Physics of weather and climate

Wykład ma za zadanie zaznajomić słuchaczy z fizycznym opisem najważniejszych zjawisk zachodzących w atmosferze ziemskiej, które rządzą pogodą i klimatem.

Syllabus

1. Pogoda i klimat: deterministyczny i deterministyczno-stochastyczny opis zjawisk atmosferycznych.
2. Bilans energetyczny atmosfery. Transfer radiacyjny w atmosferze. Efekt cieplarniany. Równowaga konwekcyjno-radiacyjna. Rola aerozolu i chmur w bilansie energetycznym.
3. Podstawy termodynamiki atmosfery: stała gazowa powietrza suchego, wilgotnośc temperatura wirtualna. Równowaga hydrostatyczna atmosfery i temperatura potencjalna. Kondensacja i parowanie. Chmury i opady.
4. Podstawowe wiadomości o cyrkulacjach atmosferycznych. Wieloskalowość i oddziaływania międzyskalowe. Równania podstawowe (primitive equations). Przepływy w skali synoptycznej, przybliżenie geostroficzne. Turbulencja.
5. Cyrkulacje atmosferyczne i oceaniczne jako mechanizmy redystrybucji energii. Globalna cyrkulacja atmosfery i jej najważniejsze zaburzenia (monsuny, ENSO). Cyrkulacja termohalinowa oceanów.
6. Skale czasu procesów rządzących zmianami klimatu. Globalne zmiany klimatu: przyczyny naturalne i antropogeniczne.
7. Niestabilność przepływów atmosferycznych. Pojęcie przewidywalności zjawisk atmosferycznych (predictability). Problem niedokładnej znajomości stanu początkowego ("efekt motyla") i problem niepełnej znajomości systemu. Prognozowanie pogody i klimatu.

Literatura

http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Earth--Atmospheric--and-Planetary-Sciences/12-842Fall-2008/LectureNotes/index.htm 

wybrane zagadnienie z http://www.meted.ucar.edu/