Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fizyka atmosfery
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
JFT-1-022-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Fizyka Techniczna
Semestr:
0
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr inż. Nęcki Jarosław (necki@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Nęcki Jarosław (necki@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Omawiane są warunki sprzyjające utrzymania życia na planetach. Analizowany jest skład atmosfery oraz przyczyny jego zmian i konsekwencje z tego wynikające dla klimatu na Ziemi.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W002 Wiedza z zakresu fizyki środowiska FT1A_W03, FT1A_W01 Egzamin
M_W003 Pomiary i urządzenia FT1A_W03 Aktywność na zajęciach
M_W004 Analiza danych FT1A_W01 Sprawozdanie
Umiejętności
M_U001 Umiejetnosci w fizyce atmosfery FT1A_U03, FT1A_U07, FT1A_U06, FT1A_U01, FT1A_U05, FT1A_U04, FT1A_U02 Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne
M_K001 Kompetencje w fizyce atmosfery FT1A_K03, FT1A_K02, FT1A_K01 Aktywność na zajęciach
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W002 Wiedza z zakresu fizyki środowiska + - - - - - - - - - -
M_W003 Pomiary i urządzenia + - - - - - - + - - -
M_W004 Analiza danych + - + - - - - + - - -
Umiejętności
M_U001 Umiejetnosci w fizyce atmosfery - - + - - - - + - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Kompetencje w fizyce atmosfery - - + - - - - + - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
  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.

Ćwiczenia laboratoryjne:
  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.

Zajęcia terenowe:
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.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 110 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w wykładach 30 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 16 godz
Udział w zajęciach terenowych 12 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 8 godz
Przygotowanie do zajęć 16 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 8 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 16 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 4 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

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

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Ogólna wiedza z zakresu podstaw fizyki i chemii.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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,

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Według bazy WoS.

Informacje dodatkowe:

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.