Fizyka i chemia atmosfery 0800-FICHAT
Celem wykładu jest przedstawienie (i wyjaśnienie) mechanizmów dynamiki atmosfery, w całej złożoności systemu Geo, z uwzględnieniem perspektywy paleo-geologicznej, oraz w porównaniu z atmosferami innych planet (Układu Słonecznego i planet poza-słonecznych).
Wykład ma charakter interdyscyplinarny: dotyczy geografii, ale wyjaśnia mechanizmy z poziomu fizyki i chemii, wprowadza elementy ekonomii, oraz cybernetycznych sprzężeń zwrotnych. Omawia dane doświadczalne, oraz przedstawia modele teoretyczne (i numeryczne) zmian klimatycznych oraz prognoz meteorologicznych. Wymagania zostaną dostosowane do profilu słuchaczy (wykładowca jest kierownikiem Katedry Dydaktyki Fizyki).
Wykład ma charakter ogólno-kulturowy, i ma na celu dostarczenie kompetencji tak technicznych i fizycznych (np. analizy zanieczyszczeń powietrza w środowisku miejskim) jak ekonomiczno-politycznych (koszty energii alternatywnych, perspektywy energii termojądrowej itd.)
Wykład powstał dla Politechniki w Mediolanie w 1996, i (niestety) jest nadal (i coraz bardziej) aktualny. Wykładowca zajmuje się fizyką i chemią gazów atmosferycznych, jest ekspertem naukowym Unii Europejskiej oraz Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej ONZ. Wykładowca jest również ekspertem Prowincji Trentino, w kwestiach zanieczyszczeń atmosferycznych oraz projektowania urbanistycznego.
Szczegółowe treści wykładu:
1. Obserwacja klimatu: metody datacji zmian klimatycznych. Obserwacje meteorologiczne: dane atmosferyczne, oceaniczne, satelitarne.
2. Równowaga termodynamiczna Ziemi: prawo Plancka, temperatura powierzchni Słońca, rozkład regionalny promieniowania podczerwonego emitowanego z Ziemi.
3. Przepływy oceaniczne i atmosferyczne: ruch wirowy Ziemi i jego konsekwencje. Siła Coriolisa.
4. Konwekcja w atmosferze, komórki Harleya. Bilans wody na Ziemi: strefy klimatyczne.
5. Globalny bilans energetyczny Ziemi. Naturalny efekt cieplarniany. Efekt cieplarniany na innych planetach Układu Słonecznego.
6. Pojęcie albedo Sprzężenia zwrotne w systemie klimatycznym. Rola biosfery.
7. Historia planety Ziemia. Ery paleologiczne. Globalne zlodowacenia.
8. Periodyczność zmian klimatu. Analiza zmienności meteorologicznej. Cykle Milankovica.
9. Meteorologia i prognozy pogody: fenomenologia. Matematyczne prognozy pogody i modelowanie klimatu
10. Stratyfikacja atmosfery. Reakcje chemiczne w termosferze, stratosferze, troposferze. Zagadnienie „dziury” ozonowej.
11. Wpływ człowieka na klimat. Prognozy zmian klimatycznych. Wychwyt dwutlenku węgla z atmosfery
12. Monitoring jakości powietrza. Procesy fotochemiczne w obecności zanieczyszczeń atmosferycznych. Modele matematyczne dyfuzji zanieczyszczeń.
13. Alternatywne źródła energii. Ograniczenia techniczne, koszty bezpośrednie i pośrednie. Perspektywy energetyki termojądrowej
W cyklu 2023/24L:
Materiał wykładu zostanie rozszerzony o treści odpowiadające specyfice kierunku studiów słuchaczy. Przykładowe tematy: |
W cyklu 2024/25Z:
Materiał wykładu zostanie rozszerzony o treści odpowiadające specyfice kierunku studiów słuchaczy. Przykładowe tematy: |
Całkowity nakład pracy studenta
Efekty uczenia się - wiedza
Efekty uczenia się - umiejętności
Efekty uczenia się - kompetencje społeczne
Metody dydaktyczne
Metody dydaktyczne eksponujące
Metody dydaktyczne podające
- wykład problemowy
Metody dydaktyczne poszukujące
- referatu
- WebQuest
Metody dydaktyczne w kształceniu online
Rodzaj przedmiotu
Wymagania wstępne
Koordynatorzy przedmiotu
Kryteria oceniania
Metody oceniania:
– aktywność na zajęciach
- praca pisemna zaliczeniowa (studium przypadku)
- kolokwium (ustne) końcowe
Praktyki zawodowe
brak
Literatura
1. J.P. Peixoto, A.H. Oort, Physics of climate, Review of Modern Physics, vol 56, No, 3, July 1984, str. 365
2. N. McBride, Global Warming, Open University S104 .lntroducing Science" series, Milton Keynes, 2006 (częściowo przetłumaczona na język polski przez wykładowcę)
3. S. Blake, Earth and Space, Open University S104 ,.lntroducing Science" series, Milton Keynes, 2006 (częściowo przetłumaczona na język polski przez wykładowcę)
4. L. M. Krauss, Physics of Climate Change, Apollo ed. 2021
5. G. Karwasz, Ciepło, ciepło, coraz zimniej, Foton, Lato 2013
http:/ /dydaktyka.fizyka.umk.pi/Publikacje_2013/Cieplo2_2013.pdf
http:/ /dydaktyka.fizyka.umk.pi/Publikacje_2013/Cieplo1_2013.pdf
(i inne artykuły popularno-naukowe wykładowcy)
6. Artykuły naukowe wykładowcy nt. oddziaływań elementarnych w gazach (ponad 50 artykułów w temacie, do samodzielnego wyboru) – poziom zaawansowany
W cyklu 2023/24L:
[1] John M. Wallace, Peter V. Hoobs, Atmospherics Science. An Introductory Survey, Elsevier, 2006. |
W cyklu 2024/25Z:
[1] John M. Wallace, Peter V. Hoobs, Atmospherics Science. An Introductory Survey, Elsevier, 2006. |
Uwagi
W cyklu 2023/24L:
Podstawowe pozycje literatury zostały sprowadzone do biblioteki Instytutu Fizyki, i w trakcie semestru zostaną udostępnione studentom. |
W cyklu 2024/25Z:
Podstawowe pozycje literatury zostały sprowadzone do biblioteki Instytutu Fizyki, i w trakcie semestru zostaną udostępnione studentom. |
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: