20980 דינמיקה אטמוספרית

4 נקודות זכות ברמה מתקדמת ללא אפשרות לכתיבת עבודה סמינריונית

שיוך: תואר ראשון / מדעים / מדעי הטבע / מדעי כדור-הארץ

מחלקה: המחלקה למדעי הטבע

דרישות קדם

תנאי קבלה: 36 נ"ז קודמות במדעים ובכללן הקורסים: מבוא למטאורולוגיה, יסודות הפיסיקה (או יסודות הפיסיקה א + יסודות הפיסיקה ב), חשבון דיפרנציאלי ואינטגרלי א, וכן פטור מקורסי שפה באנגלית ועמידה בדרישות ההדרכה הביבליוגרפית בספרייה. 
ידע קודם מומלץ: תורת האקלים, מבוא לאוקיינוגרפיה, חשבון דיפרנציאלי ואינטגרלי ב. 

שפת ההוראה

עברית

תיאור הקורס ומטרותיו

האטמוספירה היא שכבת האוויר המקיפה את כדור הארץ ונמצאת בתנועה מתמדת, תנועה היוצרת את תופעות מזג האוויר ואת שינויי האקלים. בקורס נבחן כיצד חוקים פיזיקליים מכתיבים את מבנה הזרימה האטמוספרית, ונלמד לזהות את הסדר בתוך המערכת המורכבת של הדינמיקה האטמוספרית.
מטרות הקורס הן להקנות הבנה של מבנה הסירקולציה הגלובלית, להציג את משוואות התנועה ואת העקרונות הפיזיקליים העומדים בבסיסן, ולהראות כיצד ניתן להסביר תופעות אקלימיות ומטאורולוגיות באמצעות ניתוח תיאורטי ותצפיתי.

ידע כישורים ומיומנויות שירכשו בקורס (תוצרי הלמידה)

• הבנה פיזיקלית-מתמטית של תהליכי הזרימה באטמוספרה.
• יכולת לפתח את משוואות התנועה וליישם קירובים פיזיקליים רלוונטיים.
• זיהוי והסבר של תופעות מזג אוויר ואקלים על בסיס עקרונות דינמיים.
• יכולת לשלב בין תיאוריה לבין נתונים תצפיתיים לצורך ניתוח מערכות אטמוספריות.
• פיתוח חשיבה אנליטית להבנת תהליכים גלובליים ומקומיים באטמוספרה.

שיטת ההוראה

הרצאות פרונטליות, תרגולים חישוביים, ניתוח נתונים תצפיתיים, ופתרון בעיות המבוססות על משוואות התנועה ועל הקירובים הפיזיקליים.

נושאי הלימוד

• מבנה הסירקולציה האטמוספרית: אזורי האקלים, מאזן האנרגיה, תופעות מטאורולוגיות אופייניות לאזורים השונים.
• רקע פיזיקלי-מתמטי: כוח גרדיאנט הלחץ, גרביטציה, מערכת קואורדינטות כדורית, כוחות מדומים במערכת מסתובבת.
• משוואות התנועה: משוואת הגז האידיאלי, משוואת הרציפות, משוואות התנועה בשלושה מימדים, משוואת החום.
• קירובים וחוקי שימור: שימור אנרגיה, שימור ערבוליות פוטנציאלית, קירוב גיאוסטרופי, קירוב הידרוסטטי, יחס הרוח התרמלית.
• גלים באטמוספרה: רקע מתמטי-פיזיקלי לתורת הגלים, גלי גרביטציה, גלי רוסבי, אי-יציבות ברוקלינית, גלים טרופיים.
• הסירקולציה הגלובלית: תאי הסירקולציה, זרם הסילון, מחזור האנרגיה של לורנץ, אינטראקציה בין גלים לזרימה הממוצעת, הסירקולציה הטרופית.
• מערכות אטמוספריות: שקעים חזיתיים, גלים סטאציונריים, מערכות מונסון, אל-ניניו והתנודה הדרומית, סופות טרופיות והוריקנים.