NFYB10015U  Geofysisk Fluid Dynamik (GFD)

Årgang 2015/2016
Engelsk titel

Geophysical Fluid Dynamics (GFD)

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i de fysiske fag

Kursusindhold

I Geofysisk Fluid Dynamik introduceres den matematiske beskrivelse af atmosfærens og oceanets bevægelser. De styrende, dynamiske ligninger, grundlæggende balancer og processer introduceres og omskrives til at være dækkende for de betydende kræfter på de relevante rumlige og tidslige skalaer. Kurset er derfor centralt for senere kursusaktiviteter og projektarbejde, hvor kendskab til geofysisk fluid-dynamik er vigtigt.

I kurset gennemgås hydrodynamikkens grundligninger. Betydningen af rotation og lagdeling gennemgås for geofysiske anvendelser, herunder geostrofisk balance, gradientvindbalance, termalvindligningen og Ekman spiralen.

Målbeskrivelser

Færdigheder
Kurset tilsigter, at studenten på kompetent vis kan:

  • Opskrive og beskrive bevægelsesligningerne for atmosfæren og oceanet givet på en roterende Jord.
  • Operere fortroligt med differentialoperatorerne gradient, divergens og rotation på todimesionelle vektorfelter og skalarfelter.
  • Beskrive de grundlæggende antagelser bag de primitive ligninger, shallow water ligningssystemet og det Boussinesq?e ligningssystem.
  • Opstille ligningerne bag og forklare geostrofisk balance, cyklostrofisk balance, inerti-bevægelse og gradientvindbalance.
  • Opstille ligninerne i forskellige vertikale koordinatrepræsentationer.
  • Beregne geostrofisk vind / strøm og gradientvind ud fra trykfeltet samt vurdere under hvilke antagelser, disse er gode approksimationer til vinden / strømmen.
  • Forklare "Ekman spiralen" og analysere betydningen af Ekman pumpning i forbindelse med cyklonale og anticyklonale strømninger i atmosfæren og oceanet samt anvende begreberne i simple opgaver.
  • Forstå begreberne cirkulation, vorticity og potentiel vorticity samt regne simple opgaver hvori størrelserne indgår.

Viden
Indgående kendskab til bevægelsesligningerne, til opstilling af disse i forskellige vertikale koordinatsystemer, samt til følgende approximationer: primitive ligninger, shallow water ligningssystemet og Boussinesq approximation. Kan selvstændigt gennemføre beregninger på basis af approximationer til bevægelsesligningerne hvor følgende begreber og balancer kommer i spil: hydrostatisk balance, geostrofisk balance, termalvind-balance, cyclostrofisk balance, inertibevægelse Ekman-pumpning, Ekman transport, vorticity, potentiel vorticity.
 

Kompetencer
Forståelse af de grundlæggende fælles mekanismer bag atmosfærens og havets strømning og sammenhængen med storskala strømningsforhold. Den studerende bliver desuden i stand til at kunne beskrive disse mekanismer matematisk.

James R. Holton and Gregory J. Hakim: An Introduction to Dynamic Meteorology, Fifth Edition, Academic Press, ISBN: 9780123848666
Denne bog vil blive suppleret med noter og opgaver, der dækker de primært oceanografiske emner, som ikke er med i bogen.

Svarende til det obligatoriske undervisningsforløb i de første 5 blokke af studiet samt indholdet af kurset Meteorologi og Oceanografi (MetOcean).
Forelæsninger og regneøvelser.
Point
7,5 ECTS
Prøveform
Skriftlig prøve, 4 timer med opsyn.
---
Hjælpemidler
Alle hjælpemidler tilladt

OBS: Hvis eksamen afholdes på ITX, stiller ITX computer til rådighed. Egen computer, tablet eller mobiltelefon må IKKE medbringes. Lærebøger og noter medbringes i papirform eller på USB-stik.

Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ingen ekstern censur
Flere interne bedømmere
Reeksamen

Ved ti eller færre studerende der er tilmeldt reeksamen ændres eksamensformen til en mundtlig eksamination i et trukket ukendt spørgsmål og med en forberedelsestid på 25 minutter. Selve eksaminationen inklusiv votering er af ca. 25 minutters varighed.

Kriterier for bedømmelse

Karakteren 12 gives for den fremragende præstation, der demonstrerer udtømmende opfyldelse af kursets målbeskrivelse, med ingen eller få uvæsentlige mangler.

  • Kategori
  • Timer
  • Forelæsninger
  • 36
  • Teoretiske øvelser
  • 41
  • Eksamen
  • 4
  • Forberedelse
  • 125
  • I alt
  • 206