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大気の運動、大気中で起こる様々な現象を理解するために、気象学の基礎をなす概念や過程について講義を行う。地表面と大気の関わり、水の果たす役割についてやや詳しく解説する。
In this course, the lecturer explains basic concepts and processes of meteorology to understand atmospheric motions and phenomena. In particular, interaction between land surfaces and the atmosphere, and role of water are explained in detail.
Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
現代の流体工学には力学系の理論、微分幾何学、リー群論、統計力学、高精度数値解法などの数理情報科学的なアイディアが活用されている。流体工学の基礎分野における最先端の研究知識を紹介し、流体工学を例として非線形科学の諸問題に立ち向かうための研究手法とその発想法を講義する。テーマとして (1) 流れの数理的安定性理論、(2) 統計的流体工学、(3) 高精度数値流体工学を取り上げる。
Google Classroom に講義情報や資料を置く。Google Classroom のクラスコードは「sd4pgm5」。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
In modern fluid dynamics various ideas of applied mathematics including dynamical systems, differential geometry, Lie groups, statistical mechanics and high-precision numerical method are utilized. The lecture consists of three subjects: - Mathematical Aspects of Hydrodynamic Stability - Statistical Fluid Dynamics - Computational Fluid Dynamics. Those who attend the lecture will obtain advanced knowledges of the fundamental fluid dynamics and other nonlinear sciences.
Please go to Google Classroom to collect information and materials.
The class code of Google Classroom is sd4pgm5
地球・⾦星・⽕星・⽊星など様々な惑星の⼤気について、中性⼤気と電離⼤気の基本構造・放射・ダイナミクスに関連した物理・化学過程の基礎的な演習を⾏う。惑星ごとの違いはもちろんのこと、同一の惑星でも⾼度によって⼤気の運動や振る舞い(世界)が⼤きく異なることを意識し、何故そのような違いが⽣じるのか？を考える。各惑星固有の大気放射や輸送現象の時定数、各種パラメータについて、観測データ等を⽤いた簡単な計算から、それぞれの惑星⼤気の特徴を理解する。また惑星⼤気のエネルギー源として、さらに⼤気進化を考える上でも重要となる太陽(中心恒星)放射や太陽風と惑星⼤気との関係についても、基礎的な問題を解き理解を深める。
1957年に⼈類初の⼈⼯衛星が打ち上げられて以来、今⽇までの惑星探査・衛星観測・宇宙開発の進展は目覚しいものがある。本演習では過去や最新の成果などにも触れながら、惑星⼤気研究と様々な研究分野との関わりについて考えるきっかけとする。
This course introduces the variety of planetary atmosphere in the solar system to help students understand the diversity of the planetary atmospheric environment. This course provides the opportunity to imagine why and how does the planetary atmospheric environment diverge, by using the fundamental physics. Submitted reports, attendance and so on are evaluated. Students are required to submit class assignments.
大気運動の駆動、人間の生活環境形成に深く関わる大気と地表面の相互作用について講義する。主に大気の最下層「大気境界層」で行われるエネルギーや水をはじめとする物質の交換について、各種地表面ごとに特徴と問題点を解説する。また、大気・地表面相互作用の一側面である局地循環について触れる。
In this course, the lecturer explains land-atmosphere interactions, which is related to driving atmospheric motion and providing environment. In particular, characteristics and problems of various land surface cover, and local circulation are explained.
液体と気体は容易に形を変えるという性質を持ち、"流れる"という共通の運動の形態を示す。液体と気体を一括して流体と呼び、その運動を調べる学問が流体力学である。この授業は流体力学を初めて学ぶ人が対象である。基礎的な事柄を学び、流体力学の基本的な概念や用語を身に着けることが目的となる。
"Fluid Dynamics" is the study for the motion of the fluid, as liquids and gases. The purpose of this course is to learn the fundamentals of fluid dynamics.
流体力学の手法は、宇宙における天体現象の研究で広く用いられている。この宇宙の流体力学の特徴として、非一様な外場や自己重力の影響を受けること、超音速の流れであり圧縮性があること、衝撃波などの非線形性が顕著であること、非定常な膨張・圧縮の流体運動が多いことなどがあり、地上では見られない現象が一般的である。本講義では、この宇宙流体力学の基本的な事項を学ぶ。
Fluid dynamics is involved in a very wide range of astrophysical phenomena. Fluid dynamics in astrophysics has several characteristics that hardly appear in flows on the earth: (1)Fluid is accelerated by non-constant external fields (e.g., gravitational and magnetic fields). (2)Flows are often super-sonic and highly compressive. (3)Strongly non-linear flows such as shock waves are often seen. This lecture deals with fundamentals of astrophysical fluid dynamics.
本科目では、気体分子、雲、エアロゾル等により構成される地球大気の物理的特性とそれらの気象・気候システムとの関係について、特に熱力学と大気放射の観点から理解することを目的とする。大気の組成、温度、大気地表面系のエネルギー収支、蒸発・雲形成・降水の過程、およびそれらの時空間変動の実態と要因について具体的な観測事例等を踏まえて理解する。
The purpose of this course is to understand the physical properties of the Earth's atmosphere composed of molecules, clouds, aerosols, etc., and their relation to weather and climate systems, especially from the viewpoint of thermodynamics and atmospheric radiation. It is required to understand the composition and temperature of the atmosphere, the energy balance of the air surface system, the processes of evaporation, cloud formation, and precipitation, and the actual conditions and factors of their spatiotemporal variations, based on specific observation examples.
風はエクマン流を引き起こすことで海水を混合する。風波は流れと相互作用して二次循環（ラングミュア循環）を引き起こすことで混合を促進する。海面での冷却も対流混合を引き起こす。一方、海面加熱は混合を抑制する。また、地球自転も混合を抑制する。これらの過程・要因が複合的に関係し、混合層の深度や海面水温が定まる。本講義では、これらの流れや波、そして混合の実態について紹介し、それらの基礎的な力学について理解することを目標とする。海洋と大気の混合層の類似点・相違点を学ぶことで、地球流体力学の素養を身につけることも目標とする。
Wind induces Ekman currents, and the currents drive turbulent mixing. Wind waves interact with the currents to generate secondary circulations (Langmuir circulations) that intensify the mixing. Sea surface cooling also induces convective mixing to deepen the mixed layer. The mixing is, on the other hand, inhibited by the sea surface warming and the Earth rotation. These processes/factors collaborate or compete with each other to determine bulk properties of the mixed layer such as mixed layer depth and sea surface temperature. In this lecture, basic features of these mixing processes as well as the relevant fluid dynamics are studied. Similarities and dissimilarities between ocean and atmosphere boundary layers are also learned to deepen understandings of geophysical fluid dynamics.