Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Podstawy fizyki środowiska
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
JMNB-1-030-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Mikro- i nanotechnologie w biofizyce
Semestr:
0
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. inż. Różański Kazimierz (rozanski@fis.agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Studenci uzyskują podstawowe informacje o strukturze i funkcjonowaniu globalnego ekosystemu Ziemi oraz o głównych problemach związanych z oddziaływaniem człowieka na środowisko.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student posiada podstawową wiedzę o zmienności parametrów środowiskowych w różnych skalach czasowych i przestrzennych, w szczególności o zmianach tych parametrów wywołanych działalnością człowieka MNB1A_W08, MNB1A_W07, MNB1A_W01, MNB1A_W06 Udział w dyskusji,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Student zna strukturę i podstawy fizyczne funkcjonowania głównych elementów środowiska oraz rozumie wzajemne relacje miedzy przyrodą ożywioną i nieożywioną w różnych skalach czasowych i przestrzennych MNB1A_W07, MNB1A_W01, MNB1A_W03, MNB1A_W02 Udział w dyskusji,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W003 Student zna podstawowe metody opisu ilościowego oraz modelowania procesów i zjawisk zachodzących w środowisku, w szczególności procesów transportu masy i energii MNB1A_W11, MNB1A_W03, MNB1A_W02 Udział w dyskusji,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi opracować i przedstawić wybrane zagadnienie z zakresu szeroko pojętej fizyki środowiska MNB1A_U04, MNB1A_U02, MNB1A_U01, MNB1A_U09, MNB1A_U05 Referat
M_U002 Student potrafi zaplanować, zrealizować i przedstawić w formie raportu proste zadanie inżynierskie z zakresu szeroko pojętej fizyki środowiska MNB1A_U04, MNB1A_U07, MNB1A_U11, MNB1A_U02, MNB1A_U01, MNB1A_U09, MNB1A_U05, MNB1A_U06 Wykonanie projektu
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student angażuje się w dyskusję w grupie, również z prowadzącym, potrafi formułować odpowiednie argumenty i bronić ich w trakcie dyskusji MNB1A_K03, MNB1A_K02, MNB1A_K01 Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach
M_K002 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole opracowującym projekt MNB1A_K04, MNB1A_K02, MNB1A_K05, MNB1A_K01 Wykonanie projektu
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 30 0 0 15 0 15 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student posiada podstawową wiedzę o zmienności parametrów środowiskowych w różnych skalach czasowych i przestrzennych, w szczególności o zmianach tych parametrów wywołanych działalnością człowieka + - - - - + - - - - -
M_W002 Student zna strukturę i podstawy fizyczne funkcjonowania głównych elementów środowiska oraz rozumie wzajemne relacje miedzy przyrodą ożywioną i nieożywioną w różnych skalach czasowych i przestrzennych + - - - - + - - - - -
M_W003 Student zna podstawowe metody opisu ilościowego oraz modelowania procesów i zjawisk zachodzących w środowisku, w szczególności procesów transportu masy i energii + - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi opracować i przedstawić wybrane zagadnienie z zakresu szeroko pojętej fizyki środowiska - - - - - + - - - - -
M_U002 Student potrafi zaplanować, zrealizować i przedstawić w formie raportu proste zadanie inżynierskie z zakresu szeroko pojętej fizyki środowiska - - - + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student angażuje się w dyskusję w grupie, również z prowadzącym, potrafi formułować odpowiednie argumenty i bronić ich w trakcie dyskusji + - - + - + - - - - -
M_K002 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole opracowującym projekt - - - + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 125 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 19 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 24 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):

1. Wykład wstępny (2 godz)
Ewolucja relacji człowiek-środowisko na przestrzeni dziejów; przedmiot i obszar zainteresowań fizyki środowiska, przegląd aktualnego stanu globalnego ekosystemu Ziemi i głównych problemów związanych z oddziaływaniem człowieka na środowisko, główne determinanty relacji człowiek-środowisko w perspektywie bieżacego wieku (demografia, potrzeby energetyczne); przegląd metod obserwacji stanu środowiska.

2. Miejsce Ziemi we Wszechświecie (3 godz)
Kosmiczny kontekst Ziemi jako planety; przegląd wiedzy dotyczącej ewolucji gwiazd, powstawanie pierwiastków we Wszechświecie; powstawanie planet – geneza i ewolucja Układu Słonecznego; formowanie się Ziemi, wiek Ziemi; najwcześniejszy okres historii Ziemi.

3. Litosfera (2 godz)
Struktura fizyczna i skład chemiczny Ziemi; elementy teorii wielkich płyt litosfery; źródła ciepła w litosferze; fizyczne aspekty trzęsień ziemi i wybuchów wulkanów.

4. Magnetyzm planetarny (3 godz)
Charakterystyka ziemskiego pola magnetycznego; sposoby pomiaru; zmiany czasowo-przestrzenne; paleomagnetyzm; zarys teorii ziemskiego pola magnetycznego; pole magnetyczne innych planet Układu Słonecznego; pole magnetyczne Słońca; rola ziemskiego pola magnetycznego w kontekście ewolucji przyrody ożywionej.

5. Atmosfera Ziemi (4 godz)
Atmosfera pierwotna, ewolucja składu atmosfery, pochodzenie tlenu w atmosferze; struktura i skład współczesnej atmosfery Ziemi; woda w atmosferze; statyka atmosfery; siły działające w atmosferze; elementy ogólnej cyrkulacji atmosfery.

6. Bilans radiacyjny układu Ziemia-atmosfera (2 godz)
Elementy fizyki radiacyjnej; transport promieniowania w atmosferze; struktura przestrzenna promieniowania krótko- i długofalowego; widma absorpcyjne; modele bilansu radiacyjnego układu Ziemia-atmosfera; globalny potencjał cieplarniany.

7. Cykle biogeochemiczne (3 godz)
Fizyczne podstawy obiegu materii i energii w obrębie geosfery; cykle mineralne, cykl obiegu węgla, cykl obiegu azotu; cykl obiegu wody.

8. Elementy modelowania procesów środowiskowych (5 godz)
Procesy transportu w środowisku; adwekcja i dyfuzja molekularna; ogólne równanie transportu masy, dyfuzja turbulentna; sedymentacja; wymiana gazów na granicy faz woda-powietrza; modele rezerwuarowe; modelowanie rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w atmosferze i hydrosferze; globalne modele cyrkulacji atmosfery i oceanu

9. Globalne zmiany środowiska (6 godz)
Zmiany składu atmosfery; dziura ozonowa, ingerencja człowieka w globalne cykle biogeochemiczne; klimat Ziemi – jego zmienność w czasie i przestrzeni; antropogeniczne zmiany klimatu; modele zmian klimatu; ewolucja klimatu w najblizszych dziesiecioleciach.

Ćwiczenia projektowe (15h):

Na początku semestru studenci dostają do opracowania projekt związany z realizacją prostego zadania inżynierskiego w ramach szeroko pojętej fizyki środowiska (grupy 3-osobowe). Projekty będą przedstawiane pod koniec semestru na forum grupy i dyskutowane.

Zajęcia seminaryjne (15h):

Studenci samodzielnie przygotowują i wygłaszają prezentacje na zadane tematy związane z szeroko pojętą fizyka środowiska, pogłębiające i rozszerzające wiedzę uzyskaną na wykładzie.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia projektowe: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
  • Zajęcia seminaryjne: Na zajęciach seminaryjnych podstawą jest prezentacja multimedialna oraz ustna prowadzona przez studentów. Kolejnym ważnym elementem kształcenia są odpowiedzi na powstałe pytania, a także dyskusja studentów nad prezentowanymi treściami.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zajęcia projektowe: Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w danym semestrze. Prace projektowe można przedstawiać do zaliczenia do końca sesji poprawkowej danego semestru. Student który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż dwa zajęcia i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia, możliwości poprawkowego zaliczania zajęć. Od takiej decyzji prowadzącego zajęcia student może się odwołać do prowadzącego przedmiot (moduł) lub Dziekana.

Zajęcia seminaryjne: Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w danym semestrze. Prezentacje nie wygłoszone w trakcie trwania semestru z powodu nieobecności studenta będą mogły zostać przedstawione na dodatkowych zajęciach, których termin, w trakcie trwania sesji, wyznacza prowadzący. Warunkiem dopuszczenia do tych zajęć jest wcześniejsze wyrównanie zaległości wynikających z nieobecności na zajęciach. Student który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż dwa zajęcia i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia, możliwości poprawkowego zaliczania zajęć. Od takiej decyzji prowadzącego zajęcia student może się odwołać do prowadzącego przedmiot (moduł) lub Dziekana.

Egzamin: zgodnie z Regulaminem Studiów student ma prawo do dwóch terminów poprawkowych.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
  • Zajęcia seminaryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci prezentują na forum grupy temat wskazany przez prowadzącego oraz uczestniczą w dyskusji nad tym tematem. Ocenie podlega zarówno wartość merytoryczna prezentacji, jak i tzw. kompetencje miękkie.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Do oceny końcowej wchodzą oceny z przygotowania i prezentacji seminarium na zadany temat (S), oceny z realizacji projektu (P) oraz ocena z egzaminu (E). Liczba punktów uzyskana na egzaminie przeliczana jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH. Oceny (S) i (P) wystawiane są w skali ocen zgodnie z regulaminem AGH.

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona: OK = 0.5xE + 0.2xS + 0.3xP

Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej (OK) wymaga uzyskania pozytywnych ocen cząstkowych (S, P, E).

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Zajęcia projektowe: Nieobecność na jednych zajęciach wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału. Nieobecność na więcej niż jednych zajęciach wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału i jego zaliczenia w formie i terminie wyznaczonym przez prowadzącego zajęcia. Student który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż dwa zajęcia i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia możliwości wyrównania zaległości.

Zajęcia seminaryjne: Nieobecność na jednych zajęciach wymaga od studenta samodzielnego zapoznania sie z tematyką prezentacji przedstawionych na tych zajęciach. Nieobecność na więcej niż jednych ćwiczeniach wymaga od studenta samodzielnego zapoznania się z tematyką prezentacji przedstawionych na tych zajęciach i jego zaliczenia w formie i terminie wyznaczonym przez prowadzącego zajęcia. Student który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż dwa zajęcia i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia możliwości wyrównania zaległości.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :
brak
Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. E. Boeker, R. van Grondelle " Fizyka Środowiska", PWN, Warszawa, 2003
2. K. Kożuchowski “Atmosfera, klimat, ekoklimat”, PWN, Warszawa, 2009
3. A.N Mannion “Zmiany środowiska Ziemi”, PWN, Warszawa, 2001
4. E.D. Schulze et al. “Global Biogeochemical Cycles in the Climate System”
5. Strony internetowe

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Rozanski, L. Araguas-Araguas, R. Gonfiantini. Relation between long-term trends of oxygen-18 isotope composition of precipitation and climate. Science, 258, (1992) 981-985
2. Rozanski, R. Gonfiantini, L. Araguas-Araguas. Isotopic patterns in modern global precipitation. In: P.K. Swart, K.C. Lohmann, J. McKenzie and S. Savin (Eds.) Climate Change in Continental Isotopic Records, Geophysical Monograph 87, American Geophysical Union, (1993) 1-37.
3. K. Rozanski, S. Johnsen, U. Schotterer, L.G. Thompson. Reconstruction of past climates from stable isotope records preserved in continental archives. Hydrological Sciences Journal, 42(5), (1997) 725-745.
4. K. Rozanski. Antropogeniczne zmiany klimatu: mit czy rzeczywistość ?. Postępy Fizyki, 53D, (2002) 162-168.
5. K. Rozanski, Ł. Chmura, M. Gałkowski, J.Nęcki, M. Zimnoch, J. Bartyzel, S. O’Doherty, Monitoring of greenhouse Gases In the atmosphere: A Polish perspective. Papers on Global Change IGBP, 23 (2016) 111-126.

Informacje dodatkowe:

.