נקודות זכות באוניברסיטה העברית: 2

תואר: בוגר

היחידה האקדמית שאחראית על הקורס: מדעי האטמוספירה

סמסטר: סמסטר א'

שפת ההוראה: עברית

קמפוס: קרית א"י ספרא

מורה אחראי על הקורס (רכז): ד"ר חיים גרפינקל

דוא"ל של המורה האחראי על הקורס: chaim.garfinkel@mail.huji.ac.il

שעות קבלה של רכז הקורס:

מורי הקורס:
ד"ר חיים גרפינקל

תאור כללי של הקורס:
תחזיות מפורטות לשינויי אקלים נוצרות באמצעות מודלים חישוביים המסמלטים את דינמיקה הפיזית של האוקיינוסים והאטמוספירה ואת האינטראקציה שלהם עם תהליכים ביולוגיים וכימיים. מודלים אלה התפתחו במהלך 60 השנים האחרונות, במקביל לשיפור בהבנה של מדענים על מערכת האקלים. קורס זה מספק מבוא מדעי לשינוי אקלים, לטכניקות החישוביות המשמשות לבניית מודלים אקלימיים גלובליים, ולאיכותו של מודלים של היום. הקורס יספק גם נקודת מבט היסטורית על מודלים אקלימיים, החל מסימולציות מזג אוויר ב ENIAC שבוצעו על ידי בון נוימן וצ'רני, עד מודלים של



כדור הארץ של היום, ואת תפקידו של מודלים אלה בהערכות מדעיות של הוועדה הבין-לאומית לשינויי אקלים של האו"ם (IPCC). הקורס יתייחס גם לאי וודאויות מתמשכות באקלים עתידי צפוי, ובמיוחד בהיבטים של מודלים אלה שעדיין נמצאים בשיפור.


הקורס יחשוף את התלמידים לשימושים אחרים של מודלים חישוביים במדעי כדור הארץ, כגון הערכות שיטפונות הידרולוגיות ותהליכי כדור הארץ הפנימיים.

מטרות הקורס:

תוצרי למידה :
בסיומו של קורס זה, סטודנטים יהיו מסוגלים:
בסיום הקורס התלמידים יוכלו
• להסביר עקרונות יסוד ותפיסות תיאורטיות בסימלוציה של מערכת האקלים של כדור הארץ, מרכיביו, ותנועות האנרגיה והחומר ביניהם
• סימלוציה של האקלים באמצעות מספר תוכניות מחשב
• ניתוח מערכי נתונים גדולים של סימולציות מודל אקלים מורכבות
• השוואת פלט מודל האקלים לתצפיות
• להעריך את הדיוק של תוכנית חישוב נתונה לנגזרות מרחבית או לעשות אינטגרל בזמן.
• להבין את הבעיות,האתגרים ואי וודאויות במודלים אקלימיים של היום.

דרישות נוכחות (%):
100

שיטת ההוראה בקורס: פרונטלי+6 תרגילים
+עבודה +בחינה

רשימת נושאים / תכנית הלימודים בקורס:
(1) ההיסטוריה של מודלים לאקלים ולמזג אוויר. מה ידענו לפני עידן המחשב. ENIAC. . התפתחות של מודלים אקלימים ומחשבי-על. סקירה מהירה על טווח המודלים הנוכחיים.

(2) קורס מזורז על התרמודינמיקה של האטמוספירה והאוקיאנוס. איזה משוואות חייבים לפתור?

(3) מה קובע טמפרטורת פני כדור הארץ? מודל איזון אנרגיה ללא אטמוספירה ועם רמת אטמוספירה אחת. הוספת תלות רוחבי. הצורך בפתרונות חישוביים

(4-6) פתרונות נומריים של משוואות דיפרנציאליות חלקיות.
ניתוח יציבות. מגבלת CFL . מגוון של שיטות לחישוב נגזרים מרחביים

 (7) מודלים אקלימיים ביניים. הוספת אטמוספירה שכבתית למודל אנרגתית בסיסי. הוספת מערכות אחרות בכדור הארץ (למשל קרחונים וקרח ים). מודלים תלת-ממדיים. ביפורקצה. החשיבות של פותר PDE.


  (8) מודלים מקיפים לאקלים של כדור הארץ - שימוש במודלים כדי לחקור אינטראקציות במערכת כדור הארץ. סקירה מהירה על המערכות הקיימות במודלים של היום (מחזור פחמן, הידרולוגיה, דינמיקה של קרח, ביוגיאוכימיה). השוואת מודלים לתצפיות.

 (9-13) הרצאות של חברי סגל מהמכון למדעי כדור הארץ על מודלים חישוביים במדעי כדור הארץ. (הפרויקט יתואם עם חבר סגל או עם חיים) נושאים אפשריים: מודלים הידרולוגיים לשטפונות. מודלים מזג אוויר סטוכסטיים, מודלים של פנים כדור הארץ.

(14) חיזוי של אקלים עתידי. תפקיד של מודלים בהערכות IPCC . אי ודאויות.

חומר חובה לקריאה:
Goosse H., P.Y. Barriat, W. Lefebvre, M.F. Loutre and V. Zunz. Introduction to climate dynamics and climate modeling. Free online textbook available at http://www.climate.be/textbook.

חומר לקריאה נוספת:

הערכת הקורס - הרכב הציון הסופי :
מבחן מסכם בכתב/בחינה בעל פה 60 %
הרצאה0 %
השתתפות 0 %
הגשת עבודה 20 %
הגשת תרגילים 20 %
הגשת דו"חות 0 %
פרויקט מחקר 0 %
בחנים 0 %
אחר 0 %

מידע נוסף / הערות: