1. Opintojakson nimi
Ilmakehän termodynamiikka
Atmosfärens termodynamik
Atmospheric Thermodynamics
2. Opintojakson tunniste (koodi)
FYS2032
Aikaisemmat leikkaavat opintojaksot 53604 Ilmakehän termodynamiikka, 5 op.
3. Opintojakso pakollisuus/valinnaisuus
Opintojaksosta vastaa fysikaalisten tieteiden kandiohjelma.
Opintojakso kuuluu pakollisena meteorologian aineopintokokonaisuuteen (FYS2500). Muilla fysikaalisten tieteiden opintosuunnilla opintojakson voi sisällyttää valinnaisiin aineopintoihin.
Opintojakso on tarjolla muiden koulutusohjelmien opiskelijoille. Muiden koulutusohjelmien opiskelijat voivat sisällyttää opintojakson fysikaalisten tieteiden opintokokonaisuuteen (FYS1900), meteorologian opintokokonaisuuteen (FYS1700) tai fysiikan aineopintokokonaisuuteen (FYS2700).
4. Opintojakson taso (alempi/ylempi/tohtori /eurooppalaisen viitekehyksen(EQF) tasot 6,7,8)
Kanditaso=alempi korkeakoulututkinto/EQF-taso 6. Aineopinnot.
5. Opintojakson suositeltu suoritusajankohta/vaihe
Suositeltu suoritusajankohta fysikaalisten tieteiden kandiohjelmassa: 2. opiskeluvuosi, periodit II. Katso tarkemmat opintosuuntakohtaiset ohjeet opintojen ajoitusmalleista.
6. Opintojakson järjestämisajakohta lukukauden/ periodin tarkkuudella
Opintojakso järjestetään joka vuosi syyslukukaudella 2. periodissa.
7. Opintojakson laajuus opintopisteinä
5 op
8. Opintojaksosta vastaava opettaja
Marja Bister
9. Opintojakson osaamistavoitteet
Ymmärtää ja osata soveltaa termodynamiikan yhtälöitä kostean ja faasimuutoksia kokevan kaasuseoksen, erityisesti ilman, tapauksessa.
Osata käyttää termodynaamisia diagrammeja.
Ymmärtää ilmakehän syvää kosteaa konvektiota kuvaavan ilmapakettimenetelmän ja sen puutteet.
10. Opintojakso toteutus
Kurssi suoritetaan pääsääntöisesti laskuharjoituksilla ja kurssikokeella
11. Edeltävät opinnot tai edeltävä osaaminen
Lukion fysiikan termodynamiikka (lämpöoppi). Kurssi FYS2031 Meteorologian ja säähavainnonteon perusteet.
12. Suositeltavat valinnaiset opinnot
Ilmakehän syvää kosteaa konvektiota käsitellään laajemmin kursseilla ATM351 Mesometeorology ja ATM356 Convective Weather Systems and Climate.
13. Opintojakson sisältö
Peruskäsitteet: tilanmuuttujat, kokonaisaikaderivaatta, sisäinen energia ja työ
Kuivan ilman termodynamiikka: Ideaalikaasulaki, termodynamiikan I pääsääntö, adiabaattiset prosessit, potentiaalilämpötila, entropia, termodynaamiset diagrammit
Kostean ilman termodynamiikka: ilman vesihöyrypitoisuuden mittoja, kostean ilman tilanyhtälö, virtuaali- ja tiheyslämpötila, kostean ilman ominaislämmöt, adiabaattiset prosessit kyllästymättömässä ilmassa
Kyllästystilassa olevan ilman termodynamiikka: Clausius-Clapeyronin yhtälö, kyllästystilan saavuttaminen, pseudo- ja kostea-adiabaattiset prosessit ja vastaavat lämpötilakäsitteet
Hydrostaattinen tasapaino, geopotentiaali, malli-ilmakehät
Staattinen tasapainotila, ilmapakettimenetelmä, Brunt-Väisälä taajuus, potentiaalinen epävakaisuus, konvektion alkukehitys ja ulottuminen syvempiin kerroksiin, vapaan konvektion taso ja neutraalin nosteen taso, CAPE, Ilmapakettimenetelmän puutteet
14. Suositeltava tai pakollinen kirjallisuus
Luentomoniste ja luentokalvot
15. Oppimista tukevat aktiviteetit ja opetusmenetelmät
Viikottaiset luennot ja laskuharjoitukset.
16. Arviointimenetelmät ja –kriteerit sekä arvosteluasteikko
Arvosteluasteikko 0-5.
Arvosana perustuu tenttiin (75%) ja laskuharjoituksiin (25%). 45% kokonaispistemäärästä tarvitaan arvosanaan 1/5. 85% kokonaispistemäärästä tarvitaan arvosanaan 5/5.
17. Opetuskieli
suomi