Fizyka atmosfery

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Fizyka atmosfery - nauka zajmująca się zastosowaniem fizyki do badania atmosfery ziemskiej i planetarnej.

Meteorologia (gr. metéōron (μετέωρον) - unoszący się w powietrzu, lógos (λόγος)- słowo, wiedza) - nauka zajmująca się badaniem zjawisk fizycznych i procesów zachodzących w atmosferze, szczególnie w jej niższej warstwie - troposferze. Bada, jak te procesy wpływają na przebieg procesów atmosferycznych i stan pogody na danym obszarze.Atmosfera — gazowa powłoka otaczająca planetę o masie wystarczającej do utrzymywania wokół siebie warstwy gazów w wyniku działania grawitacji. Ta definicja stosuje się do planet skalistych i księżyców. W przypadku gazowych olbrzymów, takich jak Jowisz, oraz gwiazd (por. atmosfera słoneczna) terminem atmosfery określa się tylko zewnętrzne (przezroczyste) warstwy gazowej powłoki, z których promieniowanie dociera bezpośrednio do obserwatora.

Fizycy atmosfery modelują atmosferę Ziemi i planet używając w większości klasycznych metod fizyki.

Analizy teoretyczne stanu atmosfery, używane między innymi w prognozach pogody, oparte są na równaniach ruchu Newtona w postaci przydatnej do opisu przepływu płynów zwanych równaniami Naviera-Stokesa. Modele numeryczne opierają się na schematach numerycznych – metody elementu skończonego, metody różnic skończonych, metody spektralne - dyskretyzujące równania różniczkowe cząstkowe. Zachowanie promieniowania słonecznego oraz promieniowania cieplnego ziemi i samej atmosfery opisywane jest równaniem transportu promieniowania. Równanie to stanowi też podstawę wielu satelitarnych metod teledetekcji, które wykorzystują skomplikowane metody matematyczne do oceny parametrów stanu atmosfery na podstawie pomiarów promieniowania przechodzącego lub rozproszonego w różnych długościach widma elektromagnetycznego. Oddziaływanie fotonów ze sferycznymi i niesferycznymi cząstkami opisywane jest równaniami elektrodynamiki Maxwella, z których wynikają szczegółowe prawa dotyczące rozpraszania światła.

Lidar – urządzenie działające na podobnej zasadzie jak radar. Nazwa pochodzi od angielskiego akronimu LIDAR, utworzonego od wyrażenia: Light Detection and Ranging.Mikrofizyka chmur – dział fizyki atmosfery zajmującym się opisem powstawania, rozwoju i oddziaływania kropel wody i kryształów lodu tworzących chmury.

Do zbierania danych o stanie atmosfery używa się przyrządy fizyczne w tym też aktywne metody teledetekcji takie jak radar, lidar, czy akustyczne sondaże atmosfery. Innym zastosowaniem fizyki w problemach fizyki atmosfery jest wymiana masy i ciepła w warstwie granicznej atmosfery. Używane są tu metody z teorii turbulencji. Fizyka chmur dostarcza przykładu zastosowania metod termodynamiki, a wiele temperatur definiowanych w fizyce chmur ma odpowiedniki w pojęciach termodynamiki takich jak entropia lub entalpia. Mikrofizyka chmur wykorzystuje wiedzę z zakresu ośrodków polidyspersyjnych, m.in. równanie koagulacji (równanie Smoluchowskiego) dla zderzeń kropel lub kryształków lodu. Innym aspektem mikrofizyki chmur jest chemia atmosfery – dział opisujący jak gazy atmosferyczne wpływają na fizykę aerozoli i atmosferycznych jąder nukleacji.

Radar (stacja radiolokacyjna) – urządzenie służące do wykrywania – za pomocą fal radiowych – obiektów powietrznych, nawodnych oraz lądowych takich jak: samoloty, śmigłowce, rakiety, statki (również chmury oraz obiekty terenowe), pozwalające na określenie kierunku, odległości a także wielkości obiektu, a w radarach dopplerowskich także do pomiarów prędkości wykrywanego obiektu.Fizyka (z stgr. φύσις physis – "natura") – nauka przyrodnicza zajmująca się badaniem właściwości i przemian materii i energii oraz oddziaływań między nimi. Do opisu zjawisk fizycznych używają wielkości fizycznych, wyrażonych za pomocą pojęć matematycznych, takich jak liczba, wektor, tensor. Tworząc hipotezy i teorie fizyki, budują relacje pomiędzy wielkościami fizycznymi.

Meteorologia jest nauką zajmującą się opisem atmosfery ziemskiej z punktu widzenia procesów pogodowych i prognozy pogody. Meteorologia także używa fizyki do opisu procesów pogodowych.

Meteorologia, klimatologia, fizyka atmosfery, chemia atmosfery są dyscyplinami nauk o atmosferze ziemskiej. Obecnie coraz istotniejsza rolę odgrywają wspólne badania atmosfery, oceanu i hydrologii.

Rozpraszanie światła (fal elektromagnetycznych), zjawisko oddziaływania światła z materią, w wyniku którego następuje zmiana kierunku rozchodzenia się światła, z wyjątkiem zjawisk opisanych przez odbicie i załamanie światła. Wywołuje złudzenie świecenia ośrodka.Płyn – każda substancja, która może płynąć, tj. charakteryzuje się wielką łatwością zmieniania wzajemnego położenia poszczególnych elementów nawet dla niewielkich sił, w przeciwieństwie do ciał stałych, które przy niewielkich siłach wykazują proporcjonalność odkształcenia do naprężeń. W wyniku czego płyn może swobodnie przemieszczać się (przepływać).




Reklama