Modellistica Ambientale

Docente: Giorgio Gallo

Fornire agli studenti/studentesse gli strumenti concettuali e tecnici per analizzare problemi che possono nascere in contesto ambientale, e la capacità di costruire modelli da utilizzare come strumento conoscitivo e come supporto alle decisioni.

Introduzione ai sistemi dinamici ed alla loro modellazione

• Approccio sistemico.
• Componenti fondamentali dei modelli:
• variabili di stato, variabili di flusso, variabili ausiliarie e cicli causali.

Dinamiche di crescita di popolazioni

• Crescita esponenziale, logistica.
• Modelli stratificati.
• Interazioni fra popolazioni: il modello preda-predatore, le equazioni di Volterra.

Introduzione all'uso di un software di dinamica dei sistemi

• Anelli di retroazione positivi e negativi. Omeostasi.
• Flussi di materiale e flussi di informazioni.
• Ritardi e loro rappresentazione.

Integrazione numerica

• Scelta dell'intervallo di tempo nella simulazione.
• Algoritmi di Eulero e Runge-Kutta.

Studio di casi

• Gestione di un bacino idrico.
• Un modello di diffusione di sostanze inquinanti, il caso del DDT.
• Un modello di gestione integrata di un territorio.
• L'isola di Pasqua: un problema di sostenibilità nell'uso delle risorse.
• Riscaldamento globale e modellazione dell'effetto serra.
• Modelli epidemiologici.
• L'ipotesi Gaia: il modello Daisy World.

Si richiederà, durante il corso delle lezioni, lo svolgimento di piccoli progetti, che verranno consegnati al docente entro scadenze indicate volta per volta. Per coloro che hanno seguito il corso, questi lavori concorreranno per il 50% alla valutazione; l'altro 50% sarà basato su un colloquio finale. I progettini rimangono validi fino all'ultima sessione prima dell'inizio del corso successivo ed è necessario svolgerne almeno la metà più uno. Alternativamente, l'esame sarà costituito dallo svolgimento di un progetto, da un compito scritto e da un colloquio finale. Il progetto verrà assegnato, su richiesta, un mese prima della sessione di esami e dovrà essere consegnato una settimana prima dello scritto.

• Andrew Ford. Modeling the Environment, Island Press