NFYB19000U  Dynamisk meteorologi (DynMet)

Årgang 2019/2020
Engelsk titel

Dynamical Meteorology (DynMet)

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i de fysiske fag

Kursusindhold

Kurset er en introduktion til fysikken bag de dominerende vejrsystemer på synoptisk og mesoskala, baseret på såvel teori som observationer. Kurset giver i denne sammenhæng en indsigt i analysen af sådanne vejrsystemer i moderne vejrprognosesystemer, der i høj grad er baseret på numeriske modeller. Der benyttes ligeledes satellitbilleder til analyserne i kurset.

Kurset indledes med en kort repetition/gennemgang af de styrende ligninger og bølgeteori inden for geofysisk fluiddynamik med særlig henblik på bølger i atmosfæren: gravitationsbølger, lydbølger, Rossbybølger og inertial-svingninger.

Kurset beskriver de mest betydningsfulde vejrsystemers dynamik, hovedsageligt baseret på den kvasi-geostrofiske teori, der gennemgås og bl.a. benyttes til at forstå storskala-egenskaber ved den barokline atmosfære, herunder den dynamiske, såkaldt barokline, instabilitet i vestenvindsbæltet. Identificerbare vejrsystemer på forskellige skalaer beskrives og analyseres dynamisk på skalaer fra hundrede(r) af kilometre (mesoskala) til de vandrende høj- og lavtrykssystemer på tusinde(r) af kilometre (synoptiske skalaer). Herudover omfatter kurset også de mest fundamentale dele af teorien for organiseret dyb konvektion (skala på få km), der er fundamental i forbindelse med forståelse og forudsigelse af fx ekstrem nedbør.

Praktiske eksempler fra numeriske vejrprognoser vil blive brugt i øvelser, ligesom såkaldte re-analyser vil blive brugt til computerøvelser

Målbeskrivelser

Færdigheder

Den studerende kan:

  • anvende skala-analyse til vurdering af de betydende led i de styrende ligninger;
  • give en fysisk fortolkning af de kvasigeostrofiske ligninger, herunder den geopotentielle tendensligning og omega-ligningen;
  • forklare fysikken bag baroklin instabilitet;
  • forklare større tryksystemers bevægelse både ud fra de kvasigeostrofiske ligninger og på grundlag af potentiel vorticity;
  • beskrive og forklare udviklingen af ekstratropiske cykloner på basis af de kvasigeostrofiske ligninger og på basis af potentiel vorticity;
  • gøre rede for frontogenese/frontolyse i troposfæren;
  • forklare dannelse af jetstrømme og jetstreaks i troposfæren og redegøre for deres indflydelse på extratropisk cyklogenese;
  • identificere og relatere vejrsystemer (herunder fronter og jetstrømme) og deres udviklingsstadie til satellitbilleder af skyer i atmosfæren.
  • forstå opbygningen af numeriske modeller;
  • forklare de særlige problemstillinger, der gør sig gældende, når atmosfæriske modeller anvendes til hhv vejrprognoser, klimasimuleringer, vind-energi undersøgelser, udbredelse af luftforurening samt mere teoretiske modelstudier af atmosfæren (også på andre planeter).

 

Viden

Den studerende har

  • Generel indsigt i dannelse og opløsning af de dominerende vejrsystemer på synoptisk og mesoskala - herunder extra-tropiske cycloner, fronter, jetstrømme og jetstreaks, samt single-celle, multicelle og supercelle konvektive systemer.
  • indsigt i opbygningen af modeller for atmosfæren og antagelser der er gjort i forskellige typer af modeller;
  • indsigt i de forskellige problemstillinger, der er ved forskellige anvendelser af modellerne.

 

Kompetencer

De studerende kan

  • sammensætte og relatere de faktisk forekommende vejrsystemer til teoretisk indsigt i atmosfærens lovmæssigheder
  • gøre rede for de virkelige situationers opførsel som funktion af deres skala.
  • vurdere hvilke modeltyper/ligninger, der er relevante for simulering af konkrete fænomener/anvendelser på forskellige rumlige og tidslige skalaer.

Se Absalon for endelig kursuslitteratur. Nedenstående er et eksempel på forventet undervisningsmateriale. 

James R. Holton: An Introduction to Dynamic Meteorology, Academic Press. Der vil blive suppleret med relevante, uddybende noter og ”on-line” materiale

Bluestein, H.B., 1993: Synoptic-Dynamic Meteorology in Midlatitudes, Vol 2: Observations and Theory of Weather Systems, Oxford University Press, 594 pp. Der vil blive suppleret med relevante, uddybende noter og ”on-line” materiale

Kurset forudsætter kendskab til det faglige indhold af de obligatoriske kurser på 1. år af bacheloruddannelsen i de fysiske fag samt forudgående kurser på specialiseringen i Geofysik, især kurset Atmosfærefysik
Kurset omfatter forelæsninger, regneøvelser, computerøvelser med ”rigtige” data, og computerøvelser med simplificerede modeller.
Den studerende må ikke have bestået et (eller begge) af følgende kurser: Dynamisk Meteorologi 1, Dynamisk Meteorologi 2.
Løbende feedback i undervisningsforløbet
Point
7,5 ECTS
Prøveform
Mundtlig prøve, 25 minutter
Den mundtlige eksamen er uden forberedelse og har en varighed på ca. 25 minutter og består i en eksamination i et trukket, kendt spørgsmål, som offentliggøres mindst en uge inden eksamen.
Hjælpemidler
Kun visse hjælpemidler tilladt

Medbragte noter er tilladt.

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

Samme prøveform som den ordinære eksamen.

Kriterier for bedømmelse

se målbeskrivelser

  • Kategori
  • Timer
  • Forelæsninger
  • 35
  • Øvelser
  • 42
  • Eksamen
  • 0,5
  • Forberedelse
  • 128,5
  • I alt
  • 206,0