Fizyka atmosfery
Fizyka atmosfery to dziedzina geofizyki, która wykorzystuje zasady fizyki do badania atmosfery, szczególnie atmosfery Ziemi. Fizycy atmosfery modelują atmosferę oraz procesy w niej zachodzące, głównie przy użyciu klasycznych metod fizycznych.
Metody badawcze
W analizach stanu atmosfery, które są kluczowe dla prognozowania pogody, stosowane są równania ruchu Newtona w formie równania Naviera-Stokesa, które opisuje przepływ płynów. Modele numeryczne wykorzystują różne schematy, takie jak:
- metoda elementu skończonego
- metoda różnic skończonych
- metoda spektralna
Promieniowanie słoneczne oraz cieplne Ziemi i atmosfery opisuje równanie transportu promieniowania, które jest podstawą wielu satelitarnych metod teledetekcji. Te metody wykorzystują skomplikowane matematyczne podejścia do oceny stanu atmosfery na podstawie pomiarów promieniowania w różnych długościach fal elektromagnetycznych.
Instrumenty pomiarowe
Aby zbierać dane o atmosferze, stosuje się różne przyrządy fizyczne, w tym:
- radar
- lidar
- akustyczne sondaże atmosfery
W kontekście wymiany masy i ciepła w warstwie granicznej atmosfery, wykorzystuje się metody z teorii turbulencji. Fizyka chmur ilustruje zastosowanie zasad termodynamiki, a wiele temperatur w tej dziedzinie ma odpowiedniki w pojęciach takich jak entropia i entalpia. Mikrofizyka chmur korzysta z wiedzy o ośrodkach polidyspersyjnych oraz równaniach koagulacji (np. równanie Smoluchowskiego) dla interakcji kropel i kryształków lodu.
Chemia atmosfery
Innym aspektem mikrofizyki chmur jest chemia atmosfery, która bada, jak gazy atmosferyczne wpływają na fizykę aerozoli i procesy nukleacji.
Powiązane dziedziny
Meteorologia, klimatologia, fizyka atmosfery oraz chemia atmosfery to główne dziedziny zajmujące się atmosferą ziemską. Współczesne badania często łączą te dziedziny z badaniami oceanu i hydrologii, co podkreśla ich znaczenie w zrozumieniu złożonych procesów atmosferycznych.
