1. Opintojakson nimi
Ilmakehän virtausdynamiikan perusteet
Grunder i atmosfärens flödesdynamik
Introduction to Atmospheric Flow Dynamics
2. Opintojakson tunniste (koodi)
FYS2033
Aikaisemmat leikkaavat opintojaksot 53622 Ilmakehän virtausdynamiikan perusteet, 10 op.
3. Opintojakso pakollisuus/valinnaisuus
-mikä koulutusohjelma vastaa opintojaksosta
-mihin opintokokonaisuuteen opintojakso kuuluu
-onko opintojakso tarjolla muiden koulutusohjelmien opiskelijoille
4. Opintojakson taso (alempi/ylempi/tohtori /eurooppalaisen viitekehyksen(EQF) tasot 6,7,8)
Kanditaso=alempi korkeakoulututkinto/EQF-taso 6
5. Opintojakson suositeltu suoritusajankohta/vaihe
-suoritusajankohtaa voidaan suositella esim. tiettyjen opintojaksojen suorittamisen jälkeen
6. Opintojakson järjestämisajakohta lukukauden/ periodin tarkkuudella
-järjestetään kevät- tai syyslukukaudella, tai molemmilla
-mainitaan, mikäli opintojaksoa ei järjestetä joka vuosi
-periodi
7. Opintojakson laajuus opintopisteinä
10 op
8. Opintojaksosta vastaava opettaja
9. Opintojakson osaamistavoitteet
10. Opintojakso toteutus
Kurssi suoritetaan arvosteltavaksi palautettavilla laskuharjoituksilla ja kahdella kurssikokeella.
11. Edeltävät opinnot tai edeltävä osaaminen
Derivointi ja integrointi, piste- ja ristitulo sekä gradientti, divergenssi ja roottori (esim. kursseilta Matemaattiset apuneuvot I-II). Lisäksi fysiikan kursseilta inertiaali- ja epäinertiaali-koordinaatistot sekä aidot ja näennäisvoimat ja aaltoliikettä kuvaavat perussuureet: aallonpituus, taajuus, amplitudi ja vaihenopeus. Kurssilta Ilmakehän termodynamiikka erityisesti kuivan ilman termodynamiikka.
12. Suositeltavat valinnaiset opinnot
13. Opintojakson sisältö
- Ilmapaketteihin vaikuttavat aidot ja näennäisvoimat.
- Hydrostaattisen tasapaino, ilmakehän pystysuuntainen painejakauma, paine pystykoordinaattina ja geopotentiaali.
- Eulerilainen ja Lagrangelainen tarkastelutapa sekä advektion käsite.
- Liikeyhtälö vektorimuodossa sekä komponenteittain täydellisessä muodossa pallokoordinaatistossa.
- Liikeyhtälön suuruusluokka-analyysi, geostrofinen approksimaatio ja Rossby-luku.
- Jatkuvuusyhtälö eri muodoissaan.
- Ilmakehän termodynamiikka, potentiaalilämpötilan määritelmä ja staattinen stabiilius.
- Perusyhtälöt painekoordinaatistossa.
- Terminen tuuli, barokliinisyys ja barotrooppisuus
- Luonnollisen koordinaatiston tasapainovirtaukset: geostrofinen tuuli, syklostrofinen tuuli ja gradienttituuli.
- Trajektorit ja virtaviivat.
- Kinemaattinen menetelmä pystyliikkeen ja pintapainetendenssin määrittämiseen.
- Ageostrofisen tuulen yhtälö, erityisesti isallobaarinen ja advektiivinen ageostrofinen tuuli.
- Sirkulaatio, absoluuttinen ja suhteellinen pyörteisyys.
- Potentiaalipyörteisyyden määritelmä ja vaikutus ilmakehän virtauksiin.
- Pyörteisyysyhtälö.
- Sekundäärisirkulaatio (Ekmanin pumppaus) ilmakehän rajakerroksessa.
14. Suositeltava tai pakollinen kirjallisuus
Holton ja Hakim (2012, 5th edition): An Introduction to Dynamic Meteorology
15. Oppimista tukevat aktiviteetit ja opetusmenetelmät
Viikottaiset luennot, opiskelijan itsenäinen työskentely, viikoittain palautettavat laskuharjoitukset, joita lasketaan osittain opintopiirissä assistenttien tuella. Opintopiirissä esitetään myös selventäviä esimerkkitehtäviä. Laskuharjoitukset palautetaan ja ne pisteytetään. Kurssin kokonaistyömäärä on 270 (2 x 135) tuntia.
16. Arviointimenetelmät ja –kriteerit sekä arvosteluasteikko
Arvosanan määräytyminen (Fysiikan perusopetuksen pelisäännöt).
17. Opetuskieli
-kotimaiset kielet suomi/ruotsi