Rajakerroksen fysiikka I (5 op)

Samankaltaiset tiedostot
Rajakerroksen fysiikka I

Metsien talouskäytön ja suojelun optimointi ilmastovaikukset huomioiden

1. Lähes neutraali rajakerros. 2. Epästabiili rajakerros. 3. Stabiili rajakerros

1. Lähes neutraali rajakerros. 2. Epästabiili rajakerros. 3. Stabiili rajakerros

Hydrologia. Säteilyn jako aallonpituuden avulla

Hapetuksen vaikutukset Vesijärven Enonselän hiilikaasupäästöihin

5.5 Rajakerros meren yllä

Termiikin ennustaminen radioluotauksista. Heikki Pohjola ja Kristian Roine

7.4 Alustan lämpötilaerot

Hiilidioksidin, veden ja lämmön vaihto Helsingissä

Mistä tiedämme ihmisen muuttavan ilmastoa? Jouni Räisänen, Helsingin yliopiston fysiikan laitos

Boreaalisten metsien käytön kokonaisvaikutus ilmaston

Pohjoisten metsien merkitys ilmastonmuutokselle - biogeokemialliset ja biofysikaaliset palautemekanismit

Päällysveden sekoittuminen Jyväsjärvessä

Metsäojitettu suo: KHK-lähde vai -nielu?

Pienhiukkaset: Uhka ihmisten terveydelle vai pelastus ilmastolle? FT Ilona Riipinen Nuorten Akatemiaklubi Suomalainen Tiedeakatemia

Kasvin soluhengityksessä vapautuu vesihöyryä. Vettä suodattuu maakerrosten läpi pohjavedeksi. Siirry asemalle: Ilmakehä

Ilmastonmuutos pähkinänkuoressa

Ilmastonmuutos ja ilmastomallit

BIOHIILI; Biohiilen vaikutus metsämaan hiilen ja typen virtoihin

Purjelennon Teoriakurssi Sääoppi, osa 1 Veli-Matti Karppinen, VLK

FYSIIKAN JA MATEMATIIKAN LAITOS, JOENSUU 1. vuosikurssi 2. vuosikurssi 3. vuosikurssi

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I. Ilmakehän vaikutus havaintoihin. Jyri Lehtinen. kevät Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos

HERKKYYSKOKEITA KOLMIULOTTEISELLA SÄÄNENNUSTUSMALLILLA ALAPILVEN JA SUMUN PEITTÄMÄSSÄ RAJAKERROKSESSA

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2016

Puun pienpolton päästöjen muutunta ilmakehässä. Pienpolttoseminaari, Kuopio,

Metsien hiilitaseet muuttuvassa ilmastossa Climforisk-hankkeen loppuseminaari,


Tutkintorakenteet: Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunta Kieli- ja viestintäopinnot

Johtuuko tämä ilmastonmuutoksesta? - kasvihuoneilmiön voimistuminen vaikutus sääolojen vaihteluun

Integrating full climate change impacts balances and management

Sääilmiöt tapahtuvat ilmakehän alimmassa kerroksessa, troposfäärissä (0- noin 15 km).

Mikä määrää maapallon sääilmiöt ja ilmaston?

Maalta puhaltava tuuli kiihtyy meren päällä (kääntyy vähän oikealle), rannikkodivergenssi, laskeva liike.

Kuivauksen fysiikkaa. Hannu Sarkkinen

Uusinta tietoa ilmastonmuutoksesta: luonnontieteelliset asiat

Havaitsevan tähtitieteen pk I, 2012

Vuosikertomus 2009 Helsingin yliopisto Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta Hyytiälän metsäasema Vuosikertomus 2009

Climate Change Now 5 OR ATM302 Climate Change Now 2/5 Laura Riuttanen A Avoin yliopisto: Ilmastonmuutos nyt 2-5

Puurakennusten hiilijalanjälki. Matti Kuittinen Lauri Linkosalmi

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, kevät Luento 2, : Ilmakehän vaikutus havaintoihin Luennoitsija: Jyri Näränen

Viikkoharjoitus 2: Hydrologinen kierto

LUKUJÄRJESTYSPOHJA

Data-assimilaation menetelmät

Metsähiilen monet mahdollisuudet. Frank Berninger. Based on discussion with the HENVI team.

Vastuuopet

Heijastuminen ionosfääristä

Energian tuotanto ja käyttö

Länsiharjun koulu 4a

Ilmastoon reagoivat metsän kasvun mallit: Esimerkkejä Suomesta ja Euroopasta

Luento Kyösti Ryynänen

Keski-Suomen fysiikkakilpailu

Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa.

Ajankohtaista ilmastonmuutoksesta ja Espoon kasvihuonekaasupäästöistä

Luotaukset Jari Ylioja SYYSTAPAAMINEN 2018

Kierrätämme hiiltä tuottamalla puuta

ILMASTONMUUTOSENNUSTEET

MAA (4 OP) JOHDANTO VALOKUVAUKSEEN,FOTOGRAM- METRIAAN JA KAUKOKARTOITUKSEEN Kevät 2006

Susanna Viljanen

Luku 3. Ilmakehä suojaa ja suodattaa. Manner 2

Sekoituskerroksen korkeuden arviointi eri menetelmin Loviisan ydinvoimalaitoksen läheisyydessä

Hakkuutähteen korjuun vaikutukset metsän hiilitaseeseen ja kasvihuonekaasupäästöihin MMT Päivi Mäkiranta Metsäntutkimuslaitos

Pro gradu -tutkielma Meteorologia

Metsäojitettujen soiden kasvihuonekaasupäästöt ja entä sitten

Mitä ilmastokeskustelu tarkoittaa Suomen näkökulmasta?

Lämmöneristäminen. Minä panin ikkunaan pahvisuojan. Dow polyurethane systems

SMG-4500 Tuulivoima. Toisen luennon aihepiirit VOIMIEN YHTEISVAIKUTUKSISTA SYNTYVÄT TUULET

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2017

Vantaanjoen valuma-alueelta peräisin olevan liuenneen orgaanisen aineksen määrä, laatu ja hajoaminen Itämeressä

Solun toiminta. II Solun toiminta. BI2 II Solun toiminta 7. Fotosynteesi tuottaa ravintoa eliökunnalle

LUENTO Kyösti Ryynänen

LUENTO Kyösti Ryynänen REAALITODELLISUUS ILMASTOMALLIT HILA HILA PARAMETRISOINTI

Meteorologian kurssisuunnitelma

Opetusohjelma FOR-, Y- ja muut kurssit

Mikä muuttuu, kun kasvihuoneilmiö voimistuu? Jouni Räisänen Helsingin yliopiston fysiikan laitos

Sarjat ja integraalit, kevät 2014

Hilbertin avaruudet, 5op Hilbert spaces, 5 cr

SISÄILMAN LAATU. Mika Korpi

Poikkitieteellisen tiedon merkitys ilmakehätutkimuksessa. Markku Kulmala University of Helsinki Department of Physics Finland

Alustan heterogeenisyys

Energiaa luonnosta. GE2 Yhteinen maailma

Hiilidioksiditase IL:n ilmastomallinnuksessa. Tiina Markkanen, Jouni Susiluoto, Tuula Aalto, Petri Räisänen, Tea Thum, Heikki Järvinen

Ilmaston ja sen muutoksen

ILMASTONMUUTOKSEN VAIKUTUS PELTOJEN VESITALOUTEEN JA KASVIHUONEKAASUPÄÄSTÖIHIN

Puu luovuttaa (desorptio) ilmaan kosteutta ja sitoo (adsorptio) ilmasta kosteutta.

Metsänkasvatuskelvottomien soiden kasvihuonekaasupäästöt

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2019

Kesäkonvektio. Ilmailijoiden sääilta Joonas Eklund Yhteyspäällikkö / Meteorologi Ilmatieteen laitos

Miten kasvit saavat vetensä?

Ilmasto muuttuu mitä tapahtuu Suomessa?

KAITAAN LUKION OPPIKIRJAT

KOULUN ILMANVAIHTO. Tarvittava materiaali: Paperiarkkeja, tiedonkeruulomake (liitteenä). Tarvittavat taidot: Kirjoitustaito

Merentutkimuksen kansalliskomitea Finnish National SCOR Committee

780301A TUTKIMUSHARJOITTELU: ORGAANISEN KEMIAN LABORATORIO-OSUUS TYÖLUENTO SYKSY 2015

Lentosääoppia harrasteilmailijoille

Metsä ekosysteemipalvelujen tuo3ajana case ilmastonmuutoksen torjunta

KOSTEUS. Visamäentie 35 B HML

DEE Tuulivoiman perusteet

Sektoritutkimusohjelman ilmastoskenaariot SETUKLIM

Miten kasvit saavat vetensä?

Transkriptio:

Rajakerroksen fysiikka I (5 op) Luennot ma, ti klo 10-12, E205 Laskarit ti klo 12-14, E205 Käytännön tiedotus kurssin sivulla: http://cs.helsinki.fi/u/ssmoland/rajakerros/ Laskarit tehdään englanniksi.

Luentomoniste Rajakerroksen fysiikka I (Hannu Savijärvi ja Timo Vihma), Yliopistopaino (Exactumissa) 5.50 euroa (toivovat tasarahaa) Itse asiaa 59 sivua, kurssilla n. 14 luentokertaa Keskimäärin 59/14 = 4.2 sivua per luentokerta. Etenemme siis kaikessa rauhassa. Joitain monisteen helppolukuisia kohtia en käy läpi luennoilla, hankalat kohdat puolestaan avataan auki kunnolla.

Minä Sampo Smolander sampo.smolander@helsinki.fi FT (sovellettu matematiikka) FM (biologia) Tutkimusaloja: - Valon kulku ja fotosynteesi metsissä - Valon heijastuminen ja kaukokartoitus - Mikrometeorologisia rajakerrossimulointeja (turbulenssi, hiilidioksidin vuo, footprint-analyysi, ilmakemialliset mallit)

Loppuluento: Rajakerrosta ilman kaavoja

Määritelmä Rajakerros on se osa troposfääriä johon maan pinnan ominaisuudet suoraan vaikuttavat, ja joka reagoi pinnan pakotteiden muutoksiin korkeintaan n. tunnin viivellä. (Poikkeus: yöllinen jäännöskerros, muistuttakaa kalvon 16 kohdalla)

Kurssi lyhyesti Lähinnä meitä kiinnostaa tuulen yms. suureiden korkeusprofiilit rajakerroksessa Virtauskitka aiheuttaa rajakerrokseen turbulenssia Päivällä maa lämmittää, epästabiili, konvektio lisää sekoittumista Yöllä maa viileämpi, stabiili, kerrostuminen vaimentaa sekoittumista Joskus (pilvisellä säällä, meren päällä) voi olla myös lämpötasapaino, neutraali (Tropiikki, meret, napa-alueet eivät välttämättä käyttäydy ihan samoin)

Rajakerrosmeteorologian sovellusaloja Ihmiset (ja muut) elävät rajakerroksessa Päivittäiset sääennusteet, kosteus, T min, T max, sumu, jne. ovat rajakerroksen ennusteita Ilman epäpuhtaudet syntyvät, ja pääosin pysyvät, rajakerroksessa Tuulienergia Tuuli ja puuskaisuus kiinnostaa lentokoneita, laivoja, rakennusten suunnittelijoita

Ilmamassat ovat oikeastaan rajakerroksia jotka ovat ehtineet mukautua alla olevan pinnan ominaisuuksiin. Tästä syntyy barokliininen instabiilius (Holtonin luku 8, mutta se on vasta dyniii:ella)

Ilmakehän pääasillinen energian lähde on auringon säteily, joka lämmittää maata/merta, ja siirtyy ilmakehään rajakerrosprosessien kautta n. 90% valtameriin sitoutuvasta säteilyenergiasta poistuu haihduntana (vuodessa haihtuu n. 1 m vettä). Vesihöyryn tiivistyessä vapautuva latentti lämpö tuottaa noin 80% ilmakehän liike-energiasta

Maatalousmeteologia Siitepölyn kulkeutuminen Siitepölyn puhkeamisen ennusteisiin tarvitaan kasvitiedettä, mutta kasvitieteilijöiden mallit puolestaan tarvitsevat lämpötilaennusteita Pilvipisaroiden tiivistymisytimet nousevat ilmaan, tai syntyvät ja/tai kasvavat rajakerroksessa Alueelle virtaava kostea rajakerrosilma liittyy ukkos- ja pyörremyrskyjen syntyyn

Liikemäärän turbulenttinen kuljetus ylhäältä alas, läpi rajakerroksen, on ilmakehän tärkein liikemäärän nielu n. 50% ilmakehän liike-energiasta dissipoituu rajakerroksessa Tuulipakote meren pintaan on merivirtojen pääasillinen liikuttaja Ekosysteemin ja ilmakehän välinen hiilidioksidivuo Näiden prosessien parametrisointi sää- ja ilmastomalleihin

Lyhyesti(?) omista töistä osastolla: T. Vesala, T. Suni, Ü. Rannik, P. Keronen, T. Markkanen, S. Sevanto, T. Grönholm, S. Smolander, M. Kulmala, H. Ilvesniemi, R. Ojansuu, A. Uotila, J. Levula, A. Mäkelä, J. Pumpanen, P. Kolari, L. Kulmala, N. Altimir, F. Berninger, E. Nikinmaa and P. Hari (2005): The effect of thinning on surface fluxes in a boreal forest. Global Biogeochemical Cycles 19(2): GB2001.

T. Vesala, J. Huotari, Ü. Rannik, T. Suni, S. Smolander, A. Sogachev, S. Launiainen and A. Ojala (2006): Eddy covariance measurements of carbon exchange and latent and sensible heat fluxes over a boreal lake for a full open-water period. Journal of Geophysical Research 111: D11101.

On mitattu turbulenssia yms. metsän runkotilassa (maan pinnan ja puiden latvusten välissä), todellista mikrometeorologiaa: S. Launiainen, T. Vesala, M. Mölder, I. Mammarella, S. Smolander, Ü. Rannik, P. Kolari, P. Hari, A. Lindroth and G.G. Katul (2007): Vertical variability and effect of stability on turbulence characteristics down to the floor of a pine forest, Tellus 59B: 919-936. Numeerinen malli rajakerroksen pystysuuntaisesta sekoittumisesta ja tiettyjen orgaanisten yhdisteiden (valo)kemiallisista reaktioista rajakerroksessa: M. Boy, A. Sogachev, J. Lauros, L. Zhou, A. Guenther, and S. Smolander (2011): SOSA a new model to simulate the concentrations of organic vapours and sulphuric acid inside the ABL Part 1: Model description and initial evaluation, Atmospheric Chemistry and Physics 11: 43-51