Geofysisk Fluid Dynamik (GFD)


Semesterangivelse: Efterårs kursus Kurset udbydes i blok 2 Kurset udbydes i skemagruppe B Kurset giver 7,5 ETCS point

 


Udgave: Efterår 2012 NAT
Point: 7,5
Blokstruktur: 2. blok
Skemagruppe: B
Fagområde: fys

Semester:

2. år, 2. blok.
Omfang: Kurset afvikles med op til 3 perioder af 4 timer per uge i 7 uger.
Institutter: Niels Bohr Institute
Uddannelsesdel: Bachelor niveau
Kontaktpersoner: Eigil Kaas, kaas@gfy.ku.dk
Skema- oplysninger:  Vis skema for kurset
Samlet oversigt over tid og sted for alle kurser inden for Lektionsplan for Det Naturvidenskabelige Fakultet Efterår 2012 NAT
Undervisnings- periode: 19. november 2012 til 27. januar 2013.
Undervisnings- form:
Forelæsninger og regneøvelser.
Formål:
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.
Indhold: I kurset gennemgås hydrodynamikkens grundligninger. Betydningen af rotation og lagdeling gennemgås for geofysiske anvendelser, herunder geostrofisk balance, gradientvindbalance, termalvindligningen og Ekman spiralen.
Kompetence- beskrivelse:
Forståelse af de grundlæggende fælles mekanismer bag atmosfærens og havets strømning og sammenhængen med storskala strømningsforhold. 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.
Målbeskrivelse:
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.


Karakterbeskrivelse til 12: Karakteren 12 gives for den fremragende præstation, der demonstrerer udtømmende opfyldelse af ovennævnte mål, med ingen eller få uvæsentlige mangler.
Lærebøger: James R. Holton: An Introduction to Dynamic Meteorology, Fourth Edition, Academic Press, ISBN: 9780123540157.
Denne bog vil blive suppleret med noter og opgaver, der dækker de primært oceanografiske emner, som ikke er med i bogen.
Tilmelding:
Foregår på selvbetjeningen d. 15.maj - 1. juni.
Faglige forudsætninger:
svarende til det obligatoriske undervisningsforløb i de første 5 blokke af studiet samt indholdet af kurset Meteorologi og Oceanografi (MetOcean).
Eksamensform:
4 timers skriftlig eksamen med alle hjælpemidler, intern censur, bedømmes efter 7-trins-skalaen.
Reeksamen 4 timers skriftlig eksamen med alle hjælpemidler, intern censur, bedømmes efter 7-trins-skalaen.
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.
Eksamen: Skriftlig prøve den 25. januar 2013. Reeksamen: Skriftlig prøve den 19. april 2013. Ved 10 eller færre tilmeldte til reeksamen ændres eksamensformen til mundtlig prøve.
Kursus hjemmeside:
Undervisnings- sprog: Kun dansk
Sidst redigeret: 26/10-2012



Københavns Universitet