Δυναμική Μετεωρολογία

Tίτλος του μαθήματος

Δυναμική Μετεωρολογία

Κωδικός αριθμός μαθήματος

ELEN13

Τύπος του μαθήματος

Επιλογής

Επίπεδο του μαθήματος

Μεταπτυχιακό

Έτος σπουδών

Πρώτο ή δεύτερο

Εξάμηνο

Πρώτο ή Τρίτο (Χειμερινό)

Πιστωτικές μονάδες ECTS

6

Όνομα του διδάσκοντος/των διδασκόντων

Α. Αργυρίου, Αν. Καθηγητής

Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα μπορεί να :

1. Γνωρίζει για τους ανέμους, τους μηχανισμούς οι οποίοι θέτουν σε κίνηση τον ατμοσφαιρικό αέρα και την εξέλιξη των ανέμων.

2. Κατανοεί τους διάφορους μηχανισμούς της κίνησης της ατμόσφαιρας.

3. Κατανοεί το πως η προηγούμενη γνώση εφαρμόζεται στην πρόγνωση του καιρού και του κλίματος.

4. Γνωρίζει σε βάθος τις απαιτούμενες έννοιες μαθηματικών, θερμοδυναμικής και μηχανικής των ρευστών.

Δεξιότητες

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει περαιτέρω αναπτύξει τις ακόλουθες δεξιότητες :

1. Να επιδεικνύει γνώση και κατανόηση των ουσιωδών δεδομένων, εννοιών, αρχών και θεωριών που σχετίζονται με την κίνηση του ατμοσφαιρικού αέρα και τις συναφείς θερμοδυναμικές διεργασίες.

2. Να εφαρμόζει αυτή τη γνώση και κατανόηση στη λύση ποιοτικών και ποσοτικών προβλημάτων που σχετίζονται με τα περιεχόμενα του μαθήματος

3. Να κατέχει τη γνωστική βάση και εμπειρία για την πιθανή μελλοντική του ερευνητική ενασχόληση με θέματα δυναμικής μετεωρολογίας και ατμοσφαιρικής ρευστομηχανικής.

4. Να αλληλεπιδρά με άλλους σε προβλήματα δυναμικής μετεωρολογίας ή διεπιστημονικής φύσης.

Προαπαιτήσεις

Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Οι φοιτητές θα πρέπει να έχουν τουλάχιστον βασικές προπτυχιακές γνώσεις Φυσικής της Ατμόσφαιρας και Ρευστομηχανικής καθώς και καλή γνώση μαθηματικών.

Περιεχόμενα (ύλη) του μαθήματος

1. Στοιχεία θερμοδυναμικής στην ατμόσφαιρα

a. Αδιαβατικές μεταβολές στην ατμόσφαιρα

b. Θερμοδυναμικά διαγράμματα

i. Διάγραμμα p, α (Clapeyron)

ii. Διάγραμμα Τ, cplnΘ (Τεφίγραμμα)

c. Ευστάθεια στην ατμόσφαιρα – χρήση θερμοδυναμικών διαγραμμάτων

d. Έργο και κινητική ενέργεια στις κατακόρυφες ατμοσφαιρικές κινήσεις

2. Κίνηση του ατμοσφαιρικού αέρα

a. Σχετική και απόλυτη κίνηση

b. Δυνάμεις που προκαλούν την κίνηση

i. Δύναμη βαροβαθμίδας

ii. Δύναμη Coriolis

iii. Δύναμη τριβής

c. Γενικές εξισώσεις κίνησης

d. Ειδικές περιπτώσεις κίνησης

3. Μεταβολή του ανέμου και της βαροβαθμίδας

a. Θερμικός άνεμος

b. Οριζόντια μεταβολή της θερμοκρασίας

c. Τοπικές θερμομετρικές μεταβολές

d. Κατακόρυφη μεταβολή της θέσης και της έντασης των συστημάτων πίεσης

4. Χρονικές μεταβολές των παραμέτρων ροής

a. Θεωρήματα Kelvin και Bjerkness

b. Φυσική ερμηνεία της κυκλοφορίας – Εφαρμογή στην ανάπτυξη κατακόρυφης κυκλοφορίας (αύρες)

c. Εξίσωση βαρομετρικής πίεσης – Θεωρία Bjerkness – Holboe

d. Συνιστώσες οριζόντιας επιτάχυνσης

e. Εφαρμογές της εξίσωσης του στροβιλισμού

f. Θεωρία κυμάτων Rossby

5. Στοιχεία ατμοσφαιρικού οριακού στρώματος

a. Η έννοια της τύρβης – Τυρβώδης διακύμανση

b. Εξισώσεις κίνησης για τη μέση ροή

c. Κατακόρυφη δομή του ανέμου

d. Στρώμα Ekman

Συνιστώμενη βιβλιογραφία προς μελέτη

1. Διονυσίου Μεταξά, Αριστείδη Μπαρτζώκα, Εισαγωγή στη Δυναμική Μετεωρολογία, Εκδόσεις Παν/μίου Ιωαννίνων, Ιωάννινα, 1993.

2. Adrian Gordon, Warwick Grace, Peter Schwerdtfeger, Roland Byron – Scott, Dynamic Meteorology – A Basic Course, Arnold Publishers, London, 1998.

3. Robert A. Brown, Fluid Mechanics of the Atmosphere, Academic Press, New York, 1991.

Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι

Παραδόσεις με παρουσιάσεις ηλεκτρονικών διαφανειών, φροντιστήρια με υποδειγματική επίλυση προβλημάτων, επίλυση ασκήσεων κρίσης από τους φοιτητές κατά τη διάρκεια των παραδόσεων..

Μέθοδοι αξιολόγησης/βαθμολόγησης

Γραπτή εξέταση στη θεωρία και βιβλιογραφική εργασία σε θέμα το οποίο προτείνεται κατά την έναρξη των μαθημάτων.

Γλώσσα διδασκαλίας

Ελληνική. Άμεση δυνατότητα παραδόσεων στην αγγλική γλώσσα, κατόπιν αποφάσεως των αρμοδίων οργάνων, στην περίπτωση που αλλοδαποί φοιτητές παρακολουθούν το πρόγραμμα.

Tίτλος του μαθήματος	Δυναμική Μετεωρολογία
Κωδικός αριθμός μαθήματος	ELEN13
Τύπος του μαθήματος	Επιλογής
Επίπεδο του μαθήματος	Μεταπτυχιακό
Έτος σπουδών	Πρώτο ή δεύτερο
Εξάμηνο	Πρώτο ή Τρίτο (Χειμερινό)
Πιστωτικές μονάδες ECTS	6
Όνομα του διδάσκοντος/των διδασκόντων	Α. Αργυρίου, Αν. Καθηγητής
Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος	Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα μπορεί να : 1. Γνωρίζει για τους ανέμους, τους μηχανισμούς οι οποίοι θέτουν σε κίνηση τον ατμοσφαιρικό αέρα και την εξέλιξη των ανέμων. 2. Κατανοεί τους διάφορους μηχανισμούς της κίνησης της ατμόσφαιρας. 3. Κατανοεί το πως η προηγούμενη γνώση εφαρμόζεται στην πρόγνωση του καιρού και του κλίματος. 4. Γνωρίζει σε βάθος τις απαιτούμενες έννοιες μαθηματικών, θερμοδυναμικής και μηχανικής των ρευστών.
Δεξιότητες	Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει περαιτέρω αναπτύξει τις ακόλουθες δεξιότητες : 1. Να επιδεικνύει γνώση και κατανόηση των ουσιωδών δεδομένων, εννοιών, αρχών και θεωριών που σχετίζονται με την κίνηση του ατμοσφαιρικού αέρα και τις συναφείς θερμοδυναμικές διεργασίες. 2. Να εφαρμόζει αυτή τη γνώση και κατανόηση στη λύση ποιοτικών και ποσοτικών προβλημάτων που σχετίζονται με τα περιεχόμενα του μαθήματος 3. Να κατέχει τη γνωστική βάση και εμπειρία για την πιθανή μελλοντική του ερευνητική ενασχόληση με θέματα δυναμικής μετεωρολογίας και ατμοσφαιρικής ρευστομηχανικής. 4. Να αλληλεπιδρά με άλλους σε προβλήματα δυναμικής μετεωρολογίας ή διεπιστημονικής φύσης.
Προαπαιτήσεις	Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Οι φοιτητές θα πρέπει να έχουν τουλάχιστον βασικές προπτυχιακές γνώσεις Φυσικής της Ατμόσφαιρας και Ρευστομηχανικής καθώς και καλή γνώση μαθηματικών.
Περιεχόμενα (ύλη) του μαθήματος	1. Στοιχεία θερμοδυναμικής στην ατμόσφαιρα a. Αδιαβατικές μεταβολές στην ατμόσφαιρα b. Θερμοδυναμικά διαγράμματα i. Διάγραμμα p, α (Clapeyron) ii. Διάγραμμα Τ, cplnΘ (Τεφίγραμμα) c. Ευστάθεια στην ατμόσφαιρα – χρήση θερμοδυναμικών διαγραμμάτων d. Έργο και κινητική ενέργεια στις κατακόρυφες ατμοσφαιρικές κινήσεις 2. Κίνηση του ατμοσφαιρικού αέρα a. Σχετική και απόλυτη κίνηση b. Δυνάμεις που προκαλούν την κίνηση i. Δύναμη βαροβαθμίδας ii. Δύναμη Coriolis iii. Δύναμη τριβής c. Γενικές εξισώσεις κίνησης d. Ειδικές περιπτώσεις κίνησης 3. Μεταβολή του ανέμου και της βαροβαθμίδας a. Θερμικός άνεμος b. Οριζόντια μεταβολή της θερμοκρασίας c. Τοπικές θερμομετρικές μεταβολές d. Κατακόρυφη μεταβολή της θέσης και της έντασης των συστημάτων πίεσης 4. Χρονικές μεταβολές των παραμέτρων ροής a. Θεωρήματα Kelvin και Bjerkness b. Φυσική ερμηνεία της κυκλοφορίας – Εφαρμογή στην ανάπτυξη κατακόρυφης κυκλοφορίας (αύρες) c. Εξίσωση βαρομετρικής πίεσης – Θεωρία Bjerkness – Holboe d. Συνιστώσες οριζόντιας επιτάχυνσης e. Εφαρμογές της εξίσωσης του στροβιλισμού f. Θεωρία κυμάτων Rossby 5. Στοιχεία ατμοσφαιρικού οριακού στρώματος a. Η έννοια της τύρβης – Τυρβώδης διακύμανση b. Εξισώσεις κίνησης για τη μέση ροή c. Κατακόρυφη δομή του ανέμου d. Στρώμα Ekman
Συνιστώμενη βιβλιογραφία προς μελέτη	1. Διονυσίου Μεταξά, Αριστείδη Μπαρτζώκα, Εισαγωγή στη Δυναμική Μετεωρολογία, Εκδόσεις Παν/μίου Ιωαννίνων, Ιωάννινα, 1993. 2. Adrian Gordon, Warwick Grace, Peter Schwerdtfeger, Roland Byron – Scott, Dynamic Meteorology – A Basic Course, Arnold Publishers, London, 1998. 3. Robert A. Brown, Fluid Mechanics of the Atmosphere, Academic Press, New York, 1991.
Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι	Παραδόσεις με παρουσιάσεις ηλεκτρονικών διαφανειών, φροντιστήρια με υποδειγματική επίλυση προβλημάτων, επίλυση ασκήσεων κρίσης από τους φοιτητές κατά τη διάρκεια των παραδόσεων..
Μέθοδοι αξιολόγησης/βαθμολόγησης	Γραπτή εξέταση στη θεωρία και βιβλιογραφική εργασία σε θέμα το οποίο προτείνεται κατά την έναρξη των μαθημάτων.
Γλώσσα διδασκαλίας	Ελληνική. Άμεση δυνατότητα παραδόσεων στην αγγλική γλώσσα, κατόπιν αποφάσεως των αρμοδίων οργάνων, στην περίπτωση που αλλοδαποί φοιτητές παρακολουθούν το πρόγραμμα.