Dinamična meteorologija I 2013/2014

Predavanja:
torek, 8-11 (F6)

Seminar:
torek, 11-12 (F6)

Govorilne ure:
sreda, 10-12 in po dogovoru

Asistentka:
asis. dr. Rahela Zabkar

Ocenjevanje:

Pisni izpit: Pozitivno ocenjena dva kolokvija, ali pisni izpit.

Ustni izpit: Po dogovoru po opravljenemu pisnemu izpitu in seminarju.

Primer vprašanj za ustni izpit: (pdf)


Namen predmeta Dinamična meteorologija se ukvarja z procesi v ozračju, ki so povezani z vremenom in klimo. Razumevanje teh procesov pomeni poznavanje osnovih sil, ki vplivajo na procese v ozračju na različnih časovnih in prostorskih skalah, osnovne ohranitvene lastnosti ozračja kot sistema vodenega z zunanjimi uzroki in prevladujoča ravnovesja. Spoznali bomo nekatere izpeljane količine kot so divergenca in vrtinčnost in kako se dinamika procesov v ozračju lahko predstavi s pomočjo izpeljanih enačb v različnih kooridnatnih sistemih, predvsem sistemu pritiska. Potem bomo obravnavali sinoptična gibanja in proces barotropne oz. barokline nestabilnosti, povezan z nastankom ciklonov.
Končani izpit pomeni, da je student pridobil znanja o vzrokih in poteku procesov, ki povzročajo vreme in da razume razlike med prevladajočimi silami in procesi, ki vplivajo na prostorsko-časovne spremembe vremenskih procesov na sinoptičnih skalah.

Namen seminarjev je poglobiti razumevanje enačb in njihovo uporabo pri rešitvi praktičnih problemov. Posebej pomembna je praktična uporaba in interpretacija teoretičnih izpeljav in konceptualnih modelov na realističnih podatkih in modelskih produktih kateri se uporabljajo pri operativnem meteorološkem delu. Priprava seminarja omogoča študentom, da se seznanijo z meteorološko strokovno literaturo.

Literatura:
  1. (M) J.E. Martin: Mid-Latitude Atmospheric Dynamics. J. Wiley & Sons, Ltd. (osnovni učbenik)
  2. (H) J.R. Holton: An introduction to dynamic meteorology. Academic Press.
  3. H.B. Bluestein: Synoptic-Dynamic Meteorology in Midlatitudes, Volumes I,II. Oxford University Press.
Koristne povezave na spletne izobraževalne programe:

  1. Spletni izobraževalni program za meteorologijo - COMET: Cooperative Program for Operational Meteorology, Education and Training
  2. Izobraževalni tečaji Svetovne meteorološke organizacije: WMO e-learning website
  3. Europski meteorološki izobraževalni tečaji: EUMETCAL
  4. Meteorološki slovar (izdaja Ameriškega meteorološkega društva): AMS Glossary of Meteorology
  5. Diskusija klime in aktualnih dogajanj povezanih z globalno klimo: Real Climate
  6. Svetovna meteorološka organizacija: WMO
  7. Agencija za okolje Republike Slovenije: ARSO
Povezave na različne aktualne vremenske karte in meteorološke arhive:

  1. Karte wxmaps
  2. Top karten
  3. Arhiv satelitskih slik
  4. Arhiv sondaznih meritev
  5. WeatherSpark


Vsebina predavanj:

Datum

Vsebina

Studijski materiali

1.10.2012

Predstavitev predmeta.
Osnove meteorologije: ravnovesje sil, stacionarna gibanja in hidrostatično ravnovesje.


3.10.2013

Osnove meteorologije: osvežitev. Osnovni približki.
Standardne meteorološke karte.
Opis ozračja na različnih ploskavah.

8.10.2013

Ohranitveni zakoni v sistemu (x,y,z).
Gibalne enačbe v sfernem koordinatnem sistemu.
Poenostavitev gibalnih enačb s pomočjo velikostne analize.
Ravnovesna gibanja.

17.10.2013

Altimetrija in relativna topografija.
Kontinuitetna enačba.
Velikostna analiza kontinuitetne enačbe.

22.10.2013

Nestisljive tekočine. Masni tok in divergenca.
Termodinamična enačba.
Velikostna analiza termodinamične enačbe.
Adiabatni procesi. Statična stabilnost.
Potencialna temperatura. Izentropske karte.

29.10.2013

Diagnoza vertikalne hitrosti.
Tendenca tlaka pri tleh.
Termalni veter.

5.11.2013

Ohranitveni zakoni v sistemu (x,y,p).
Primerjava osnovnih enačb v sistemih (x,y,z) in (x,y,p).
Barotropna in baroklina atmosfera. Polarna fronta.

12.11.2013

Cirkulacija. Kelvinov cirkulacijski teorem.
Bjerknesov cirkulacijski teorem. Cirkulacija kopno-morje.
Povezava med vrtincnostjo in cirkulacijo. Vrtinčnost.
Enačba vrtinčnosti v sistemih (x,y,z) in (x,y,p).

19.11.2013

Velikostna analiza enačbe vrtinčnosti. Poenostavitev enačbe vrtinčnosti.
Helmholtzov teorem.
Lastnosti sinoptičnih valov in njihov matematični opis s pomočjo metode linearnih perturbacij.
Sinoptična gibanja in kinematika toka na velikih skalah v zmernih širinah.

http://www.ecmwf.int/research/era/ERA-40_Atlas/docs/index.html

26.11.2013

Ohranitev absolutne vrtinčnosti.
Rossbyjevi valovi. Fazna in grupna hitrost Rossbyjevih valov.
Barotropna potencialna vrtinčnost. Ertelova potencialna vrtinčnost.

3.12.2014

Kvazi-geostrofski približki. Kvazi-geostrofska gibalna enačba.
Enačba kvazi-geostrofske vrtinčnosti.
Kvazi-geostrofsko napovedovanje. Prognoza polja geopotenciala. Sinoptični razvoj.

Matlab primer

23.12.2014

Hidrodinamična nestabilnost. Dvoslojni model barokline nestabilnosti.
Pogoji za razvoj barokline nestabilnosti v 2-slojnem modelu.

24.12.2014

Vertikalna gibanja v 2-slojnem modelu.
Osnovni model barokline perturbacije.
Energetika baroklinih valov.
Osnovni model barokline perturbacije.


pdf 1
pdf 2

7.1.2014

Ageostrofska cirkulacija.
Enačba kvazi-geostrofske vrtinčnosti.

14.1.2014

Enačbe log-p sistema za opis nestabilnosti v zvezno stratificiranemu ozracju.
Sutcliffov model baroklinega razvoja.

Seminarji 14.1.2014

Crt Jarh: Plimovanje ozracja

Seminarji 21.1.2014.

Mateja Zalar: Prognoza s pomocjo enacbe barotropne vrtincnosti
Alenka Senica: Polarna fronta
Urban Strajnar: Richardsonov poskus izracuna napovedi
Masa Nahtigal: Nocni svetleci oblaki