Pla docent de l'assignatura

 

 

Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Meteorologia Física

Codi de l'assignatura: 571391

Curs acadèmic: 2019-2020

Coordinació: Joan Bech Rustullet

Departament: Departament de Física Aplicada

crèdits: 5

Programa únic: S

 

 

Consideracions prèvies

 

Arxius de dades meteorològiques.

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 125

 

Activitats presencials

50

 

-  Teoria

 

35

 

-  Teoricopràctica

 

15

Treball tutelat/dirigit

25

Aprenentatge autònom

50

 

 

Recomanacions

 

Bon nivell en termodinàmica. Conceptes de radiació electromagnètica.

 

 

Competències que es desenvolupen

 

— Capacitat d’analitzar críticament el rigor dels desenvolupaments teòrics i la fiabilitat de les observacions en el camp de la meteorologia.

— Capacitat de conèixer i entendre en profunditat els principals processos físics i les interaccions que donen lloc als fenòmens meteorològics.

— Anàlisi i interpretació de dades meteorològiques.

— Ús de diagrames meteorològics.

 

 

 

 

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

— Introduir-se en l’estudi de les ciències atmosfèriques: metodologia i eines.
— Estudiar els fenòmens i processos englobats en la meteorologia física, és a dir, les fonts d’energia del sistema Terra-atmosfera, els intercanvis radiatius i el balanç energètic global, els processos termodinàmics, la formació de núvols i precipitació, els processos microfísics involucrats i també els fenòmens elèctrics, tant en bon temps com en tempestes.
— Ensinistrar-se en la mesura i representació de les variables meteorològiques, en particular de la radiació solar, temperatura, pressió atmosfèrica, humitat i vent, així com en l’obtenció i la interpretació de perfils obtinguts a partir del radiosontatge atmosfèric.
— Ser capaç de resoldre problemes pràctics referits al balanç radiatiu del sistema Terra-atmosfera, la termodinàmica de l’atmosfera i la formació de núvols i precipitació.

 

 

Blocs temàtics

 

1. Introducció

*  Origen i composició de l’atmosfera terrestre. Generalitats sobre altres atmosferes planetàries. Variables meteorològiques: trets generals de la distribució horitzontal i vertical. Divisió vertical de l’atmosfera. Estructura i propietats generals de la troposfera, de l’estratosfera, de la mesosfera i de la termosfera. Masses d’aire i fronts: origen i evolució

2. Radiació atmosfèrica

*  Lleis de cos negre. Radiació solar i terrestre. Interacció radiació-gasos atmosfèrics. Aerosols. Llei de Beer i equació de Schwarzchild. Paràmetres òptics d’aerosols. Balanç radiatiu local i global. Efecte d’hivernacle. Models de transferència radiativa. Òptica atmosfèrica: dispersió, refracció i difracció. Miratges

3. Termodinàmica atmosfèrica

*  Equació d’estat de l’aire sec i humit. Temperatura virtual. Índex d’humitat. L’equació hidroestàtica: validesa de la seva aplicació. Fórmules baromètriques i hipsomètriques. Evolució adiabàtica de l’aire sec. Estabilitat d’estratificació. Saturació i condensació del vapor d’aigua a l’atmosfera. Refredament isobàric: formació de boires de radiació. Saturació i condensació per mescla de masses d’aire i per ascens adiabàtic. Nivells de condensació per elevació i per mescla. Evolucions pseudoadiabàtiques. Inestabilitat condicional. Índexs d’inestabilitat

4. Física de núvols

*  Processos fonamentals de la formació de núvols. Estructura i classificació dels núvols. Núvols d’ascens forçat i núvols convectius. Nuvolositat associada als fronts. Microfísica dels canvis de fase a l’atmosfera. Nucleació homogènia i heterogènia. Nuclis de condensació. Estructura de l’aerosol nuvolós. Creixement de gotes de núvol per difusió i per xoc. Nucleació en fase de gel. Modes d’actuació i estructura dels nuclis de gel. Creixement de cristalls. El fenomen de la destil·lació en núvols amb aigua en subfusió (procés Bergeron). Modificació artificial de núvols i precipitació. El paper dels núvols en el balanç d’energia del planeta

5. Processos de precipitació

*  Els hidrometeors. Iniciació de la precipitació en núvols freds: procés Bergeron. Precipitació en núvols calents. Estructura de la precipitació líquida. Distribució de grandàries de les gotes. Intensitat de pluja i reflectivitat radar. Organització i distribució espacial de la precipitació. Precipitació generalitzada i convectiva. Evolució de les cèl·lules convectives. Tempestes: estructura meteorològica. Tempestes de massa d’aire i tempestes multicel·lulars. Supercèl·lules i temps perillós associat

6. Electricitat atmosfèrica

*  El camp elèctric atmosfèric. Diferents processos de formació dels ions atmosfèrics. Corrents elèctrics en bon temps. Fenòmens elèctrics en tempestes. Mecanismes de separació de càrregues als núvols. Corrents de descàrrega. Efecte corona i focs de Sant Elm. Descàrrega per llamps i esperits vermells (‘sprites’). Corrents de precipitació. El circuit global elèctric a l’atmosfera

7. Pràctiques i problemes

*  1. Càlculs de diverses variables amb les dades de l’estació meteorològica de l’observatori del Departament

2. Radiosondatge atmosfèric: determinació de diverses variables termodinàmiques, nivells de condensació i d’índexs d’inestabilitat

Problemes dels diversos blocs temàtics

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

Classes presencials utilitzant la pissarra i projeccions de figures i esquemes en PowerPoint.

Pràctiques instrumentals dutes a terme en el laboratori de Meteorologia i a l’observatori meteorològic del Departament.

Pràctiques i resolució de problemes referents a les diverses parts de l’assignatura.

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

Resolució de problemes, exercicis i qüestions de les diverses parts de l’assignatura fets al llarg del semestre. L’avaluació continuada contribueix al 40 % de la qualificació final i el 60 % restant correspon a un examen final de teoria i problemes. Per poder aprovar l’assignatura cal obtenir com a mínim un 3,5 a l’examen final.

 

Avaluació única

Examen final de teoria i problemes.