Modellistica ambientale - a/a 2006-07
(5 CFU, 40 ore di lezione, frequenza consigliata)


Obiettivi formativi del corso
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.
Lo studente/studentessa che ha seguito con profitto il corso avrà acquisito la capacità di utilizzare il programma Vensim e più in generale le metodologie della Dinamica dei Sistemi per la modellazione e la simulazione di sistemi ambientali.



Syllabus
Introduzione ai sistemi dinamici ed alla loro modellazione. Simulazione di flussi di materiali e di informazioni. Catene e cicli causali; anelli di retroazione positivi e negativi; ritardi; nonlinearità.
Introduzione all'uso del software Vensim PLE per la modellazione e la simulazione di sistemi dinamici. Analisi di casi.


Programma del corso

Introduzione ai sistemi dinamici ed alla loro modellazione.
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.

Scelta dell'intervallo di tempo nella simulazione.
Algoritmi di integrazione numerica: Eulero e Runge-Kutta..

Studio di casi:
Gestione di un bacino idrico.
Un modello di diffusione di sostanze inquinanti.
Un modello di gestione integrata di un territorio.
Un modello di interazione fra popolazione e risorse.
Riscaldamento globale e modelli climatici.
Modelli epidemiologici elementari.
L'ipotesi Gaia: il modello Daisy World.



Argomenti da conoscere per poter frequentare efficacemente il corso
Nozioni di base di matematica: analisi e studio di funzioni, calcolo differenziale elementare.
Uso di strumenti informatici di base quali i fogli elettronici (spreadsheet).


Bibliografia
Andrew Ford, "Modeling the Environment", Island Press
Lucidi delle lezioni, disponibili nella pagina web del corso


Dati del docente
Nome: Giorgio Gallo
Dipartimento: Informatica
Telefono: 050 2212714
E-mail: gallo@di.unipi.it
Pagina web: www.di.unipi.it/~gallo
Orario di ricevimento: da definirsi
Luogo di ricevimento: Dipartimento di Informatica