F 8 Meteorologie a klimatologie

Požadavky ke státní rigorózní zkoušce

Základy oboru: Horizontální a vertikální rozdělení meteorologických prvků, denní a roční chody. Termodynamika suchého, vlhkého a nasyceného vzduchu. Vertikální stabilita atmosféry, teplotní inverze. Kinematika a dynamika proudění vzduchu. Změny větru s výškou. Vzduchové hmoty. Atmosférické fronty. Barotropní a baroklinní instabilita. Stavba a vývoj tlakových útvarů, výškové frontální zóny. Tryskové proudění. Vorticita a cirkulace, cirkulační teorémy, teorie tlakových změn. Druhy a metody výpočtu vertikálních pohybu. Předpověd konvekce. Transformace energie v atmosféře, dostupná potenciální energie, vlnové pohyby a kmity v atmosféře. Klimatický systém. Radiační a tepelná bilance. Vliv aktivního povrchu. Vodní bilance. Všeobecná cirkulace troposféry a stratosféry, pasátová a monzunová cirkulace, intertropická zóna konvergence, místní cirkulační systémy. Cirkulace v oceánech, interakce atmosféra-oceán. Přirozené a antropogenní změny klimatu. Citlivost klimatického systému, zpětné vazby, globální klimatické modely. Metody statistické analýzy klimatických prvků a polí.Pojem mezní vrstvy atmosféry, charakteristiky podobnosti. Turbulence v atmosféře. Reynoldsova napětí, Pranplova teorie směšovací délky. Teorie přízemní a spirální vrstvy. Difúze tepla a vodní páry. Transformace kinetické energie v mezní vrstvě, Richardsonovo číslo, Moninova a Obuchovova délka, vertikální profily složek hybnosti, teploty a vlhkosti. Problém uzávěru. Proudění přes horské překážky. Modely mezní vrstvy atmosféry. Mikrostruktura a makrostruktura oblaků, teorie vzniku srážek, lom, odraz a rozptyl elmg. vln v atmosféře, šíření zvuku v atmosféře, oblačná elektřina, radiolokační rovnice, radarové a družicové metody meteorologických pozorování.

Pokročilé partie oboru:

• Numerické předpovědní metody – Formulace rovnic předpovědních modelů, počátečních a okrajových úloh. Parametrizace fyzikálních dějů. Synoptická interpretace výstupu modelů, prediktabilita atmosférických procesů.
• Teorie a modelování klimatu – Struktura energetických a  radiačně konvekčních modelů. Trojrozměrné cirkulační klimatické modely.
• Znečištění atmosféry – Antropogenní příměsi a jejich zdroje, difúze příměsí v atmosféře, suchá a mokrá depozice, chemické reakce přirozených a antropogenních složek ovzduší, přízemní a  stratosférický ozon.

Specializace: předseda rigorózní komise vymezí každému uchazeči bezprostředně po obdržení přihlášky tematický okruh v úzké vazbě k tématu předložené rigorózní práce.

Doporučená literatura

• Pechala F., Bednář J.: Příručka dynamické meteorologie. Academia, Praha 1991.
• Zverev A. S.: Synoptická meteorológia. Alfa-SNTL, Bratislava, Praha 1986.
• Bednář J., Zikmunda O.: Fyzika mezní vrstvy atmosféry. Academia, Praha 1985.
• Bednář J.: Pozoruhodné jevy v atmosféře. Atmosferická optika, akustika a elektřina. Academia, Praha 1989.
• Numerical Methods Used in Atmospheric Models. GARP No 17, WMO (Ženeva), Vol. I (Mesinger F., Arakawa A.) 1976.,Vol II (Ed. Smagorinskij) 1979.
• Panofsky H. A., Dutton J. A.: Atmospheric Turbulence, Wiley, New York 1984.
• Peixoto J. P., Oort A. H.: Physics of Climate. AIP, New York 1992.