Αριθμητική Πρόγνωση Καιρού

Πληροφορίες Μαθήματος
ΤίτλοςΑριθμητική Πρόγνωση Καιρού / Numerical Weather Prediction
ΚωδικόςNGMCM202Y
ΣχολήΘετικών Επιστημών
ΤμήμαΓεωλογίας
Κύκλος / Επίπεδο2ος / Μεταπτυχιακό
Περίοδος ΔιδασκαλίαςΧειμερινή/Εαρινή
ΚοινόΌχι
ΚατάστασηΕνεργό
Course ID600025534

Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΜΣ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑ, ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ 2024-2029

Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 11
ΚατεύθυνσηΤύπος ΠαρακολούθησηςΕξάμηνοΈτοςECTS
ΚΟΡΜΟΣΥποχρεωτικό217
Πληροφορίες Τάξης
ΤίτλοςΑριθμητική Πρόγνωση Καιρού
Ακαδημαϊκό Έτος2025 – 2026
Περίοδος ΤάξηςΕαρινή
Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ
Ώρες Εβδομαδιαία3
Ώρες Συνολικά39
Class ID
600281681
Τύπος Μαθήματος
Ειδικού Υποβάθρου
Τρόπος Παράδοσης
  • Πρόσωπο με πρόσωπο
  • Eξ απoστάσεως εκπαίδευση
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Γλώσσα Διδασκαλίας
  • Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Με το πέρας του μαθήματος ο/η φοιτητής/τρια θα είναι ικανός/η να: 1) κατανοεί τη χρησιμότητα και τη λειτουργία ενός αριθμητικού μοντέλου πρόγνωσης καιρού. 2) κατανοεί και εφαρμόζει τις μεθοδολογίες αριθμητικής πρόγνωσης καιρού. 3) μπορεί να πραγματοποιήσει πρόγνωση καιρού. 4) σχεδιάσει τα κατάλληλα αριθμητικά πειράματα/προσομοιώσεις για πρόγνωση/ανάλυση καιρού. 5) γράφει προγράμματα Η/Υ για την προσομοίωση της διάδοσης ατμοσφαιρικών κυμάτων/διαταραχών με την εφαρμογή των κατάλληλων αριθμητικών μεθόδων. 6) κατανοεί και να εντοπίζει τα σφάλματα των αριθμητικών μοντέλων πρόγνωσης καιρού και να γνωρίζει 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
  • Ομαδική εργασία
  • Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
Περιεχόμενο Μαθήματος
Εισαγωγή: γενικά χαρακτηριστικά αριθμητικών μοντέλων πρόγνωσης καιρού, ιστορικά στοιχεία, εφαρμογές. Εξισώσεις: Οι Θεμελιώδεις Εξισώσεις, προγνωστικές και διαγνωστικές εξισώσεις, υδροστατικά και μη-υδροστατικά μοντέλα. Αριθμητικές μέθοδοι: σφάλματα στρογγύλευσης και αποκοπής, σχήματα πεπερασμένων διαφορών, εξίσωση γραμμικής μεταφοράς, εξίσωση διάχυσης, μη-γραμμική μεταφορά, έλεγχος ευστάθειας, λανθασμένη μεταφορά ενέργειας (aliasing) και μη-γραμμική αστάθεια, φασματικές μέθοδοι, χρονική διαφόριση. Οριζόντια πλέγματα και Κατακόρυφη δομή: Η έννοια του σημείου πλέγματος, οριζόντια διακριτοποίηση, εναλλασσόμενα πλέγματα του Arakawa, Γκαουσιανά πλέγματα, οριακές συνθήκες, επιλογή περιοχής ολοκλήρωσης, τρόποι εμφώλευσης πλεγμάτων, κατακόρυφες συντεταγμένες, οριακές συνθήκες στο έδαφος/θάλασσα (κατανομή ξηράς/θάλασσας, τοπογραφία, χρήσεις γης). Παραμετροποιήσεις φυσικών διεργασιών: ενεργειακό ισοζύγιο στην επιφάνεια, σχήματα εδάφους, ροές υγρασίας και θερμότητας από την επιφάνεια, ιξώδες υπόστρωμα, διαδικασίες υγροποίησης (σχήματα μικροφυσικής, σχήματα κατακόρυφης μεταφοράς, χειρισμός χιονιού). Στοχαστική πρόγνωση: η πλεγματική ανάλυση, διαδικασίες επιχειρησιακής πρόγνωσης καιρού, αφομοίωση δεδομένων, σφάλματα προγνώσεων, στοχαστικές μέθοδοι πρόγνωσης καιρού, μοναδιαία διανύσματα, διαθέσιμα προγνωστικά προϊόντα. Ανάλυση των τελευταίων διαθέσιμων αριθμητικών προγνώσεων καιρού.
Λέξεις Κλειδιά
Αριθμητική πρόγνωση καιρού, μετεωρολογικά αριθμητικά μοντέλα, ευστάθεια μοντέλου, πλέγματα, φυσικές παραμετροποιήσεις, σφάλματα αριθμητικών μοντέλων, στοχαστική πρόγνωση καιρού
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
  • Σημειώσεις
  • Διαφάνειες
  • Βιβλιογραφία
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
  • Χρήση Τ.Π.Ε. στην Αξιολόγηση των Φοιτητών
Περιγραφή
1) Το σύνολο των παραδόσεων πραγματοποιείται μέσω powerpoint και διατίθεται σε ηλεκτρονική μορφή στους/στις φοιτητές/τριες μέσω της ιστοσελίδας του μαθήματος (elearning). 2) Απαιτείται χρήση Η/Υ και γλώσσας προγραμματισμού (π.χ. Fortran) για την επίλυση των εργασιών κατ'οίκον. 3) Ο διδάσκων επικοινωνεί με τους/τις φοιτητές/τριες μέσω email, elearning & Zoom. 4) Η αξιολόγηση του μαθήματος γίνεται με ηλεκτρονικό τρόπο μέσω της ΜΟ.Δ.ΙΠ.
Οργάνωση Μαθήματος
ΔραστηριότητεςΦόρτος ΕργασίαςECTSΑτομικάΟμαδικάErasmus
Διαλέξεις117✓
Σεμινάρια3✓
Συγγραφή εργασίας / εργασιών32✓
Εξετάσεις3✓
Συλλογή, περιγραφή και ερμηνεία των τελευταίων διαθέσιμων αριθμητικών προγνώσεων καιρού.55✓
Σύνολο210
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
1. Γραπτή Εξέταση με ερωτήσεις σύντομης ή εκτεταμένης απάντησης και με επίλυση προβλημάτων (80%) με θέματα ενιαία από τη θεωρία και τις ασκήσεις. 2. Γραπτές εργασίες σε θέματα αριθμητικών μεθόδων (20%).
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
  • Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
  • Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Εκτεταμένης Απάντησης (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
  • Γραπτή Εργασία (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
  • Προφορική Εξέταση (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 - “Dynamical meteorology. An introductory selection”. B.W.Atkinson. Chapter 14 "Numerical modelling of the atmosphere". A.J. Gadd - "Εισαγωγή στη φυσική της ατμόσφαιρας και την κλιματική αλλαγή". Π. Κατσαφάδος, Η. Μαυροματίδης Κεφάλαιο 6: ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΠΡΟΓΝΩΣΗ ΚΑΙΡΟΥ - "A Description of the Advanced Research WRF Model Version 4". Skamarock et al. https://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/technote/v4_technote.pdf User’s Guides for the Advanced Research WRF (ARW) Modeling System, Version 4 https://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/user_guide_v4/contents.html - Υλικό από το διαδίκτυο (ιστοσελίδες με εκπαιδευτικό υλικό, μετεωρολογικές παρατηρήσεις, χάρτες καιρού και προγνώσεις καιρού).
Τελευταία Επικαιροποίηση
22-08-2025