Fizyka atmosfery II

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W / 30x, C / 16+

Matematyka z uwzględnieniem teorii pola skalarnego i wektorowego, równań różniczkowych cząstkowych oraz rachunku całkowego – całki krzywoliniowe i wielokrotne.

Fizyka na poziomie ogólnym – zasady termodynamiki, prawa promieniowania ciała doskonale czarnego.

Podstawy nauk o Ziemi – wykłady w ramach kierunku geodezja i kartografia.

Fizyka atmosfery - cały materiał w poprzedniego semestru.

2013/2014 geodezja i kartografia / studia wojskowe / meteorologia

prof. Ireneusz Winnicki

Ruch mas powietrza; ruchy falowe, niestabilności atmosferyczne, warstwa graniczna, teoria podobieństwa, funkcja frontogenetyczna, diagramy termodynamiczne. Zasady zachowania.

WYKŁADY:

1. Równania dynamiki atmosfery w układzie z uogólnioną współ-rzędną pionową. Równania ruchu w projekcji stereograficznej.

2. Ruchy mas powietrza atmosferycznego. Wiatr geostroficzny, gradientowy, rzeczywisty i termiczny.

3. Podstawowe własności fal: dyspersja, prędkość fazowa i grupowa. Ruchy falowe w atmosferze. Fale wielkoskalowe, akustyczne, grawitacyjne i mieszane.

4. Warstwa graniczna atmosfery. Turbulencja w atmosferze lepkość turbulencyjna. Teoria podobieństwa Monina – Obuchowa. Aproksymacja Boussinesqa. Uśrednienie Reynoldsa. Równania warstwy granicznej. Warstwa Eckmana.

5. Układ równań prymitywnych – przybliżenie hydrostatyczne, przybliżenie solenoidalne i geostroficzne. Diagnostyczne równanie bilansu. Metody rozwiązywania. Warunek eliptyczności równania bilansu. Przykład.

6. Przybliżenie quasi-geostroficzne i quasi-solenoidalne. Diagnostyczne równanie prądów pionowych. Równanie Ω. Wektory Q.

7. Teoria podobieństwa. Bezwymiarowa postać równań.

8. Niestabilność barotropowa i baroklinowa. Warunki konieczne i wystarczające niestabilności barotropowej. Warunki wystąpienia niestabilności baroklinowej. Przykłady.

9. Geostroficzna funkcja frontogenetyczna. Frontoliza i frontogeneza. Strefy frontowe. Przykłady.

10.Diagramy termodynamiczne: Stuve’go, Skew-log p. Analiza i interpretacja.

11. Podsumowanie.

ĆWICZENIA:

1. Wyznaczanie prędkości wiatru geostroficznego i gradientowego na podstawie map dolnych i górnych.

2. Określanie wartości siły Coriolisa.

3. Wiatr i wirowość geostroficzna.

4. Wyznaczanie geostroficznej funkcji frontogenetycznej.

5. Opracowywanie diagramów termodynamicznych i wyznaczanie na nich wybranych temperatur.

- H. Bluestein, Synoptic-Dynamic Meteorology in Midlatitudes: Volume I: Principles of Kinematics and Dynamics., Oxford University Press 1992.

- H. Bluestein, Synoptic-Dynamic Meteorology in Midlatitudes: Volume II: Observations and Theory of Weather Systems., Oxford University Press 1993.

- J. A. Curry, P.J. Webster, Thermodynamics of Atmospheres & Oceans., Academic Press, San Diego 1999.

- B. Cushman-Roisin, J.-M. Beckers, Introduction to Geophysical Fluid Dynamics. Physical and Numerical Aspects., Academic Press 2011 (Second Edition).

- J. Houghton, The Physics of the Atmospheres., Cambridge University Press 2007.

- J. R. Holton, An Introduction to Dynamic Meteorology., Elsevier Academic Press, San Diego 2004 (Second Edition).

- T. Kopcewicz, Fizyka atmosfery, Warszawa, PWN, 1956.

- G. K. Vallis, Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics: Fundamentals and Largescale Circulation., Cambridge University Press 2006.

- W. Zdunkowski, A. Bott, Dynamics of the Atmosphere. A Course in Theoretical Meteorology., Cambridge University Press 2003.

- W. Zdunkowski, A. Bott, Thermodynamics of the Atmosphere. A Course in Theoretical Meteorology., Cambridge University Press 2004.

- A. Madany, Fizyka atmosfery., Wyd. PW, Warszawa 1996.

- Cz. Rymarz, Mechanika ośrodków ciągłych., PWN, Warszawa 1993.

W1/ Ma podstawową wiedzę z zakresu budowy atmosfery, procesów fizycznych zachodzących w atmosferze, ich korelacji z litosferą. / W_22F_1.

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: wykład – kolokwium, egzamin pisemny z teorii, ćwiczenia – kolokwia, zaliczenie na ocenę.

WYKŁADY:

Egzamin zawiera pytania teoretyczne i problemowe (w tym rozwiązanie prostego zadania) sprawdzające wiedzę wyuczoną. Pytania obejmują zakres tematyki kolejnych wykładów oraz mają charakter otwarty. Efekty uznaje się za osiągnięte, jeśli student uzyska minimum 60% punktów. Gradacja ocen:

<60-65 %) – dostateczny

<65–75 %) – dostateczny plus

<75-85%) – dobry

<85-95%) – dobry plus

<95-100%> – bardzo dobry.

ĆWICZENIA:

Obowiązkowa obecność na zajęciach. Ćwiczenia zaliczane są na pod-stawie pozytywnych ocen z wydanych zadań obliczeniowych i praktycznych (programy komputerowe w Matlabie lub SciLabie, tabulogramy, znajomość procedur, obrona wyboru metod rozwiązania). Wytyczne do wykonania zadań podaje prowadzący zajęcia.

Kryteria oceniania ćwiczeń:

3.0 – formalnie poprawne wykonanie zadań;

3.5 – dodatkowo student potrafi odpowiedzieć na pytania wyjaśniające dotyczące wykonania zadań;

4.0 – jw. oraz student potrafi wyjaśnić, dlaczego wybrał konkretne rozwiązanie;

4.5 – jw. oraz student potrafi podać rozwiązanie alternatywne i krytycznie ocenić uzyskane wyniki;

5.0 – jw. oraz student potrafi opisowo i graficznie poprawnie udokumentować wykonanie zadania.

Brak