Διδάσκων: Γεώργιος Κοσιώρης, Ε322. E-mail: kosioris [at] uoc gr
Ώρες διαλέξεων: Τρίτη 15:00-17:00 και Πέμπτη 15:00-17:00, Α214
Ώρες γραφείου: Τετάρτη 2-4μμ
Σκοπός του μαθήματος είναι η εισαγωγή στα βασικά
μαθηματικά μοντέλα (εξισώσεις) που περιγράφουν τα καιρικά
φαινόμενα και καθιστούν εφικτή την πρόγνωση καιρού. Πιό
αναλυτικά θα διδαχθούν επιλεκτικά εδάφια από τις παρακάτω
ενότητες:
- Εισαγωγή στη μετεωρολογία - περιγραφή μετεωρολογικών δεδομένων και εισαγωγή στα καιρικά φαινόμενα
- Εισαγωγή στις βασικές μαθηματικές μεθόδους ρευστομηχανικής και νόμοι διατήρησης
- Οι πρώτες μετεωρολογικές εφαρμογές των βασικών εξισώσεων - Γεωστροφικός άνεμος
- Θεωρία κυκλοφορίας και στροβιλότητας
- Μαθηματική περιγραφή των συνοπτικών συστημάτων.
- Αριθμητική επίλυση των εξισώσεων - αριθμητικά μοντέλα πρόγνωσης καιρού
- Ανάλυση δορυφορικών εικόνων περιεκτικότητας υδρατμών
- Εισαγωγή στο WRF: Weather Research and Forecasting Model. Το WRF αποτελεί το ένα σύνθετο υπολογιστικό λογισμικό που αναπτύχθηκε από το Αμερικανικό Εθνικό Κέντρο Ατμοσφαιρικής Έρευνας (NCAR) σε συνεργασία με πολλούς άλλους φορείς και εξελίσσεται συλλογικά από την επιστημονική κοινότητα. Αποτελεί το πιό προηγμένο μοντέλο πρόβλεψης καιρού και ενσωματώνει πολλά χαρακτηριστικά ώστε δίκαια να χαρακτηρίζεται σαν το αριθμητικό μοντέλο επόμενης γενιάς.
Προαπαιτούμενα: Απειροστικός ΙΙΙ, συνιστάται ισχυρά.
Διδακτικό υλικό
Για τις ανάγκες του μαθήματος θα χρησιμοποιηθούν τα βιβλία:
- A.H. Lynch και J.J. Cassano, Applied Atmospheric Dynamics, Wiley Editions
- J.R. Holton, An Introduction to Dynamic Meteorology, Elsevier Editions
- Π. Κατσαφάδος και Η. Μαυροματίδης, Εισαγωγή στη Φυσική της Ατμόσφαιρας και την Κλιματική Αλλαγή, Κάλλιπος
- Χ. Χαλδούπης, Εισαγωγή στην Ατμοσφαιρική Φυσική, Κάλλιπος
Συμπληρωματική χρήσιμη βιβλιογραφία:
- G. Donald Ahrens, Βασικές Αρχές Μετεωρολογίας. Μια Πρόσκληση στην Ατμόσφαιρα, Εκδόσεις Ιων
- Δ. Ζιακόπουλος και Π. Φραγκούλη, Το εγχειρίδιο του Μετεωρολόγου - Προγνώστη, Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία
- Δ. Μελάς, Α. Μπάης και Δ. Μπαλής, Ατμοσφαιρική Τεχνολογία, Κάλλιπος
Αξιολόγηση
Ο τελικός βαθμός, Β, του μαθήματος θα υπολογιστεί από τον τύπο B = 0.30 * Α + 0.80 * T. Εδώ Α είναι ο μέσος όρος των ασκήσεων και T ο βαθμός στο τελικό διαγώνισμα. Οι ασκήσεις είναι υποχρεωτικές. Aυτός ο τύπος υπολογισμού του τελικού βαθμού ισχύει μόνο για την εξεταστική περίοδο του Ιανουαρίου.
Πτυχιακές εργασίες - Εκπόνηση Μεταπτυχιακών Εργασιών - Εκπόνηση Διδακτορικής Διατριβής
Η Δυναμική Μετεωρολογία αποτελεί ένα από τα πιό όμορφα και πιό πλούσια επιστημονικά αντικείμενα. Η μελέτη της εξέλιξης των καιρικών φαινομένων απαιτεί την φυσική/μαθηματική μοντελοποίηση μιας πλειάδας φυσικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα σε πολλαπλές κλίμακες. Η αριθμητική επίλυση των αντίστοιχων εξισώσεων, λόγω των διαφορετικών κλιμάκων στις οποίες εξελίσσονται οι διάφορες διεργασίες, απαιτεί την εκτέλεση πολύπλοκων (παράλληλων) υπολογισμών. Η δορυφορική μετεωρολογία αποτελεί ένα αναπόσπαστο κομμάτι της σύγχρονης μετεωρολογίας. Τα ακραία καιρικά φαινόμενα θα μας κάνουν παρέα όλο και συχνότερα. Η πράσινη ενέργεια προϋποθέτει την όσον το δυνατόν ακριβέστερη αναπαράσταση/πρόγνωση του αιολικού δυναμικού και της κατανομής της ηλιακής ακτινοβολίας σε μια δεδομένη γεωγραφική περιοχή. Υπάρχουν προβλήματα και εργασίες για όλα τα ενδιαφέροντα, μαθηματικά ή μή. Αρκεί να υπάρχει κέφι για δουλειά στο να βγεί ένα ουσιαστικό αποτέλεσμα.
Δείτε τις εργασίες που έχουν εκπονηθεί
Ροή Διαλέξεων
1η εβδομάδα: Περιγραφή μετεωρολογικών δεδομένων και εισαγωγή στα καιρικά φαινόμενα. Υλικό 1.
2η εβδομάδα: Περιγραφή μετώπων και κυκλωνικών συστημάτων. Υλικό 2
3η εβδομάδα: Θερμοδυναμική της ατμόσφαιρας. Δυνητική θερμοκρασία και σχέση Poisson.
4η εβδομάδα: Ευστάθεια ξηρού αέρα και η σχέση Brunt-Väisälä
5η εβδομάδα: Ευστάθεια υγρού αέρα και περιγραφή ενός τεφιγράμματος. Ανάλυση της ευστάθειας της ατμόσφαιρας με τη χρήση ενός τεφιγράμματος. Κενό T-log P διάγραμμα
6η εβδομάδα: Περιγραφή των θεμελιωδών δυνάμεων που καθορίζουν τη δυναμική της ατμόσφαιρας, παραγωγή των σχέσεων που τις περιγράφουν, και οι εξισώσεις Navier-Stokes. Υλικό 3
7η εβδομάδα: Ανάλυση κλιμάκων σε ένα συνοπτικό σύστημα. Η γεωστροφική προσέγγιση. Υλικό 4
8η εβδομάδα: Το ισοβαρικό σύστημα συντεταγμένων. Οριζόντια ροή στο φυσικό σύστημα συντεταγμένων: γεωστροφικός άνεμος, κυκλοστροφικός άνεμος και άνεμος βαθμίδας. Υλικό 5
9η εβδομάδα: Θερμικός άνεμος. Αγεωστροφική συνιστώσα του ανέμου. Κατακόρυφη κίνηση. Υλικό 6
10η εβδομάδα: Εισαγωγή στην κυκλοφορία και τον στροβιλισμό. Υλικό 7
11η εβδομάδα: Επαναληπτικές Ασκήσεις
12η εβδομάδα: Δυνητικός στροβιλισμός και εφαρμογές. Εξίσωση στροβιλισμού. Υλικό 8
13η εβδομάδα: Οιονεί γεωστροφικό σύστημα. Εξίσωση της τάσης του γεωδυναμικού. Εξίσωση Ωμέγα. Υλικό 9
Ανακοινώσεις
02-09-2018 Κατεβάστε εδώ μιά εικονική αναπαράσταση της ανάπτυξης ενός μετωπικού κυκλώνα (δείτε το με VLC player)
10-09-2019 Κατά την τελική εξέταση μπορείτε να έχετε μόνο ένα φύλλο Α4 όπου μπορείτε να γράψετε μόνο τύπους. Κινητά δεν επιτρέπονται. Θα πρέπει να έχετε μαζί σας κάποιο κομπιουτεράκι για να κάνετε πράξεις.
24-10-2019 Το μάθημα της 29ης Οκτωβρίου 2019 δεν θα πραγματοποιθεί και θα αναπληρωθεί αργότερα.
07-12-2019 Το μάθημα της Πέμπτης 12 Δεκεμβρίου Θα γίνει 1-3μμ τη Δευτέρα 8 Δεκεμβρίου.
Ημερολόγιο
23-10-2019 Παραδώστε τις ασκήσεις του φυλλαδίου 1 μέχρι τις 5-11-2019.
07-12-2019 Παραδώστε τις ασκήσεις του φυλλαδίου 2 μετά τις διακοπές των Χριστουγέννων.