Non e facile definire che cosa sia un problema inverso anche se, ogni giorno facciamo delle operazioni mentali che sono dei metodi inversi. Ad esempio riconoscere i luoghi che attraversiamo quando andiamo al lavoro o passeggiamo, riconoscere una persona conosciuta tanti anni prima etc. Eppure la nostra cultura non ha ancora sfruttato appieno queste nostre capacita, anzi ci insegna la realta utilizzando i metodi diretti. Ad esempio ai bambini viene insegnato a fare di conto utilizzando le quattro operazioni. Guardiamo ad esempio la moltiplicazione, essa e basata sul fatto che presi due fattori e moltiplicati tra di loro si ottiene il loro prodotto. Il corrispondente problema inverso e quello di trovare un paio di fattori che diano quel numero. Noi sappiamo che questo problem puo anche non avere una unica soluzione. Infatti nel cercare di imporre una unicita della soluzione utilizziamo i numeri primi aprendo un mondo matematico complesso. Probabilmente il piu antico problema inverso fu fatto da Erodoto, attraverso l'interpolazione lineare. Il problema diretto e quello di di calcolare una funzione lineare, che fornisce un risultato quando si introducono due numeri, ma un problema inverso come quello dell'interpolazione lineare puo avere una soluzione, nessuna soluzione, infinite soluzioni in relazione al numero e alla natura dei punti. Poiche esiste una stretta dipendenza tra il problema diretto e quello inverso, e buona norma impratichirsi con il problema diretto prima di affrontare il problema inverso. Questo approccio richiede che, soprattutto quando si ha a che fare con modelli fisico matematici, si sviluppi una strategia sul modello diretto, utilizzando tutti gli strumenti della conoscenza. Ad esempio cercare le soluzioni di tutte le possibili combinazioni che possono essere ottenute utilizzando vari dati di input; fare una presentazione grafica dei risultati che ci permettono, da una o piu curve, ricavare i limiti di utilizzabilia del modello. I problemi inversi hanno avuto una notevole influenza sulla scienza, anche se l'approccio convenzionale e quello di privilegiare il problema diretto. Tuttavia con l'avvento dei calcolatori i problemi inversi hanno beneficiato di parecchi vantaggi tra cui quello di meglio controllare le instabilita computazionali e di affrontare problemi che richiedevano un grande sforzo computazionale, se fatti a mano, che non avrebbero portato ad alcun risultato tangibile. Nonostante questo le percentuali di successo per la soluzione dei problemi inversi sono ancora basse e quindi c'e necessita di nuovo e piu approfondito lavoro che questo libro i tratteggia fornendo lo stato dell'arte della scienza dei problemi inversi con appliczioni alla geofisica, fisica dell'atmosfera e dell'oceano e terilevamento da satellite.

In recent years, it has emerged that human activities contribute to the c- mate changes of our planet. For this reason, it is essential to understand the chemical and physical processes governing atmospheric balance, to - terminetheconcentrationofatmosphericconstituentsandmonitortheird- tribution worldwide. In situ measurements from ground-based instruments can give detailed local information, but only passive remote sensing inst- ments mounted aboard satellites can generate the global records needed for long-term monitoring of the atmosphere. For these reasons, two schools on remote sensing have been held at the International Centre for Theoretical Physics ICTP at Trieste (founded by the Nobel Prizewinner Abdus Salam) overthelastfouryears. The?rstschool"ExploringtheAtmosphereby- moteSensing"wasmainlydevotedtoatmosphericapplications, whereasthe second"InverseMethodsinAtmosphericSciences"focusedontechniquesto retrieve atmospheric components, gases, aerosol and clouds. More than 140 studentsfromdi?erentcountriesattendedthecoursesand30lecturersint- ducedtheEarthObservationmissionsandthemostadvancedtechniquesto retrieve atmospheric components. This book contains the topics underlying eachofthetwoschools. The?rstcontributionbyPaulSimonandPolymniaSkarlasintroducethe networks, combiningmeasurementsfromvariousinstruments, formingan- tegral part of a general strategy, namely the Integrated Global Observing Strategy(IGOS), whichseekstobringtogetherthemajorground-basedand satellitecomponentsoftheEarth'sobservingsystemforabettere?ectiveness intheiruseandinthestudyoftheenvironment. Thisgivesafewexamples of networks focusing on generating data of known and high quality, to s- port research related to the Earth's atmospheric environment on the sho- andlong-termscales, butalsoassessmentsonglobalchangeandguidancein internationalpolicymaking. A second contribution by Martine DeMaziere covers the exploitation of thesynergybetweengroundandspacemeasurements. Thiscontribution- troduces some remote sensing ground-based observation methods and hi- lightssomeaspectsofatmosphericchanges. Manyreferencesareincludedfor furtherreading. VI Preface AthirdcontributionbyKnutStamnesreviewsforwardmodellingcapab- itiesandrequirementsinconnectionwithremotesensingoftheenvironment. Emphasis is placed on the formulation of the problem and on discussion of recent developments. The plane-parallel radiative transfer model is used as aspeci?cexampleofaforwardmodelthatissimplebutveryuseful. Aso- tiontothisforwardmodelisoutlinedusingthediscreteordinatemethod. A linearizedversionofthisdiscreteordinatesolutionyieldinganalyticweig- ing functions or Jacobians in addition to radiances is also brie?y discussed. This provides a framework for a discussion of computational resource and accuracyrequirements.

This set of lectures focusses on techniques to retrieve atmospheric components, gases, aerosols and clouds, as well as application such as in connection with climate changes. This book addresses primarily graduate students and young researchers in the atmopheric sciences but will be useful for all those wishing to study various techniques for exploring the atmosphere by remote sensing.

Il libro e incentrato sul fatto che fino al 1600 la luce era oggetto di studio degli scienziati ed il colore dei filosofi. Questa dicotomia fu superata dall Esperimentum Crucis di Newton che spiego come la luce contenesse il colore.

La genesi di questa visione pre 1600 e spiegata nei primi 6 capitoli, nei quali si analizzano le teorie che furono sviluppate e come queste teorie avessero un fondamento nell empirismo greco, per evolversi successivamente nelle teorie degli scienziati arabi e approdare al medio evo. Dopo di che gli scienziati e gli artisti si occuparono di luce, mentre i filosofi di colore. Con l Esperimentum Crucis Newton dimostro che la luce conteneva i colori primari, capitolo 7. Tra gli esperimenti che egli fece ci furono anche quelli sulla percezione che risultarono sbagliati; solo Goethe, capitolo 10, capi quale era la vera portata di quegli esperimenti e li rifece dando una interpretazione che, oggi, sappiamo essere vera, ma che a quel tempo fu alquanto osteggiata. Nel frattempo la comunita scientifica progrediva sul concetto di visione e di sensazione, poiche gli strumenti di indagine si raffinavano, capitoli 8, 9. Bisogna pero arrivare ai giorni nostri per avere una spiegazione sul comportamento della luce e del colore e come questa viene percepita da noi, capitoli capitoli 11, 12, 13. Solo con la nascita della fisica moderna e della QED (Quanto Elettro Dinamica) si incomincio a scoprire la vera essenza della luce e del colore e solo con lo studio delle neuroscienze si inizio a capire quali aree del cervello erano interessate al colore. Queste scienze sono ancora agli albori e ogni giorno subiscono delle variazioni per cui, qui, verranno trattate solo quelle scoperte che hanno un fondamento stabile.

Il libro ha un taglio divulgativo e si rivolge a persone di media cultura, pur trattando gli argomenti in modo approfondito ed esaustivo. "