Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Physics of atmoshere
Course of study:
2016/2017
Code:
JFT-1-022-s
Faculty of:
Physics and Applied Computer Science
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Technical Physics
Semester:
0
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Nęcki Jarosław (necki@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr inż. Nęcki Jarosław (necki@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Kompetencje w fizyce atmosfery FT1A_K09, FT1A_K03, FT1A_K02, FT1A_K04, FT1A_K01
Skills
M_U001 Umiejetnosci w fizyce atmosfery FT1A_U06, FT1A_U10, FT1A_U04, FT1A_U07, FT1A_U05, FT1A_U02, FT1A_U01, FT1A_U13 Activity during classes
Knowledge
M_W002 Wiedza z zakresu fizyki środowiska FT1A_W03 Examination
M_W003 Pomiary i urządzenia FT1A_W16 Activity during classes
M_W004 Analiza danych FT1A_W01 Report
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Kompetencje w fizyce atmosfery - - + - - - - + - - -
Skills
M_U001 Umiejetnosci w fizyce atmosfery - - + - - - - + - - -
Knowledge
M_W002 Wiedza z zakresu fizyki środowiska + - - - - - - - - - -
M_W003 Pomiary i urządzenia + - - - - - - + - - -
M_W004 Analiza danych + - + - - - - + - - -
Module content
Lectures:
  1. 1) Budowa Atmosfery

    Trzy pierwsze wykłady wstępne (6h) zawierają podstawowe informacje o atmosferze Ziemi i innych planet. Przeprowadzany jest jej podział ze względu na różne parametry fizykochemiczne. Omawiane są warunki sprzyjające utrzymania życia na planetach. Historia zmian składu atmosfery oraz jej przyczyny i konsekwencje dla klimatu w odniesieniu do Ziemi i innych planet/księżyców w układzie słonecznym oraz planet “złotowłosej” w innych układach planetarnych.

  2. 2) Bilans radiacyjny Ziemi i innych planet

    Dwa wykłady (4h) związane są ze szczegółową konstrukcją modelu bilansu radiacyjnego Ziemi. Pod uwagę brane są różne skale czasowe i czynniki związane z parametrami opisującymi własności powierzchni gruntu i składu atmosfery.

  3. 3) Równowaga pionowa w atmosferze

    Dwa wykłady (4h) omawiające konsekwencję bilansu radiacyjnego dla pionowej równowagi w atmosferze. W tym kontekście analizowany jest cykl dobowy konwekcji atmosferycznej i możliwe sytuacje meteorologiczne oraz ich znaczenie dla dyspersji zanieczyszczeń. Omawiany jest wpływ sytuacji barycznej na wzmocnienie lub osłabienie ruchów pionowych w atmosferze.

  4. 4) Chmury – powstawanie i klasyfikacja

    Dwa wykłady (4h) prezentują podstawowe teorie powstawania chmur. Rozważana jest szybkość procesu oraz bilans energetyczny podczas procesów chmurotwórczych.
    Klasyfikacja chmur ze względu na stan atmosfery, jej dynamikę, historię masy powietrza wraz z nomenklaturą meteorologiczną.

  5. 5) Wiatry

    Wykład (2h) opisujący fizyczne przyczyny powstawania i utrzymywania się wiatrów w atmosferze w rozmaitych sytuacjach barycznych. Omówiona jest spirala Eckmana w odniesieniu do ruchów atmosfery, elementy szorstkości terenu i ich wpływ na prędkość wiatru oraz wiatry związane z ukształtowaniem terenu.

  6. 6) Cyrkulacja globalna i mezoskalowa

    Dwa wykłady (4h) pozwalają na opis badań naziemnych i satelitarnych związanych z powstawaniem układów cyrkulacji komórkowej oraz teorię powstawania układów barycznych, frontów atmosferycznych i cyklicznych zjawisk pogodowych (NAO, ENSO).

  7. 7) Badania składu atmosfery

    Dwa ostatnie wykłady (4h) związane są z możliwymi zmianami składu atmosfery. Przedstawione są przyczyny zarówno cyklicznych jak i okazjonalnych zmian zawartości gazów śladowych w powietrzu (w troposferze i stratosferze). Omówione zostaną metody badawcze (historyczne i aktualne) w analizach prowadzonych na powierzchni i zdalnie.

Laboratory classes:
  1. 1) proste obliczenia fizyczne w badaniach atmosfery (4h)

    Ćwiczenia podsumowują wykorzystanie podstawowych praw związanych z bilansem promieniowania i statyki atmosfery do określania warunków termicznych i równowagi atmosfery.

  2. 2) Model Class – wprowadzenie (4h)

    Przedstawiona zostanie konstrukcja modelu, podstawowe równania, zmienne i sposób wprowadzania danych oraz obrazowania wyników modelu. Omówione zostaną warunki stosowalności modelu i analiza niepewności wyników.

  3. 3) Model Class – pierwsze użycie (4h)

    Ćwiczenia dotyczą prostych sytuacji o skrajnych parametrach meteorologicznych. Modelowanie wysokości warstwy granicznej, zmian temperatury potencjalnej i wilgotności oraz relacje pomiędzy nimi.

  4. 4) Model Class – modelowanie zaawansowane (4h)

    Użycie modelu class w znacznie bardziej rzeczywistych przypadkach – porównanie z danymi pomiarowymi dla typowych środowisk. Wpływ adwekcji, sytuacji barycznych i zachmurzenia na skład atmosfery, powiązanie zmian stężenia gazów śladowych z innymi parametrami atmosfery, analiza sprzężeń zwrotnych.

Fieldwork classes:
Pomiary meteorologiczne i ich interpretacja

Zajęcia terenowe odbędą się pod koniec semestru po zrealizowaniu wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych. Studenci biorący udział w zajęcia terenowe zostaną wyposażeni w proste narzędzia pomiarowe (barometr, termometr, higrometr, wiatromierz). Przed przystąpienia do pomiarów uczestnicy muszą przygotować mapy baryczne i zapoznać się z sytuacją synoptyczną. Zajęcia odbędą się w Tatrzańskim Parku Narodowym i pomiary dokonywane będą podczas wchodzenia na Kasprowy Wierch dzięki czemu studenci uzyskają profile pionowe atmosfery do wysokości 2km n.p.m. Drugą część pracy uczestnicy wykonują po powrocie z terenu. Należy wykonać modelowanie wszystkich parametrów i porównać z otrzymanymi wynikami – różnice przedyskutować.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 110 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 30 h
Participation in laboratory classes 16 h
Participation in fieldworks 12 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 8 h
Preparation for classes 16 h
Examination or Final test 8 h
Realization of independently performed tasks 16 h
Contact hours 4 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

OK = E*0.5+CL*0.25+SZT*0.25
OK – Ocena końcowa
E – ocena z Egzaminu
CL – ocena zaliczenia końcowego ćwiczeń laboratoryjnych
SZT- ocena sprawozdania z zajęć terenowych

Prerequisites and additional requirements:

Brak

Recommended literature and teaching resources:

Korzuchowski – Atmosfera, Klimat, Ekoklimat
Iribarne, Cho – Fizyka atmosfery
Lutgens, Tarbuck – The Atmosphere,
Ahrens – Essentials of Meteorology,
Ahrens – Meteorology Today,
Salby- Fundamentals of Atmospheric Physics,
Holton -An Introduction to Dynamic Meteorology,

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

W przypadku nieobecności na ćwiczeniach laboratoryjnych student wykonuje zadanie domowe dotyczące przerabianego na zajęciach materiału i oddaje prowadzącemu wraz ze sprawozdaniem pisemnym z wykonanej pracy nad modelem. Nie ma możliwości nieodrabiania ćwiczeń laboratoryjnych.
W przypadku usprawiedliwionej nieobecności na zajęciach terenowych student ma możliwość ustalenia z prowadzącym metody przeprowadzenia własneg eksperymentu o adekwatnej liczbie godzin.
W przypadku nieusprawiedliwionej nieobecno,sci na zajęciach terenowych część oceny końcowej SZT przyjmowana jest jako 2.0, najwyższa możliwa nota do uzyskania wynosi OK=3.5.