- Oggetto:
- Oggetto:
Laboratorio di geofisica computazionale
- Oggetto:
Computational Geophysics Laboratory
- Oggetto:
Anno accademico 2023/2024
- Codice attività didattica
- MFN0836
- Docenti
- Silvia Ferrarese (Titolare)
Massimiliano Manfrin (Titolare) - Corso di studio
- 008510-105 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica del Sistema Meteoclimatico, Generale e delle Tecnologie Avanzate
008510-103 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica dell'Ambiente - Anno
- 1° anno
- Periodo
- Primo semestre
- Tipologia
- B=Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD attività didattica
- FIS/01 - fisica sperimentale
- Erogazione
- Tradizionale
- Lingua
- Italiano
- Frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia esame
- Scritto
- Prerequisiti
-
Conoscenze di base del corso di laurea triennale in Fisica.
Basic knowledge of the Bachelor’s degree in Physics. - Propedeutico a
-
Elaborazioni numeriche per la tesi magistrale.
Numerical simulation in master thesis. - Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Comprendere il funzionamento di un modello numerico di previsione meteorologica e risolvere problemi nel campo della geofisica e della fisica ambientale programmando in Fortran.
Understanding the main numerical processes in a forecast meteorological model, and solving problems in geophysical and environmental physics with the Fortran programming language.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenza e capacita' di comprensione di un modello numerico e di intervento sul suo codice. Conoscenza approfondita del linguaggio di programmazione Fortran.Capacita' applicative consistenti nella abilità di risolvere un problema in modo numerico e modellizzare un processo di interesse geofisico-ambientale programmando in Fortran. Possibilità di configurare ed eseguire simulazioni di un modello meteorologico (WRF).
Knowledge and understanding: Deep knowledge of Fortran computer language and of numerical models. Ability to take action on the code.
Applying knowledge and understanding: Ability in solving a problem and modelling an atmospherical-geophysical phenomenum with the Fortran computer language. Ability in configuring and running a meteorological model (WRF).
- Oggetto:
Programma
Sistema operativo linux (versione debian): cenni sul suo funzionamento e la sua struttura. Comandi di base: ls, cd, du, df, rm, mv, cp, ps, mkdir, find, top, grep. Editors da terminale e grafici. Caratteri speciali e loro uso. Il compilatore libero gfortran: opzioni e flag principali. File comandi per la compilazione. Compilatore free gfortran: opzioni e flags.FORTRAN :Elementi base: tipo di variabili e loro precisione, espressioni numeriche e algebriche; progettazione di un programma; strutture decisionali. Procedure di I/O tramite terminale e files. Cicli. Manipolazione dei caratteri. Tipi di dati intrinseci. Matrici e loro allocazione dinamica. Funzioni e subroutines. Procedure implicite ed esplicite: moduli. Dati derivati. Namelists. Cenni alla programmazione ad oggetti e sull'uso dei puntatori. Cenni sui metodi numerici per la soluzione di equazioni. Caratteristiche e uso di un modello meteorologico regionale: WRF (Weather Research and Forecasting).
ATTIVITA' DI LABORATORIO: sviluppo di programmi di interesse geofisico di difficoltà crescente. Simulazione di un evento meteorologico mediante il modello meteorologico WRF.
Linux operative system (debian version): basis on how it works - useful commands: ls, cd, du, df, rm, mv, cp, ps, mkdir, find, top, grep; editors and viewers (graphical and terminal ones); special characters and their use. Command files to compile. Free fortran compiler gfortran: options and flags.
FORTRAN : Basic Elements of Fortran: Variables types and their precision, numerical assignment statements and arithmetic calculation; Program Design; Branching Structures; I/O Concepts: console and files; Loops; Character Manipulation; Intrinsic data Types; Arrays: dynamic allocation; Functions and Subroutines; Implicit and explicit interfaces: modules; Derived Data Types; Namelists; Introduction to Object-Oriented programming and pointers, Introduction to numerical methods.Configuration ad use of WRF (Weather Research and Forecasting) meteorological model.
LABORATORY: development of numerical programs (dealing with geophysical problems) with increasing difficulty. Simulation and analysis of a meteorological event using WRF model.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Il laboratorio avviene in presenza.
E' possibile usare il proprio computer personale per eseguire parte delle esercitazioni o alternativamente i computer del dipartimento di fisica. Nella prima lezione vengono illustrate le varie possibilità.
Il laboratorio consiste in lezioni frontali (28 ore) alternate a attività di laboratorio (32 ore)
Il materiale didattico è disponibile su campusnet/moodle.
Lectures and laboratory are in classroom.
To perform some laboratory activities students may use their personal computers or, alternatively, the computers set up in the physics department. In the first lesson the different possibilities are described.
The teaching consists in lectures (28 hours) and laboratory (32 hours).
Lecture slides and materials can be found on moodle/campusnet platform.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame consiste nel preparare un programma in linguaggio Fortran per risolvere numericamente un problema di ambito geofisico (valore 28 punti). Per l'implementazione del codice sono disponibili i computer dipartimentali o in alternativa possono essere utilizzati i propri mezzi informatici. Alla valutazione finale concorreranno anche la preparazione di alcuni codici Fortran durante il laboratorio (valore 2 punti) e una o più simulazioni del modello WRF (valore 2 punti) per lo studio di un evento meteorologico a scelta.
The exam consists in solving a geophysics problem, writing, compiling and running a Fortran code (28 scores). The code can be developed using the department systems or the students ones. The final evaluation takes into account also the development of some Fortran codes during the laboratory (2 scores) , and one or more WRF model runs (2 scores) in order to study a meteorological event.
- Oggetto:
Attività di supporto
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- Chapman S.J. (2018) : Fortran for Scientists and Engineers. IV edition, Ediz. McGraw-Hill.
- Chapman S. J. (2004) : Fortran 90/95 - guida alla programmazione. II edizione, Ediz. McGraw-Hill.
-Ciaburro G. (2008): Programmare con Fortran. Edizioni FAG Milano
-Metcalf M., Reid J., (1996) : Fortran 90/95 Explained, Oxford University Press
- Chapman S.J. (2018) : Fortran for Scientists and Engineers. IV edition, Ediz. McGraw-Hill.
- Chapman S. J. (2004) : Fortran 90/95 - guida alla programmazione. II edizione, Ediz. McGraw-Hill.
- Ciaburro G. (2008): Programmare con Fortran. Edizioni FAG Milano
-Metcalf M., Reid J., (1996) : Fortran 90/95 Explained, Oxford University Press
- Oggetto:
Note
Le esercitazioni al computer sono una parte fondamentale. La frequenza è fortemente consigliata.
Practice exercises on the computer are a fundamental activity. Attendance is strongly recommended.
- Oggetto:
Insegnamenti che mutuano questo insegnamento
- Laboratorio di Geofisica computazionale (INT0920)Corso di laurea magistrale Interateneo in Fisica dei sistemi complessi
- Laboratorio di Geofisica computazionale (INT0920)
- Oggetto:
Orario lezioni
Giorni Ore Aula Lunedì 9:00 - 11:00 Mercoledì 9:00 - 11:00 Venerdì 9:00 - 11:00 Lezioni: dal 25/09/2023 al 12/01/2024
Nota: Le lezioni si terranno nel laboratorio al 1° piano del dipartimento di fisica
- Registrazione
- Aperta
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