Guía docente de Física de la Atmósfera (26711F2)

• Tener cursadas las asignaturas: Física General I, Física General II y Técnicas Experimentales Básicas, del módulo de Formación Básica del Grado en Física.
• Estar cursando o tener cursadas las asignaturas de Mecánica y Ondas y Termodinámica de 2º curso del Grado de Físicas.
• En el caso de utilizar herramientas de IA para el desarrollo de la asignatura, el estudiante debe adoptar un uso ético y responsable de las mismas. Se deben seguir las recomendaciones contenidas en el documento de "Recomendaciones para el uso de la inteligencia artificial en la UGR" publicado en esta ubicación: https://ceprud.ugr.es/formacion-tic/inteligencia-artificial/recomendaciones-ia#contenido0.

1. Composición y estructura de la atmósfera terrestre.
2. Radiación atmosférica. Balance de radiación.
3. Termodinámica atmosférica.
4. Estabilidad atmosférica. Procesos de condensación. Nubes y precipitación.
5. Dinámica de la atmósfera.
6. Leyes de conservación. Aproximación geostrófica. Viento térmico.
7. Desarrollo de los sistemas de presión. Oscilaciones atmosféricas. Ondas de Rossby.
8. El problema de la predicción. Circulación general.

• Aplicación de los principios de la Física al análisis del comportamiento del aire atmosférico.
• Comprensión de los procesos asociados a la formación de nubes y precipitación.
• Iniciación en aspectos relativos a la transferencia radiativa en la atmósfera y al balance de radiación del sistema Tierra-Atmósfera.
• Comprensión de los procesos relativos a la dinámica atmosférica.
• Realización de medidas de variables meteorológicas. Manejo del instrumental meteorológico básico.
• Manejo de diagramas meteorológicos para el análisis de situaciones atmosféricas.
• Elaboración de informes relativos a la evaluación de observaciones meteorológicas. Análisis e interpretación de los resultados obtenidos.

• Tema 1. Composición y estructura de la atmósfera terrestre.
  • Componentes del sistema climático. Composición de la atmósfera. Presión y densidad del aire. Perfil térmico. Capas de la atmósfera.
• Tema 2. Radiación atmosférica. Balance de radiación.
  • 2.1 Principios del transporte radiativo.
    • Radiación electromagnética. Magnitudes radiométricas. Absorción. Ley de Beer-Bouguer-Lambert. Emisión. Ley de Planck. Ley de Stefan-Boltzmann. Ley de Wien. Ley de Kirchhoff. Scattering o dispersión. Ecuación de transporte radiativo. Espesor óptico, profundidad óptica y masa óptica.
  • 2.2 Radiación solar extraterrestre.
    • El Sol. Actividad solar. Órbita de la Tierra alrededor del Sol. Determinación de la posición solar. Duración del día. Distribución espectral de la radiación solar. Constante solar. Irradiación extraterrestre horaria y diaria.
  • 2.3 Radiación solar y su atenuación por la atmósfera.
    • Radiación solar directa difusa y absorbida. Atenuación de la radiación solar directa: transmitancia espectral por absorción molecular; transmitancia espectral por dispersión de Rayleigh; transmitancia espectral por aerosoles. Componentes de la radiación solar en la superficie terrestre. Balance de radiación solar: efecto de las nubes. Balance de radiación solar en el tope de la atmósfera: distribución estacional y latitudinal.
  • 2.4 Radiación térmica. Balance radiativo.
    • Radiación terrestre. Efecto invernadero. Balance de energía global medio. Balance de energía: distribución latitudinal. Variación de la temperatura media global.
• Tema 3. Termodiinámica atmosférica.
  • Ecuación de estado del aire seco. Aire húmedo. Índices de humedad. Teoremas de las expansiones relativas. Líneas equisaturadas. Emagramas. Diagrama oblicuo. Ecuación de estado del aire húmedo. Temperatura virtual. Evolución adiabática del aire seco. Temperatura potencial.
• Tema 4. Estabilidad atmosférica. Procesos de condensación. Nubes y precipitación.
  • Condensación por enfriamiento isobárico. Punto del rocío. Humedad equivalente. Temperatura del termómetro húmedo. Temperatura equivalente. Condensación por mezcla. Saturación y condensación por elevación adiabática. Nivel de condensación por elevación. Gradiente adiabático del aire saturado. Evolución pseudoadibática del aire saturado. Efecto Foehn.
  • Estabilidad de estratificación del aire seco. Estabilidad de estratificación del aire húmedo. Compresión de estratos: inversión de subsidencia. Estabilidad para el aire saturado. Criterios finitos de estabilidad. Inestabilidad latente. Inestabilidad convectiva: nivel de condensación por convección. Inestabilidad potencial.
  • Aerosoles atmosféricos y su clasificación según tamaño y origen. Microfísica de nubes cálidas. Procesos de crecimiento de gotas. Núcleos de condensación. Microfísica de nubes frías. Núcleos de hielo. Procesos de crecimiento de cristales de hielo. Nubes y nieblas, su clasificación y los mecanismos de formación. Diferentes formas de precipitación. Procesos de modificación artificial de las nubes. Papel de los aerosoles y las nubes en el clima.
• Tema 5. Dinámica de la atmósfera. Leyes de conservación. Aproximación geostrófica. Viento térmico.
  • 5.1 Ecuación de movimiento.
    • Segunda ley de Newton: Fuerzas. Fuerza gravitatoria. Fuerza del gradiente de presión. Fuerzas de viscosidad. Sistemas de referencia no inerciales: fuerzas centrífuga y de coriolis. Ecuación de movimiento en el sistema de coordenadas local. Análisis de escala. Escala de los movimientos atmosféricos. Ecuación de movimiento en el sistema de coordenadas esféricas. Ecuación de movimiento en el sistema de coordenadas intrínsecas. Trayectorias y líneas de corriente. Fórmula de Blaton.
  • 5.2 Tipos de flujo horizontal sin rozamiento. Modelos de diagnóstico.
    • Clasificación de flujos. Flujo geostrófico. Flujo inercial. Flujo euleriano. Viento ciclostrófico. Ciclones y anticiclones circulares sin rozamiento. Viento real y viento ageostrófico. Contribuciones al viento ageostrófico.
  • 5.3 Viento térmico. Leyes de conservación.
    • Sistemas mixtos de coordenadas. La presión como coordenada vertical. Viento térmico. Ecuación de continuidad. Ecuación de la energía.
• Tema 6. Circulación, vorticidad y divergencia.
  • Teorema de la circulación de Kelvin. Teorema de Bjerkness de la circulación. Vorticidad en coordenadas naturales. Vorticidad en mapas sinópticos. Vorticidad potencial. Ecuación de la vorticidad. Ecuación de la vorticidad en coordenadas de presión. Análisis de escala a la ecuación de la vorticidad. Relación entre vorticidad y divergencia. La aproximación cuasi-geostrófica.
• Tema 7. Movimientos a escala sinóptica. Borrascas frontales en latitudes medias.
  • Meteorología sinóptica. Sistemas báricos. Anticiclones. Masas de aire. Superficies frontales. Frentes. Estructura vertical de los sistemas profundos de presión. Nubosidad en frentes. Corrientes en chorro. Ondas de Rossby. Ondas cortas en altura. Advección generada por ondas cortas.

• Práctica 1. Medida y análisis de variables meteorológicas. Radiación.
• Práctica 2. Medida y análisis de variables meteorológicas. Temperatura, humedad.
• Práctica 3. Análisis de un sondeo aerológico.
• Práctica 4. Análisis de situaciones sinópticas.

• 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.
• Martin, J.E., Mid-Latitude Atmospheric Dynamics, Wiley, U.K., 2006.
• 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.

• Ahrens, C.D., Meteorology Today: an introduction to weather, climate and the environment, 5ª edición, West, Minnesota, 1994.
• Coulson, K.L., Solar and Terrestrial Radiation. Methods and Measurements, Academic Press, New York, 1975.
• Feagle, R.G. and Businger, J.A., Atmosferic Physics, Academis Press, New York, 1980.
• Houghton, J.T., The Physics of Atmospheres, 3ª edición, Cambridge University Press, 2002.
• Iqbal, M., An Introduction to Solar Radiation, Academic Press, Canada,1983.
• Iribarne, J.V. and Godson, W.L., Termodinámica de la Atmósfera, 1996, INM, 1996.
• Liou, K.-N., An Introduction to Atmospheric Radiation, Academis Press, New York, 1980.
• Lutgens, F.K. and Tarbuck, E.J., The Atmosphere, 7ª edición, Prentice Hall, New Jersey, 1998.
• Lynch, A.H. and Cassano, J.J., Applied Atmospheric Dynamics, Wiley, U.K., 2006.
• McIlven, R., Fundamentals of Weather and Climate, Chapman and Hall, London, 1986.
• 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.
• Retallack, B.J., Compendio de Meteorología, Vol.I, Parte 2 – Meteorología Física, Organización Meteorológica Mundial, Nº 364, Suiza, 1974.
• Rogers, R.R., Física de las nubes, Reverté, Barcelona, 1977.
• Salby, M., Fundamentals of Atmospheric Physics, Academic Press, San Diego, 1996.

• https://atmosphere.ugr.es
• http://www.iista.es/
• https://www.actris.eu
• 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.ncdc.noaa.gov/
• http://www.wmo.ch
• http://www.globalchange.gov/
• http://www.rmets.org/
• https://www.meted.ucar.edu/index.php
• http://edgcm.columbia.edu/

• MD01. Lección magistral/expositiva 

• La evaluación ordinaria se realizará repartida en dos exámenes y actividades complementarias, según el siguiente esquema:
  • Examen escrito de los Temas 1 a 4: 40% de la calificación final. Se realizará al terminar esta parte de la asignatura.
  • Examen escrito de los Temas 5 a 7: 40% de la calificación final. Se realizará el día del Examen Final Ordinario. Al finalizar esta prueba se permite al estudiante presentarse a mejorar la nota del examen de los Temas 1 a 4; en este caso, la nueva calificación sustituye a la anterior.
  • Resolución de supuestos prácticos realizados en horario de clase: 20% de la calificación final.
• Se requiere un mínimo de 5 puntos en los exámenes escritos para superar la asignatura.
• Evaluación por incidencias: Podrán solicitar evaluación por incidencias, los estudiantes que no puedan concurrir a las pruebas finales de evaluación (ordinaria, extraordinaria y única final) 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 Universidad de Granada, siguiendo el procedimiento indicado en dicha normativa.

• Examen escrito de contenido teórico-práctico abarcando todos los resultados del aprendizaje de la asignatura (100% de la calificación 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 abarcando todos los resultados del aprendizaje de la asignatura (100% de la calificación final).

• 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.

• Inclusión y Diversidad de la UGR.

En el caso de estudiantes con discapacidad u otras NEAE, el sistema de tutoría deberá adaptarse a sus necesidades, de acuerdo a las recomendaciones de la Unidad de Inclusión de la UGR, procediendo los Departamentos y Centros a establecer las medidas adecuadas para que las tutorías se realicen en lugares accesibles. Asimismo, a petición del profesorado, se podrá solicitar apoyo a la unidad competente de la Universidad cuando se trate de adaptaciones metodológicas especiales.

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).