Dersin Adı ATMOSFERDE IŞINIM GEÇİŞİ İTÜ DERS KATALOG FORMU (COURSE CATALOGUE FORM) Course Name RADIATIVE TRANSFER IN THE ATMOSPHERE Kodu (Code) MTO504 Bölüm / Program (Department/Program) Dersin Türü (Course Type) Dersin İçeriği (Course Description) Dersin Amacı (Course Objectives) Yarıyılı (Semester) Bahar (Spring) Kredisi (Local Credits) AKTS Kredisi (ECTS Credits) Ders Türü (Course Type) 3 7.5 YL ( M.Sc.) Meteoroloji Mühendisliği / Atmosfer Bilimleri Yüksek Lisans Programı Meteorological Engineering / Atmospheric Sciences M. Sc. Programme Zorunlu (Compulsory) Dersin Dili (Course Language) Türkçe (Turkish) Elektromanyetik radyasyon. Termal radyasyon kanunları. Yer-atmosfer sisteminde radyatif süreçler ve terminoloji. Atmosferde absorbsiyon ve emisyon spektrumu. Atmosferde absorbsiyon ve saçılma. Atmosferde infrared radyasyonun özellikleri ve spektral dağılımı. Radyatif transfer eşitliği ve çeşitli yaklaşımlar. Bulutlu atmosferde radyatif transfer eşitliği. Atmosferde ısınma ve soğuma oranları. Güneş ışınımı modelleri. Atmosferde radyatif zorlama ve sonuçları Electromagnetic radiation. Thermal radiation laws. Radiative processes and terminology in the earth- atmosphere system. Spectrum of absorption and emmision in the atmosfer. Absorption and scattering process in the atmosphere. Properties of infrared radiation and spectral distribution in the atmosphere. Radiative transfer equation and various solutions. Radiative transfer under cloudy conditions. Heating and cooling rates in the atmosphere. Solar radiation models. Radiative forcing and its results in the atmosphere. 1. Atmosferdeki radyatif transfer eşitliği ve yaklaşık çözümlerinin öğrenilmesi 2. İklim ve hava tahmin modellerinde kullanılan radyatif süreçlerin daha iyi anlaşılması 3. Atmosferin radyatif akı profilinin ve bu profile etki eden parametrelerin anlaşılması 1. To learn radiative transfer equation and its approximate solutions 2. To better understand the radiative processes used in climate and weather prediction models 3. To understand the radiative flux model of the atmosphere and the parameters effecting Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes) Bu dersi başarıyla tamamlayan yüksek lisans öğrencileri aşağıdaki konularda bilgi, beceri ve yetkinlik kazanırlar: I. Atmosferde termal radyasyon kanunlarının uygulanması, II. Atmosferde radyasyonun absorbsiyon, emisyon ve saçılma süreçlerinin spektral olarak anlaşılması ve bu bilgilerin kullanılabilmesi, III. Atmosferde radyatif transfer eşitliğinin yaklaşık çözümlerinin yapılabilmesi, IV. Atmosferde radyasyonun azalmasına aerosollerin etkisi ve aerosollere ait karakteristiklerin modellerde uygulayabilme becerisinin kazanılması, V. Atmosferde bulutlu koşullarda radyatif transfer ve su ve buz bulutlarına ait karakteristiklerin radyatif transfere etkisinin anlaşılması ve bu bilgilerin kullanılabilmesi, VI. Atmosferde radyatif zorlamaya etki eden bileşenlerin ve sonuçlarının öğrenilmesi. Students who successfully pass this course gain knowledge, skills and proficiency in the following: I. To apply thermal radiation laws for atmosphere II. To understand and to use the absorption, emission and scattering processes of the radiation in the atmosphere spectrally, III. To perform the approximate solutions of the radiative transfer equation in the atmosphere, IV. To understand the effect of aerosols on radiation reduction in the atmosphere and to gain the ability to apply characteristics of aerosols to models, V. To understand the effect of the characteristics of radiative transfer, water and ice clouds on radiative transfer under cloudy conditions in the atmosphere and to use, VI. To learn the components effecting the radiative forcing in the atmosphere and its results.
Ders Kitabı (Textbook) Diğer Kaynaklar (Other References) Ödevler ve Projeler (Homework & Projects Laboratuar Uygulamaları Liou, K.N. (1983). An introduction to atmospheric aadiation, Academic Press, New York. 1. Andrews, D.G. (2000). An introduction to atmospheric physics, Cambridge University Press, Cambridge, UK. 2. Paltridge, G.W. and Platt, C.M.R. (1976). Radiative processes in meteorology and climatology, Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam-Oxford-New York. 3. Wallace, J.M and Hobbs, P.V. (1976). Atmospheric science, Academic Press, San Diego, CA. 1 ödev, 1 proje 1 homework, 1 project - (Laboratory Work) Bilgisayar Kullanımı - (Computer Use) Diğer Uygulamalar - (Other Activities) Başarı Değerlendirme Sistemi (Assessment Criteria) Faaliyetler (Activities) Yıl İçi Sınavları (Midterm Exams) Kısa Sınavlar (Quizzes) Ödevler (Homework) Projeler (Projects) Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı (Final Exam) Adedi Değerlendirmedeki Katkısı, % (Quantity) (Effects on Grading, %) 1 20 1 10 1 20 1 50
DERS PLANI Hafta Konular Dersin Çıktıları 1 Elektromanyetik radyasyon ve atmosfer ile etkileşimi I 2 Yer atmosfer sisteminde radyatif süreçler I 3 Termal radyasyon kanunları I 4 Atmosferik gazların absorbsiyon ve emisyon spektrumu II 5 Atmosferde radyasyonun saçılması II 6 Atmosferde infrared radyasyonun kaynak özellikleri ve spektral dağılımı II 7 Radyatif transfer eşitliği ve yaklaşık çözümleri III 8 Kısa ve uzun dalga boylu radyasyon için radyatif transfer eşitliği III 9 Atmosferde ısınma ve soğuma oranları III,IV 10 Aerosollerin radyatif transfere etkisi IV 11 Bulutların radyatif transfere etkisi, su bulutları ve buz bulutlarının karakteristikleri V 12 Bulutlu atmosferde radyatif transfer eşitliği ve bulutların geçirgenliği V 13 Atmosferde direkt ve indirekt radyatif zorlama VI 14 Radyatif zorlamanın iklime etkisi VI COURSE PLAN Weeks Topics Course Outcomes 1 Electromagnetic radiation and interaction with atmosphere I 2 Radiative processes in the earth-atmosphere system I 3 Thermal radiation laws I 4 Spectrum of absorption and emission spectrum in the atmospheric gasses II 5 Radiation scattering in the atmosphere II 6 Characteristics of infrared radiation and spectral distribution in the atmosphere II 7 Radiative transfer equation and various solutions III 8 Radiative transfer equation for shortwave and longwave radiation III 9 Heating and cooling rates in the atmosphere III,IV 10 Effect of aerosols on radiative transfer IV 11 Effect of clouds on radiative transfer, characteristics of water and ice clouds V 12 Radiative transfer equation in the cloudy atmosphere and transmittance of clouds V 13 Direct and indirect radiative forcing VI 14 Effect of radiative forcing on climate VI
Dersin Atmosfer Bilimleri Yüksek Lisans Programıyla İlişkisi Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar) i. Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilme ve derinleştirebilme, güncel teknik ve yöntemlerin farkında olma, gerektiğinde inceleyip, öğrenme ve bunların kısıtları hakkında kapsamlı bilgiye sahip olma, sınırlı ve eksik verileri kullanarak bilimsel yöntemlerle bilgiyi tamamlama, disiplinler arası etkileşimi kavrayabilme (Bilgi). ii. Alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki kuramsal ve uygulamalı bilgileri kullanabilme, farklı disiplin alanlarından gelen bilgilerle bütünleştirip yorumlayarak yeni bilgiler üretebilme, yeni yöntemler geliştirme ve karşılaşılan sorunları araştırma yöntemlerini kullanarak çözümleyebilme (Beceri). iii. Alanı ile ilgili uzmanlık gerektiren analitik, modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları, eleştirel bir yaklaşımla mevcut bilgi ve becerilerini kullanarak tasarlayıp, yürütebilme, karşılaşılan ve öngörülemeyen karmaşık sorunların çözümü için yeni stratejik yaklaşımlar geliştirerek sorumluluk alma, çok disiplinli takımlarda liderlik ederek çözüm üretebilme (Bağımsız Çalışabilme, Sorumluluk Alabilme ve Öğrenme Yetkinliği). iv. Alanındaki güncel gelişmeleri ve kendi çalışmalarını, nicel nitel veriler ile destekleyerek, gerektirdiği düzeyde bilgisayar yazılımı ile birlikte bilişim ve iletişim teknolojilerini kullanarak, sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısı ile inceleyip, geliştirmek ve gerektiğinde değiştirerek alanındaki ve alan dışındaki gruplara, ulusal tercihen uluslararası toplantılarda, yazılı, sözlü ve görsel olarak sistemli biçimde aktarabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). v. Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 genel düzeyinde kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurabilme, kendi çalışmalarını en az bir bildiri ile alanındaki uluslararası platformlarda, yazılı, sözlü ve/veya görsel olarak aktarabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). vi. Alanı ile ilgili verilerin toplanması, yorumlanması, uygulanması ve duyurulması aşamalarında toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerleri gözeterek denetleyebilme, bu değerleri öğretebilme, ilgili konularda strateji, politika ve uygulama planları geliştirebilme ve elde edilen sonuçları, kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilme, özümsediği bilgiyi, problem çözme ve/veya uygulama becerilerini, disiplinlerarası çalışmalarda kullanabilme (Alana Özgü Yetkinlik). Katkı Seviyesi 1 2 3 1. Az, 2. Kısmi, 3. Tam
Relationship between the Course and Atmospheric Sciences M.Sc. Program Program Outcomes i. Grasping interdisciplinary interaction related to one s area and developing and intensifying the current and high knowledge in that area, becoming aware of current techniques and methods, if necessary, learning them and having comprehensive knowledge about their limitations, completing the knowledge with scientific methods by using limited and incomplete data based upon the competency in graduate level (Knowledge). ii. By means of ability to use theoretical and practical information related to one s area, to combine and interpret them with information from different disciplines developing new methods and solving the faced problems by related searching methods (Skill). iii. By means of the ability to use critically analyze knowledge and skills to study related to one s area that requires expertise in analytical, modeling, and experimental based research on that area, directing and developing new strategies for the problems that are not foreseen and taking the responsibilities together with fulfilling the leader role, the ability to produce solutions for that problems (Competence to work independently, competence to take responsibility, competence to learning). iv. By means of the ability to promote current development and studies by supporting with qualitative and quantitative data and to use the required level of computer software together with information and communication technologies with a required level, critical analyzing, developing and altering, if required, social relationships and the norms directing these relationships, establishing written, oral, and visual communication with groups within one s or different fields in national, preferably international environment. (Communication and social competency). v. Proficiency in a foreign language at least European Language Portfolio B2 Level and establishing written, oral and visual communication with that language for presenting one s studies at least by one presentation in the international environment (Communication and social competency). vi. By means of the ability to inspect the steps like gathering, interpreting, implementing and announcing related data with the one s area by overseeing scientific, cultural and ethical norms, teaching these norms, developing strategy, policy and action plans in related subjects and evaluating the obtained results by making the use of quality processes, using the gathered information and solving problems and/or implementation skills in the interdisciplinary strategies (Area specific competency). Level of Contribution 1 2 3 1. Little, 2. Partial, 3. Full Düzenleyen (Prepared by) Prof. Dr. Sema TOPÇU Tarih (Date) 20.04.2011 İmza (Signature)
DERS YÜKÜ HESAPLAMA FORMU Dersin Kodu MTO504 Dersin Adı Atmosferde Işınım Geçişi Dersin Dili Türkçe Dersin Kredisi 3 Dersin ECTS Kredisi 7.5 Hafta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 TOPLAM Saat Kazanılan I I I II II II III III III, I,II, IV V V VI Beceri IV III (çıktılar) Haftalık Ders 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 42 (Saat) Laboratuar - - - - - - - - - - - - - - - (Saat) Uygulama - - - - - - - - - - - - - - - (Saat) Dersle ilgili Sınıf dışı Etkinlikler (saat) Sınavlar ve Sınava Hazırlık (saat) Toplam Saat Ders Değerlendirme Sistemi - 2 4 8 Ödev 2 2 2 5 Proje 7 7 7 7 7 10 70-2 2 2 2 3 5 6 7 8 Yıliçi 3 6 6 6 15 Final 3 7 9 13 7 8 10 14 17 18 13 16 16 19 15 185 1 adet Ara sınav (%20), 1 adet ödev (%10), Proje (%20), Final (%50) 73 Ders Çıktıları Bu dersi başarıyla tamamlayan yüksek lisans/doktora öğrencileri aşağıdaki bilgi, beceri ve yetkinliğini kazanır; I. Atmosferde termal radyasyon kanunlarının uygulanması, II. Atmosferde radyasyonun absorbsiyon, emisyon ve saçılma süreçlerinin spektral olarak anlaşılması ve bu bilgilerin kullanılabilmesi, III. Atmosferde radyatif transfer eşitliğinin yaklaşık çözümlerinin yapılabilmesi, IV. Atmosferde radyasyonun azalmasına aerosollerin etkisi ve aerosollere ait karakteristiklerin modellerde uygulayabilme becerisinin kazanılması, V. Atmosferde bulutlu koşullarda radyatif transfer ve su ve buz bulutlarına ait karakteristiklerin radyatif transfere etkisinin anlaşılması ve bu bilgilerin kullanılabilmesi, VI. Atmosferde radyatif zorlamaya etki eden bileşenlerin ve sonuçlarının öğrenilmesi becerilerini kazanır. Tarih 20.04.2011 Formu Hazırlayan Formu Onaylayan Prof. Dr. Sema TOPÇU