinámica de los fluidos geofísicos.
  4. Aplicar técnicas de convolución para obtener el espectro de los campos neutrónicos detectados a partir de las medidas efectuadas en los espectrómetros.
  5. Comparar la importancia relativa de cada uno de los términos que intervienen en las ecuaciones de Navier-Stokes y evaluar su importancia según el proceso o sistema a estudiar.
  6. Comunicar eficazmente información compleja de forma clara y concisa, ya sea oralmente, por escrito o mediante TIC, y en presencia de público, tanto a audiencias especializadas como generales.
  7. Efectuar modelos de balance energético del sistema climático con el objetivo de efectuar predicciones de la evolución de la temperatura y comparar los resultados con las medidas obtenidas en las últimas décadas.
  8. Evaluar críticamente las implicaciones que los avances recientes en paleoclimatología tienen sobre nuestro conocimiento sobre la evolución futura a medio plazo del sistema climático.
  9. Evaluar las distintas variables que intervienen en la situación analizada, así como su magnitud relativa, y obtener una estimación aproximada de los resultados que puedan obtenerse a posteriori tras un análisis más detallado y riguroso.
  10. Evaluar los impactos ambientales de las distintas fuentes de energía utilizadas, su coste económico y los riegos asociados a su utilización. Evaluar críticamente su uso en función de las circunstancias y condicionantes que actúen en cada situación.
  11. Explicar el codi deontològic, explícit o implícit, de l`àmbit de coneixement propi.
  12. Identificar las implicaciones sociales, económicas y medioambientales de las actividades académico- profesionales del ámbito de conocimiento propio.
  13. Identificar situaciones que necesitan un cambio o mejora.
  14. Partiendo del conjunto más general de las ecuaciones que gobierna la física de los fluidos, obtener su concreción en el ámbito de los fluidos geofísicos.
  15. Razonar críticamente, poseer capacidad analítica, usar correctamente el lenguaje técnico, y elaborar argumentos lógicos.
  16. Realizar trabajos académicos de forma independiente usando bibliografía, especialmente en inglés, bases de datos y colaborando con otros profesionales.
  17. Relacionar la estructura molecular de determinados compuestos atmosféricos con la respuesta que el sistema climático realiza ante acciones antropogénicas o naturales.
  18. Resolver las ecuaciones diferenciales asociadas a las cadenas de desintegración.
  19. Trabajar autónomamente, usar la propia iniciativa, ser capaz de organizarse para alcanzar unos resultados, planear y ejecutar un proyecto.
  20. Trabajar en grupo, asumiendo responsabilidades compartidas e interaccionando profesional y constructivamente con otros con absoluto respeto a sus derechos.
  21. Utilizar los principios básicos de la termodinámica en el análisis de la eficiencia energética de determinados procesos de generación de energía, así como en el estudio del balance energético global terrestre.

Contenido

1  La atmósfera y la hidrosfera.

1.1  El sistema climático. Balance energético.

1.2  El efecto invernadero.

1.3  La capa de ozono.

1.4 Estructuta térmica de la atmósfera y del océano. Variables atmosféricas y oceánicas. Ecuaciones de estado. Procesos adiabáticos. Temperatura potencial. Estabilidad.

2. Dinámica de la atmósfera y del océano.

2.1 Las ecuacions básicas.

2.2 El efecto de la rotación. Flujos geostróficos.

2.3 Circulació y vorticidad.

2.4 La capa de Eckman.

2.5 La ciurculación a gran escala del océano. Transporte de Sverdrup.

3. Radioactivitat Ambiental: traçadors isotòpics

3.1 Estabilitat nuclear

3.2 Origen dels radionúclids estables i radioactius en el medi ambient

3.3 L’ús de traçadors radioactius en processos ambientals

3.4 Exemples d’aplicacions de traçadors radioactius en processos ambientals


Actividades formativas y Metodología

Título Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Tipo: Dirigidas      
Clases teóricas 33 1,32
Sesiones de problemas 16 0,64
Tipo: Autónomas      
Trabajo personal del alumno 93 3,72

Clases teóricas para introducir los conceptos básicos

Clases prácticas de resolución de problemas

Exposición oral por parte de los alumnos de temas propuesots por el profesor o el mismo alumno, basados en publicaciones científicas.

Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.


Evaluación

Actividades de evaluación continuada

Título Peso Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Examen final de recuperacion 70 % 2,5 0,1
Examen primer parcial 30 % 2,5 0,1 2, 4, 10, 1, 8, 13, 7, 17, 18
Examen segundo parcial 40 % 2,5 0,1 3, 14, 5, 1, 9, 21
Exposición oral 30 % 0,5 0,02 6, 12, 11, 15, 19, 20, 16

Un primer parcial de carácter esencialmente teórico sobre los contenidos estudiados hasta aquel momento: 30% de la nota

Exposicióp oral en el aula sobre algun tema propuesto relacionado con la asignatuira. 30% de la nota

Segundo examen parcial con una parte tipo test, que aborde todos los contenidos de la asignatura, más algunos ejercicios prácticos relacionados sólo con la segunda mitad de la asignatura: 40% de la nota

Para tener accesos al examen final de recuperación es necesario:

     a) haber participado al menos en los dos exámenes parciales

     b) haber obtenido un mínimo de 3 sobre 10 en el global de las pruebas realizadas

El examen de recuperación es un 70%. El otro 30% corresponde  ala exposición oral.

NO habrá examen de mejora de nota para aquellos que ya hayan aprobado la asignatura.

Aquellos alumons que no hayan realizado ninguno de los parciales ni la presentación oral tendrán como nota final un "No evaluable"

Evaluación única

El alumnado que se haya acogido a la modalidad de evaluación única deberá realizar una prueba final que consistirá en un examen de teoría en el que deberá desarrollar un tema y responder a una serie de cuestiones cortas. Seguidamente deberá realizar una prueba de problemas donde deberá resolver una serie de ejercicios similares a los que se han trabajado en el aula. Cuando haya finalizado, entregará el trabajo escogido y realizado durante el curso. No habrá, sin embargo, presentación oral. Estas pruebas se llevarán a cabo en el mismo día, hora y lugar que las pruebas del segundo parcial de la modalidad de evaluación continua. La calificación del estudiante será la media ponderada de las tres actividades anteriores, en las que el examen de teoría supondrá el 30% de la nota, el examen de problemas el 40% y el informe del trabajo presentado el 30%. Si la nota final no alcanza 5, el estudiante tiene otra oportunidad de superar la asignatura mediante el examen de recuperación que se celebrará en la fecha que fije la coordinación de la titulación. En esta prueba se podrá recuperar el 70% de la nota correspondiente a la teoría y problemas. La parte de prácticas no es recuperable.


Bibliografía

Básica

B. Cushman-Roisin,  Introduction to Geophysical Fluid Dynamics, Prentice Hall, 1994 **

S.Pond, G.L.Pickard, Introductory Dynamical Oceanography, Butterworth, 1997

J.M.Wallace i P.V. Hobbs, Atmospheric Science, Academic Press, New York, 1977 **

John Houghton, The Physics of Atmospheres, 3rd ed. Cambridge University Press, 2002

C.D. Ahrens, Meteorology today (7th ed.), Brooks/ColePacific Grove, 2003

Raymond T. Pierrehumbert, Principles of planetary climate, Cambridge UniverssityPress, 2010

IPCC, 2022

 

Avanzada

S. P. Arya, Introduction to micrometeorology, Academic Press, 1988

S. P. Arya, Air pollution. Meteorology and dispersion, Oxford University Press, New York, 1999

E. Boeker, R. van Grondelle, Environmental Physics, Wiley, London 1999

E. Boeker, R. van Grondelle, Environmental Science, Wiley, Chichester 2001

G.S. Campbell, J. M. Norman, An introduction to Environmental Biophysics, Springer, 1998.

W. Cotton, R. A. Pielke, Human Impacts on Weather and Climate, Cambridge, 1995.

S. Eskinazi, Fluid Mechanics and Thermodynamics of our Environment, Academic Press, 1975.

K. N. Liou, An introduction to atmospheric radiation, Academic Press, 2002 **

 

Las referencias indicadas con doble asterisco son las más relevantes para el curso.

 

 


Software

No se usará ningún software específico.


Lista de idiomas

Nombre Grupo Idioma Semestre Turno
(PAUL) Prácticas de aula 1 Catalán segundo cuatrimestre tarde
(TE) Teoría 1 Catalán segundo cuatrimestre tarde