16
Meteorologija 2013/2014 izred. prof. dr. Nedjeljka Žagar asis. dr. Rahela Žabkar Spored: Sreda, Predavanja 8-10 Sreda, Vaje, 12-13 Ponedeljek, Seminar, 12-13: Govorilne ure: sreda, 10-12 ali po dogovoru

Meteorologija 2013/2014 - fmf.uni-lj.sizagarn/zagarn/downloads/M2013/Meteorologija2013... · Meteorologija Proučuje pojave v ozračju, jih opisuje, razlaga in jih skuša čimbolje

  • Upload
    others

  • View
    10

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Meteorologija 2013/2014

izred. prof. dr. Nedjeljka Žagar

asis. dr. Rahela Žabkar

Spored: Sreda, Predavanja 8-10 Sreda, Vaje, 12-13 Ponedeljek, Seminar, 12-13: Govorilne ure: sreda, 10-12 ali po dogovoru

Izpit Pisni izpit:

dva kolokvija, oba pozitivno ocenjena, ali pisni izpit

opravljen seminar, ustna predstavitev in pisno poročilo

Seminar prinaša 20% ocene pisnega izpita

Ustni izpit:

Ponavadi 3 vprašanja

okoli 30 min odvisno od znanja

Literatura

Literatura: J. M. Wallace, P. V. Hobbs: Atmospheric Science, Second Edition: An Introductory Survey (International Geophysics)

J. Rakovec in T. Vrhovec: Osnove meteorologije.

J.R. Holton: An introduction to dynamic meteorology. Academic Press (III edition iz 1992 ali IV edition iz 2004)

Online tečaji: http://www.meted.ucar.edu/ (vsebina na višjem nivoju kot je ta predmet)

Spletna stran:

//www.fmf.uni-lj.si/~zagarn/meteorologija2013.php

Meteorologija Proučuje pojave v ozračju, jih opisuje, razlaga in jih skuša čimbolje napovedovati

Prepoznavna po vsakodnevni meteorološki dejavnosti:

napovedovanje vremena

Dve osnovni teoretični veji:

•  Dinamična meteorologija (uporaba splošnih zakonov gibanj v namen razlage gibanj in z njim povezanih sprememb cirkulacije)

•  Fizikalna meteorologija (termodinamika, sevanje, oblaki in delci, optični in elektirčni pojavi)

Vsebina Namen predmeta je pridobiti osnovno znanje o vremenu in klimi na podlagi fizikalnega pristopa, spoznati osnovne količine, ki opisujejo procese v zračju, njihove meritve, značilne pojave v zračju in njihovo časovno in prostorsko variabilnost.

Seznanili se bomo z različnimi področji meteorologije, z metodami napovedovanja vremena, z opisom klime in njenih sprememb.

Demokracija v učilnici

Vsebina: tematski sklopi Sestava ozračja.

Zakaj se vse skupaj dogaja? Sevanje. Sevalna bilanca.

Vertikalna struktura ozracja. Hidrostatični približek.

Meteorološka opazovanja.

Ohranitev mase. Ohranitev energije. Energetska bilanca ozračja.

Stabilnost ozračja. Adiabatni procesi.

Ohranitev gibalne količine. Osnovne sile in horizontalne enačbe.

Horizontalna stacionarna gibanja. Gesotrofski veter. Gradientni veter.

Opis vlage v ozračju. Dviganje vlažnega zraka. Diabatni procesi

Napovedovanje vremena. Kaj je numerični prognostični model? Konstrukcija modela. Začetni in robni pogoji. Definicija klime in osnove splošne cirkulacije.

Osnovne spremenljivke (x, z, y, t) – lokacija v KKS (λ, ϕ, z, t) – lokacija v sfernem KS RE, (ponekje a, ali Rz): radij Zemlje Temperatura: T (°C, K=273.15+°C, °F=°C× 9⁄5 + 32 ) Gostota: ρ (kg/m3), specifični volumen: α=1/ ρ Zračni tlak (pritisk), p (hPa, mb) Veter: V(u,v,w), smer in hitrost vetra: (m/s, °) Masa: m (kg, g), Volumen: V (m3) Vlažnost: r (g/kg), q (g/kg), R (%) Cp , Cv , L : različne specifične toplote (J/kgK)

Osnovna enota Delec zraka

T,p,q

T,p,q T,p,q

Dodatne osnovne spremenljivke Opis suhega zraka (d-dry): Td, md, ρd , Rd Opis vlažnega zraka (m-moist/vlažen, v-water vapour/vodna para, s-saturated/nasičen, d-dew point/rosišče): Tv, mv , ρv, e, es , Rv , αv , Td, γ, Γ: vertikalni temperaturni gradient (oz. sprememba temperature z višino) Γd : vertikalni temperaturni gradient za nenasičeni delec zraka (suha adiabata), ponekje Γa Γm : vertikalni temperaturni gradient za nasičeni delec zraka (mokra adiabata)

Θ: potencialna temperatura (K), Θe ekvipotencialna temperatura (K) Φ: geopotencial (m2/s2), Z=Φ/g: geopotencialna višina (gpm)

Zanima nas Opis časovno-prostorske porazdelitve osnovnih spremenljivk - Njihova stacionarna porazdelitev v vertikalni smeri - Njihova ravnovesna porazdelitev v vertikalni in horizontalni smeri (polja) - Tipične spremembe stanj in vrednosti, kot posledica neravnovesja zaradi delovanja sil - Vertikalno in horizontalno časovno povprečena stanja (klimatologija) - Metode prognostične meteorologije (numerično napovedovanje)

Spremembe: matematični zapis T=f(x,y,z,t) 4D spremenljivka, zvezno porazdeljena v prostoru in času T=f(r,t), r-radij vektor od izbranega izhodišča do katerekoli točke v prostoru

dttfdz

zfdy

yfdx

xfdf

∂+

∂+

∂+

∂=

Popoldni (totalni) diferencial funkcije f: vsota treh parcialnih krajevnih odvodih+diferenciali krajevnih neodvisnih spremenljivk in časovne spremembe

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

∂=∇=

zf

yf

xfffgrad ,,)(Gradient funkcije f:

dttfrdfdf∂

∂+⋅∇=

),,( dzdydxrd =

Diferencial radija vektorja:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

∂≡∇

zyx,,

t.i. operator nabla

Časovne spremembe Najbolj pogosto nas zanima časovna sprememba (napovedovanje):

tf

dtdzzf

dtdyyf

dtdxxf

dtdf

∂+

∂+

∂+

∂=

tfVf

tf

dtrdf

dtdf

∂+⋅∇=

∂+⋅∇=

fVdtdf

tf

∇⋅−=∂

∂ Napovedovanje!

Individualne lastnosti polja f v točki (x,y,z) Advekcija: veter z hitrostjo V

“transportira” različne vrednosti f (ker v točki (x,y,z) obstaja gradient of f)

Individualni odvodi neodvisnih spremenljivk: komponente 3D hitrosti

Advektivna sprememba

Lokalna (časovna) sprememba

Individualna sprememba

Gradient tlaka med Ljubljano in Rimom 3.10.2011. ob 12 UTC?

Gradient tlaka med Ljubljano in Rimom 3.10.2011. ob 12 UTC?

Izolinije meteorolo. polj

Izobare (p=konst.) Izohipse (Z=konst.) Izoterme (T=konst.) Izentrope (Θ=konst.) Izopikne (ρ=konst.) Izohipse (Z=konst.)