Αριθμητική Πρόγνωση Καιρού

Πληροφορίες Μαθήματος
ΤίτλοςΑριθμητική Πρόγνωση Καιρού / Numerical Weather Forecast
ΚωδικόςGMCM305Y
ΣχολήΘετικών Επιστημών
ΤμήμαΓεωλογίας
Κύκλος / Επίπεδο2ος / Μεταπτυχιακό
Περίοδος ΔιδασκαλίαςΧειμερινή
Υπεύθυνος/ηΙωάννης Πυθαρούλης
Γνωστικό ΑντικείμενοΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑΣ
Χαρακτηρισμός ΜαθήματοςΜαθήματα Τμήματος
ΚοινόΝαι
ΚατάστασηΕνεργό
Course ID40001944

Πληροφορίες Τάξης
ΤίτλοςΑριθμητική Πρόγνωση Καιρού
Ακαδημαϊκό Έτος2019 – 2020
Περίοδος ΤάξηςΧειμερινή
Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ
Ώρες Εβδομαδιαία2
Class ID
600152858
Τύπος Μαθήματος
  • Επιστημονικής Περιοχής
Κατηγορία Μαθήματος
Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού
Τρόπος Παράδοσης
  • Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Erasmus
Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές προγραμμάτων ανταλλαγής.
Γλώσσα Διδασκαλίας
  • Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
  • Αγγλικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Γενικές Προαπαιτήσεις
Γνώση Η/Υ και Μαθηματικών
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα είναι ικανοί: 1) Να κατανοούν τη χρησιμότητα και τη λειτουργία ενός αριθμητικού μοντέλου πρόγνωσης καιρού 2) Να σχεδιάζουν τα κατάλληλα αριθμητικά πειράματα/προσομοιώσεις για πρόγνωση/ανάλυση καιρού 3) Να γράφουν προγράμματα σε γλώσσα Fortran για την προσομοίωση της διάδοσης ατμοσφαιρικών κυμάτων/διαταραχών με την εφαρμογή των κατάλληλων αριθμητικών μεθόδων. 4) Να κατανοούν και να εντοπίζουν τα σφάλματα των αριθμητικών μοντέλων πρόγνωσης καιρού και να γνωρίζουν τις μεθόδους αντιμετώπισής τους
Γενικές Ικανότητες
  • Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Αυτόνομη εργασία
Περιεχόμενο Μαθήματος
Εισαγωγή: Γενική περιγραφή αριθμητικών μοντέλων, Ιστορικά στοιχεία, Εφαρμογές, Εξισώσεις: Οι Θεμελιώδεις Εξισώσεις, προγνωστικές και διαγνωστικές εξισώσεις, Αριθμητικές μέθοδοι: σφάλματα στρογγύλευσης και αποκοπής, σχήματα πεπερασμένων διαφορών, εξίσωση γραμμικής μεταφοράς, εξίσωση διάχυσης, εξίσωση μη-γραμμικής μεταφοράς, συνθήκη ευστάθειας, λανθασμένη μεταφορά ενέργειας (aliasing) και μη-γραμμική αστάθεια, φασματικές μέθοδοι, χρονική διαφόριση, Πλέγματα: Οριζόντια πλέγματα, οριζόντια διακριτοποίηση, εναλλασόμενα πλέγματα του Arakawa, Γκαουσιανά πλέγματα, οριακές συνθήκες, επιλογή πλέγματος, τρόποι εμφώλευσης πλεγμάτων, κατακόρυφες συντεταγμένες (σίγμα – Eta – Ισεντροπικές συντεταγμένες), Οριακές συνθήκες στο έδαφος/θάλασσα (κατανομή ξηράς/θάλασσας, τοπογραφία, φυτοκάλυψη, χρήσεις γης), Παραμετροποιήσεις φυσικών διεργασιών: ενεργειακό ισοζύγιο στην επιφάνεια, σχήματα εδάφους, ροές υγρασίας και θερμότητας στο έδαφος, διαδικασίες υγροποίησης (σχήματα μικροφυσικής, σχήματα κατακόρυφης μεταφοράς, χειρισμός χιονιού), αλληλεπίδραση ατμόσφαιρας/θάλασσας - ιξώδες υπόστρωμα, Στοχαστική πρόγνωση (Ensemble Forecasting): ανάλυση, διαδικασίες επιχειρησιακής πρόγνωσης καιρού, αφομοίωση δεδομένων, σφάλματα προγνώσεων, στοχαστικές μέθοδοι (poor man’s ensemble, LAF, Ensemble Prediction System), Μοναδιαία διανύσματα, διαθέσιμα προγνωστικά προϊόντα.
Λέξεις Κλειδιά
Αριθμητική πρόγνωση καιρού, μετεωρολογικά αριθμητικά μοντέλα, ευστάθεια μοντέλου, πλέγματα, φυσικές παραμετροποιήσεις, σφάλματα αριθμητικών μοντέλων, στοχαστική πρόγνωση καιρού
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
  • Σημειώσεις
  • Διαφάνειες
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
  • Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
  • Χρήση Τ.Π.Ε. στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση
  • Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
Περιγραφή
Διαλέξεις με τη χρήση του Powerpoint και του διαδικτύου, χρήση Η/Υ και της γλώσσας Fortran για τη δημιουργία προγραμμάτων, επικοινωνία με email
Οργάνωση Μαθήματος
ΔραστηριότητεςΦόρτος ΕργασίαςECTSΑτομικάΟμαδικάErasmus
Διαλέξεις200,7
Εργαστηριακή Άσκηση60,2
Σύνολο260,9
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Γραπτές εξετάσεις, ασκήσεις (κατ'οίκον), παρουσιάσεις
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
  • Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
  • Γραπτή Εργασία (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
  • Γραπτή Εξέταση με Επίλυση Προβλημάτων (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
Βιβλιογραφία
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
“Mesoscale Meteorological Modeling”. Roger Pielke Sr. “Numerical Prediction and Dynamic Meteorology”. G.Haltiner and R.T.Williams “Numerical Recipes in Fortran. The Art of Scientific Computing”. W.H.Press, S.A.Teukolsky, W.T.Vetterling, B.P.Flannery “An Introduction to Dynamic Meteorology”. J.R.Holton
Τελευταία Επικαιροποίηση
11-12-2019