Introduzione. Definizione di stato fluido della materia e di particella di fluido.  Descrizione euleriana e lagrangiana. Equazione costitutiva di un fluido Newtoniano. Esempi di fluidi non newtoniani. 

Statica e Cinematica. Forze agenti sui fluidi. Tensore degli stress. Equilibrio idrostatico. Principio di Archimede. Equazione di continuità. Moto relativo di un fluido nell'intorno di un punto. Calcolo della velocità dalla vorticità e dal rate di espansione.

Dinamica. Equazioni di Eulero. Equazioni di Navier-Stokes. Equazioni di conservazione e di diffusione di massa, salinità e calore.  Equazioni di produzione dell'entropia, di variazione di energia interna, di conservazione dell'energia totale: teorema di Bernoulli. Fluido viscoso ed incompressibile. Flusso laminare in un canale e in un tubo. Numero di Reynolds. Dinamica della vorticità: teorema di Kelvin, teorema di Taylor-Proudman, venti termici, approssimazione geostrofica. Effetti della viscosità: strati di Ekman superficiale e bentico.

Circolazione oceanica. Circolazione guidata dal vento e circolazione termoalina: caratteristiche, modelli fisici semplificati, principali risultati.

Effetti della rotazione e stratificazione. Approssimazione in acqua bassa. Onde lineari barotropiche : Onde di Kelvin, Onde di Poincarè, Onde di Rossby e Onde Topografiche. Equazioni del moto in un sistema stratificato: Stabilità statica, combinazione di rotazione e stratificazione; numero di Froude; onde interne e modello a due strati.

Moto ondoso superficiale. Caratteristiche fisiche, statistiche e spettrali delle onde superficiali. Meccanismi di generazione e dissipazione. Equazione di propagazione in acqua bassa e profonda, soluzioni e relazioni di dispersione. Cenni di teoria della turbolenza debole.

Introduzione alla Turbolenza. La turbolenza come processo stocastico. Il tensore degli sforzi di Reynolds. Dissipazione di energia e spettro di potenza. Turbolenza locale.

Seminario su geomorfologia e struttura chimico/fisica della Terra; campo geomagnetico; onde sismiche; modello tettonica a placche.

Testi di approfondimento consigliati

Pedlosky, "Geophysical Fluid Dynamics", ed.Springer-Verlag
Batchelor, "An introduction to fluid dynamics", ed.Cambridge Univ. Press
Kundu - Cohen, "Fluid Mechanics", ed. Academic Press
Apel, "Principles of Ocean Physics", ed. Academic Press

Esami

L'esame ha una prima parte di analisi dati al PC, secondo le istruzioni fornite sulla piattaforma Moodle, e una seconda parte orale sul programma del corso.