Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Fizyka warstwy granicznej atmosfery

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1103-471
Kod Erasmus / ISCED: 13.204 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0533) Fizyka Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Fizyka warstwy granicznej atmosfery
Jednostka: Wydział Fizyki
Grupy:
Punkty ECTS i inne: (brak) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Założenia (opisowo):

Podstawą do wybrania tego wykladu jest znajomośc podstaw mechaniki płynów (Równanie Naviera-Stokesa), meteorologii dynamicznej i termodynamiki atmosfery.

Skrócony opis:

Teoria turbulencji w przepływach hydrodynamicznych i geofizycznych. zastosowanie teorii tyrbulencji do zrozumienia procesów zachodzacych w warstwie granicznej atmosfery (WGA). Pomiary wielkosci fizycznych w WGA i ich interpretacja.

Pełny opis:

1. Wstęp:

Zakres skal ruchów w atmosferze, turbulencja atmosferyczna. Turbulencja dwu- i trójwymiarowa. Podstawowe informacje o granicznej warstwie atmosfery, klasyfikacja, grubość warstwy. Znaczenie granicznej warstwy atmosfery.

2. Podstawy teorii turbulencji i dynamiki warstwy granicznej:

Równania ruchu i transportu ciepła, przybliżenie Boussinesq'a, uśrednianie Reynoldsa, napięcia Reynoldsa, równania ewolucji momentów drugiego rzędu, równanie energii, liczba Richardsona, problem domknięcia układu równań. Turbulencja jednorodna i izotropowa, elementy teorii Kołmogorowa, intermitencja. Modelowanie warstwy granicznej atmosfery, parametryzacja warstwy w modelach wielkoskalowych.

3. Związki między strumieniami pędu i ciepła i profilami wiatru i temperatury:

Teoria podobieństwa i analiza wymiarowa, profil logarytmiczny, teoria Monina-Obuchowa, wyznaczanie strumieni na podstawie profili, wariancje składowych prędkości wiatru i temperatury. Strumienie na powierzchni Ziemi: strumień ciepła odczuwalnego i utajonego, temperatura powierzchni gruntu, parowanie, stosunek Bowena.

4. Konwekcyjna warstwa graniczna:

Struktura warstwy, zmiany w ciągu dnia, konwekcja zorganizowana i chaotyczna, chmury konwekcyjnej warstwy granicznej.

5. Stabilna warstwa graniczna:

Struktura warstwy, ewolucja, dolny prąd strumieniowy. Struktury intermitentne w stabilnej warstwie granicznej.

Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:

Podstawy meteorologii dynamicznej.

Zajęcia zalecane do zaliczenia przed wykładem:

Elementy termodynamiki atmosfery i fizyki chmur; Wybrane zagadnienia hydrodynamiki.

Warunki zaliczenia:

Zaliczenie ćwiczeń, egzamin.

Literatura:

1. R. Stull, An introduction to boundary layer meteorology.

2. J.R. Garrat, The atmospheric boundary layer.

3. Z. Sorbjan, Structure of the atmospheric boundary layer.

4. G. K. Vallis, Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics.

5. U. Frisch, Turbulence: The Legacy of A. N. Kolmogorov.

Efekty uczenia się:

Znajomość pojęcia turbulencji, znajomośc równania energii kinetycznej turbulencji, znajomość podstaw teorii Kołmogorova, zastosowanie teorii Monina-Obuchowa do opisu wartwy granicznej atmosfery, znajomośc fenomenologii warstwy granicznej oraz metod pomiarowych i interpretacji danych.

Metody i kryteria oceniania:

Kolokwium z zadań (pierwsze w połowie semestru, drugie - część egzaminu pisemnego) oraz egzamin pisemny z części teoretycznej.

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki.
ul. Pasteura 5, 02-093 Warszawa tel: +48 22 5532 000 https://www.fuw.edu.pl/ kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.3.0 (2024-03-22)