Guía docente de Meteorología Física Avanzada (M40/56/1/12)
Máster
Módulo
Rama
Centro Responsable del título
Semestre
Créditos
Tipo
Tipo de enseñanza
Profesorado
- Yolanda Castro Díez
- Sonia Raquel Gámiz Fortis
Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)
- Atmósfera terrestre.
- Balance de radiación.
- Efecto invernadero.
- Saturación del aire.
- Condensación del vapor de agua.
- Estabilidad atmosférica.
- Aerosoles atmosféricos.
- Nubes.
Prerrequisitos y/o Recomendaciones
- Comprensión de textos en inglés científico.
- Conocimientos fundamentales de Fluidos, Termodinámica, Óptica y Electromagnetismo.
Competencias
Competencias Básicas
- CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
- CB7. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
- CB8. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
- CB9. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
- CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
Competencias Generales
- CG01. Realizar experimentos de forma independiente y describir, analizar y evaluar críticamente los datos obtenidos.
- CG02. Identificar los elementos esenciales de un proceso o una situación compleja, y a partir de ellos construir un modelo simplificado y realizar estimaciones sobre su evolución futura.
- CG03. Idear la forma de comprobar la validez de un modelo e introducir las modificaciones necesarias cuando se observen discrepancias entre las predicciones del modelo y las observaciones.
- CG06. Elaborar adecuadamente y con cierta originalidad composiciones escritas o argumentos motivados, de redactar planes, proyectos de trabajo o artículos científicos o de formular hipótesis razonables.
Competencias Específicas
- CE08. Identificar y caracterizar las propiedades de los diferentes subsistemas meteorológicos y climáticos.
- CE09. Conocer y valorar las aportaciones de los diferentes métodos meteorológicos y climáticos al conocimiento de la Atmósfera.
- CE10. Analizar los distintos procesos meteorológicos o climáticos y sus diferentes escalas espacio-temporales, junto con las teorías y leyes que los rigen y los modelos que tratan de explicar o predecir las observaciones.
- CE11. Comprender los procesos medioambientales actuales y los posibles riesgos asociados con los procesos meteorológicos y aplicar los métodos y técnicas para su estudio y evaluación.
- CE12. Conocer técnicas exploratorias de recursos energéticos como la energía solar o la eólica.
Competencias Transversales
- CT01. Mostrar interés por la calidad y la excelencia en la realización de diferentes tareas.
- CT03. Tener un compromiso ético y social en la aplicación de los conocimientos adquiridos.
- CT04. Ser capaz de trabajar en equipos interdisciplinarios para alcanzar objetivos comunes desde campos expertos diferenciados.
Resultados de aprendizaje (Objetivos)
- El alumno sabrá/comprenderá:
- La composición de la atmósfera y su estructura.
- Los procesos de absorción, emisión y dispersión.
- Las leyes del transporte radiativo.
- La radiación solar y la radiación térmica.
- El balance de radiación.
- El efecto invernadero.
- Las características del aire seco y su ecuación de estado.
- Los diagramas termodinámicos y su uso en Meteorología.
- El proceso de expansión adiabática para el aire.
- Los índices de humedad.
- Los métodos de medida de la humedad.
- El aire húmedo y su ecuación de estado.
- El concepto de temperatura virtual, su utilidad y cálculo.
- Los diferentes mecanismos de saturación en la atmósfera.
- El concepto de temperatura del punto de rocío, su utilidad y cálculo.
- El concepto de temperatura del termómetro húmedo, su utilidad y cálculo.
- El concepto de temperatura equivalente, su utilidad y cálculo.
- El proceso de expansión adiabática del aire saturado.
- El proceso de evolución pseudoadiabática.
- Los procesos de mezcla en la atmósfera.
- El equilibrio estático y el balance hidrostático.
- La estabilidad e inestabilidad vertical.
- El análisis de la estabilidad aplicando los criterios finitos de estabilidad.
- La inestabilidad potencial.
- La inestabilidad latente, distinguiendo entre efectiva y falsa.
- La inestabilidad convectiva y la determinación del nivel de condensación por convección.
- Los aerosoles atmosféricos y su clasificación según tamaño y origen.
- La microfísica de nubes cálidas.
- Los procesos de crecimiento de gotas.
- Los núcleos de condensación.
- La microfísica de nubes frías.
- Los núcleos de hielo.
- Los procesos de crecimiento de cristales de hielo.
- Las nubes y nieblas, su clasificación y los mecanismos de formación.
- Las diferentes formas de precipitación.
- Los procesos de modificación artificial de las nubes.
- El papel de los aerosoles y las nubes en el clima.
- El campo eléctrico de la Tierra y los efectos eléctricos atmosféricos.
- Los fenómenos ópticos: arco iris, halo, corona, espejismo, irisaciones.
- La propagación del sonido en la atmósfera.
- Tras cursar esta materia los estudiantes han de ser capaces de:
- Calcular los parámetros orbitales de la tierra y del sol.
- Calcular los valores de insolación en la superficie de la tierra para un instante o periodo de tiempo dado.
- Realizar cálculos de transferencia radiativa en la atmósfera terrestre.
- Representar un sondeo aerológico real en el diagrama oblicuo.
- Caracterizar el estado del aire en un nivel determinado.
- Estudiar la estabilidad vertical del aire mediante el uso del diagrama oblicuo.
- Realizar cálculos sobre la formación y el crecimiento de gotas y cristales de hielo.
- Calcular parámetros temporales y espaciales en procesos de lluvia y nieve.
- Elaborar informes de las actividades prácticas desarrolladas.
Programa de contenidos Teóricos y Prácticos
Teórico
- Tema 1. COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA TERRESTRE.
- Atmósfera: composición atmosférica. Distribución de la masa atmosférica y de los constituyentes gaseosos. Partículas cargadas. Distribución de temperatura. Observaciones meteorológicas.
- Tema 2.- RADIACIÓN ATMOSFÉRICA. BALANCE DE RADIACIÓN.
- Procesos de absorción, emisión y dispersión. Transporte radiativo. Radiación solar. Radiación térmica. Balance de radiación. Efecto invernadero.
- Tema 3.- AIRE SECO. AIRE HÚMEDO.
- Aire seco. Ecuación de estado. Diagramas termodinámicos. Expansión adiabática. Índices de humedad. Medida de la humedad. Aire húmedo. Ecuación de estado. Temperatura virtual.
- Tema 4.- SATURACIÓN Y CONDENSACIÓN DEL AIRE HÚMEDO.
- Mecanismos de saturación. Temperatura del punto de rocío. Temperatura del termómetro húmedo. Temperatura equivalente. Expansión adiabática del aire saturado. Evolución pseudoadiabática. Procesos de mezcla.
- Tema 5.- EQUILIBRIO VERTICAL EN LA ATMÓSFERA. ESTABILIDAD
- Equilibrio estático y balance hidrostático. Estabilidad e inestabilidad vertical. Análisis de la estabilidad. Criterios finitos de estabilidad. Inestabilidad potencial. Inestabilidad latente. Inestabilidad convectiva. Nivel de condensación por convección.
- Tema 6.- AEROSOLES ATMOSFÉRICOS Y MICROFÍSICA DE NUBES
- Aerosoles atmosféricos: clasificación según tamaño y origen. Microfísica de nubes cálidas. Procesos de crecimiento de gotas. Núcleos de condensación. Microfísica de nubes frías. Núcleos de hielo. Crecimiento de cristales de hielo.
- Tema 7.- NIEBLAS, NUBES Y PRECIPITACIÓN
- Nubes. Nieblas. Clasificación. Mecanismos de formación. Formas de precipitación. Modificación artificial de las nubes y la precipitación. Papel de los aerosoles y las nubes en el clima.
Práctico
- Práctica 1.- Cálculo de parámetros orbitales y de valores de insolación.
- Práctica 2.- Cálculos de transferencia radiativa en la atmósfera terrestre.
- Práctica 3.- Representación de un sondeo aerológico real en el diagrama oblicuo. Caracterización del estado del aire en un nivel determinado.
- Práctica 4.- Estudio de la estabilidad vertical del aire mediante el uso del diagrama oblicuo.
- Práctica 5.- Cálculos de formación y crecimiento de gotas y cristales de hielo.
- Práctica 6.- Cálculos de parámetros temporales y espaciales en procesos de lluvia y nieve.
Bibliografía
Bibliografía fundamental
- Haltiner, G.J. and Martin, F.L., Meteorología Dinámica y Física, I. N. Meteorología, Madrid, 1990.
- Holton, J.R., An introduction to dynamical meteorology. Academic Press Inc., 4ª edición, U.S.A., 2004.
- Retallack, B.J., Compendio de Meteorología, Vol.I, Parte 2 – Meteorología Física, Organización Meteorológica Mundial, Nº 364, Suiza, 1974.
- Wallace, J.M. and Hobbs, P.V., Atmospheric Science. An Introductory Survey, 2ª edición, Academic Press, Canadá, 2006.
Bibliografía complementaria
- Ahrens, C.D., Meteorology Today: an introduction to weather, climate and the environment, Ninth Edition, Brooks/Cole, Belmont, CA, USA, 2009.
- Barry, R.G. and Chorley, R.J., Atmósfera, tiempo y clima. Omega S.A., Barcelona, 1999.
- Hobbs, P.V. and Deepak, A., Clouds, their formation, optical properties and effects. Academic Press, New York, 1981.
- Houghton, J.T., The Physics of Atmospheres, 3ª edición, Cambridge University Press, 2002.
- Iribarne, J.V. and Godson, W.L., Termodinámica de la atmósfera, 1996, INM, 1996.
- Lutgens, F.K. and Tarbuck, E.J., The atmosphere, 12th Edition, Pearson, Boston, USA, 2013.
- Mason, B.J. The physics of clouds. 2ª edición. Oxford University Press, Oxforf, 1971.
- McIntosh, D.H. and Thom, A.S., Meteorología básica, Alhambra, Madrid, 1983.
- Petty, G.W., A first course in Atmospheric Thermodynamics, Sundog Publishing, Madison, 2009.
- Rogers, R.R. Física de las nubes. Reverté, Barcelona, 1977.
- Salby, M., Fundamentals of Atmospheric Physics, Academic Press, San Diego, 1996.
Enlaces recomendados
- http://www.ecn.ac.uk/
- http://www.ecmwf.int/
- https://www.uea.ac.uk/groups-and-centres/climatic-research-unit
- http://www.aemet.es/es/portada
- http://www.ametsoc.org/
- http://www.ipcc.ch
- http://www.wmo.ch
- http://www.ncdc.noaa.gov/
- http://www.globalchange.gov/
- http://www.rmets.org/
- https://www.meted.ucar.edu/index.php
- http://edgcm.columbia.edu/
Metodología docente
- MD01 Lección magistral/expositiva
- MD02 Sesiones de discusión y debate
- MD03 Resolución de problemas y estudio de casos prácticos
- MD06 Ejercicios de simulación
- MD09 Realización de trabajos individuales
Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)
Evaluación Ordinaria
- Valoración de entregas de prácticas y problemas propuestos por el profesor (50% de la calificación final).
- Prueba escrita con preguntas teóricas y problemas, que se realizará en la fecha que fije la Comisión Académica, en la que el alumno deberá obtener una calificación mínima de 5 puntos (50% de la calificación final).
Evaluación Extraordinaria
- Examen final único teórico-práctico con preguntas sobre todos los temas impartidos en clase (100% de la calificación final).
Evaluación única final
- De acuerdo con la Normativa de Evaluación y de Calificación de los Estudiantes de la UGR, se contempla la realización de una evaluación única final a la que podrán acogerse aquellos estudiantes que no puedan cumplir con el método de evaluación continua por algunos de los motivos recogidos en el Artículo 8.
- Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura, en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad, o más tarde si hay causa sobrevenida, lo solicitará a través de la sede electrónica, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.
- Cuando el alumno opte por evaluación única final, ésta se realizará el día del Examen Final Ordinario mediante una prueba que cubrirá tanto los aspectos teóricos como prácticos del temario de la asignatura:
- Examen escrito de contenido teórico-práctico sobre todos los temas impartidos en clase (100% de la calificación final).
Información adicional
- Evaluación por incidencias.
Podrán solicitar evaluación por incidencias, los estudiantes que no puedan concurrir a las pruebas finales de evaluación o a las programadas en la Guía Docente con fecha oficial, por alguna de las circunstancias recogidas en el Artículo 9 de la Normativa de Evaluación y de Calificación de los Estudiantes de la UGR, siguiendo el procedimiento indicado en dicha normativa.
- Alumnos con necesidades específicas de apoyo educativo (NEAE).
Siguiendo las recomendaciones de la CRUE y del Secretariado de Inclusión y Diversidad de la UGR, los sistemas de adquisición y de evaluación de competencias recogidos en esta Guía Docente se aplicarán conforme al principio de diseño para todas las personas, facilitando el aprendizaje y la demostración de conocimientos de acuerdo a las necesidades y la diversidad funcional del
alumnado. La metodología docente y la evaluación serán adaptadas al alumnado con NEAE, conforme al Artículo 11 de la Normativa de Evaluación y de Calificación de estudiantes de la UGR, publicada en el Boletín Oficial de la UGR nº 112, de 9 de noviembre de 2016.
Información de interés para estudiantado con discapacidad y/o Necesidades Específicas de Apoyo Educativo (NEAE): Gestión de servicios y apoyos (https://ve.ugr.es/servicios/atencion-social/estudiantes-con-discapacidad).