Τμήμα Ωκεανογραφίας και Θαλασσίων Βιοεπιστημών

Εισαγωγή στη Δυναμική Ωκεανογραφία

(1) Γενικά

Σχολή:	Περιβάλλοντος
Τμήμα:	Ωκεανογραφίας και Θαλασσίων Βιοεπιστημών
Επίπεδο Σπουδών:	Προπτυχιακό
Κωδικός Μαθήματος:	191ΘΔ9Υ	Εξάμηνο σπουδών:	ΣΤ
Τίτλος Μαθήματος:	Εισαγωγή στη Δυναμική Ωκεανογραφία
Αυτοτελείς Διδακτικές Δραστηριότητες		Εβδομαδιαίες Ώρες Διδασκαλίας	Πιστωτικές Μονάδες
Διαλέξεις/Φροντιστήρια		5
		Σύνολο μονάδων	5
Τύπος Μαθήματος:	Ειδικού υποβάθρου
Προαπαιτούμενα Μαθήματα:	Για την παρακολούθηση του μαθήματος είναι υποχρεωτική η επιτυχής ολοκλήρωση τουλάχιστον πέντε μαθημάτων του 1ου έτους, εκ των οποίων ένα από τα μαθήματα των Μαθηματικών. Θεωρούνται δεδομένες βασικές γνώσεις Περιγραφικής Φυσικής Ωκεανογραφίας, Φυσικής (Κλασσική Μηχανική, Κυματική, Ακτινοβολίες), Μαθηματικών και Χημείας.
Γλώσσα Διδασκαλίας και Εξετάσεων:	Ελληνική
Το Μάθημα προσφέρεται σε Φοιτητές Erasmus:	Ναι. Στην περίπτωσή τους, η γλώσσα διδασκαλίας και εξέτασης είναι η Αγγλική, και το μάθημα προσαρμόζεται ανάλογα με το υπόβαθρο του/της φοιτητή/τριας.
Ηλεκτρονική Σελίδα Μαθήματος (Url):	https://www.mar.aegean.gr/index.php?lang=gr&pg=3.1.1&lesson=1060

(2) Μαθησιακά Αποτελέσματα

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Σκοπός του συγκεκριμένου μαθήματος είναι η εισαγωγή των φοιτητών στη ρευστομηχανική γεωφυσικών ροών, με εφαρμογή στην περιγραφή της δυναμικής βασικών ωκεάνιων ροών. Τα επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος έχουν ως εξής:

• Την επιτυχή διάβαση των φοιτητών από την Κλασσική Μηχανική στην Μηχανική Γεωφυσικών Ρευστών. Αυτό γίνεται μέσω της επαναδιατύπωσης βασικών αρχών της πρώτης (όπως η διατήρηση ορμής, ενέργειας, μάζας, στροφορμής) σε μορφή χρήσιμη για την περιγραφή γεωφυσικών ροών.

• Τη χρήση των παραπάνω νέων γνώσεων για την περιγραφή της δυναμικής θαλάσσιων ροών που έχουν ήδη αναφερθεί στο μάθημα του Β΄ εξαμήνου «Περιγραφική Φυσική Ωκεανογραφία».

• Την απόκτηση δυνατότητας εφαρμογής μεθόδων όπως ο διαχωρισμός κλιμάκων στις γενικές εξισώσεις διατήρησης ώστε να αναγνωρίζονται οι κυρίαρχοι δυναμικοί όροι και να διευκολύνεται η επίλυση πολύπλοκων ρευστομηχανικών εξισώσεων.

• Τη δυνατότητα μετάβασης σε θαλάσσιες ροές που εξετάζονται σε επόμενα μαθήματα (π.χ. Δυναμική Ιζημάτων, Θαλάσσια Κυματική, Παράκτια Μηχανική κ.λπ.).

• Τη δυνατότητα σύνδεσης του θεωρητικού ρευστομηχανικού υποβάθρου με την υπολογιστική ρευστομηχανική μέσω μαθημάτων όπως Αριθμητική Ανάλυση και Αριθμητικές Μέθοδοι και Εφαρμογές.

Ο φοιτητής αναμένεται με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος να είναι σε θέση να αναγνωρίζει την φυσική ερμηνεία και μαθηματική διατύπωση των διάφορων αρχών της μηχανικής γεωφυσικών ρευστών, να αναγνωρίζει τους όρους των εξισώσεων και τις διεργασίες που αναπαριστούν, να κρίνει ανάλογα με τις χωροχρονικές κλίμακες του υπό εξέταση φαινομένου ποιες διεργασίες είναι κυρίαρχες, να συνθέτει τη νέα δυναμική ισορροπία μέσω της απάλειψης ασθενών διεργασιών και να περιγράφει διάφορες ωκεάνιες ροές βάσει των παραπάνω δεξιοτήτων.

Γενικές Ικανότητες

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών

Αυτόνομη εργασία

Ομαδική εργασία

Εργασία σε διεθνές περιβάλλον

Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον

Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον

Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής

Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

(3) Περιεχόμενο Μαθήματος

Θερμοδυναμική
Στερεή, Υγρή, Αέρια κατάσταση
Θερμοκρασία, Πίεση
Έργο και θερμότητα
Μοριακή διάχυση
Οι νόμοι της Θερμοδυναμικής
Καταστατικές εξισώσεις
Υδροστατική
Καρτεσιανό σύστημα συντεταγμένων.
Η πίεση σε ένα ρευστό σε ισορροπία, Υδροστατική πίεση.
Η αρχή του Αρχιμήδους.
Στατική μη συμπιεστών και συμπιεστών ρευστών.
Η θαλάσσια στάθμη
Η μέση θαλάσσια στάθμη.
Το ελλειψοειδές μοντέλο προσέγγισης του σχήματος της Γης.
Η μέση στάθμη θάλασσας.
Γεωδυναμικό και γεωδυναμικό ύψος.
Υδροδυναμική: Αρχές διατήρησης
Σύστημα αξόνων.
Ολική και υλική παράγωγος ενός μεγέθους.
Αρχή διατήρησης της μάζας
Αρχή διατήρησης βαθμωτού μεγέθους
Αρχή διατήρησης θερμικής ενέργειας
Αρχή διατήρησης της ορμής (αδρανειακά συστήματα αναφοράς).
Αρχή διατήρησης της ορμής (περιστρεφόμενα συστήματα αναφοράς).
Αρχή διατήρησης της ενέργειας.
Αρχή διατήρησης της στροφορμής.
Εφαρμογές στην Ωκεανογραφία
Μέθοδος διαχωρισμού κλιμάκων.
Υδροστατική Ισορροπία.
Κατακόρυφη Ευσταθής Ισορροπία στη στήλη νερού.
Μοριακή και τυρβώδης διάχυση της ορμής.
Τυρβώδης διάχυση βαθμωτών μεγεθών.
Ρεύματα χωρίς τριβή.
Ρεύματα με τριβή.
Ανεμογενείς γεωστροφικοί στρόβιλοι.
Η ωκεάνια κυκλοφορία
Διατήρηση του στροβιλισμού σε βαροτροπικές συνθήκες.
Παραδείγματα παρακτίων κινήσεων
Εξισώσεις ρηχού νερού.
Ταλαντώσεις λεκανών.
Κύματα Kelvin.

(4) Διδακτικές και Μαθησιακές Μέθοδοι - Αξιολόγηση

Τρόπος Παράδοσης:

Δια ζώσης, εκ του συστάδην, με φυσική παρουσία. Όλο το απαραίτητο αλλά και συμπληρωματικό υλικό παρατίθεται μέσω της ηλεκτρονικής πλατφόρμας e-class.

Χρήση Τεχνολογιών, Πληροφορίας & Επικοινωνιών:

Η πλατφόρμα e-class χρησιμοποιείται εκτενέστατα, και για τη διανομή του εκπαιδευτικού υλικού στους φοιτητές, αλλά και για την αξιολόγηση της προόδου τους και βαθμολόγηση της επίδοσής τους.

Οργάνωση Διδασκαλίας:

	Δραστηριότητα	Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου
	Διαλέξεις	40
	Εργαστηριακές/Φροντιστηριακές Ασκήσεις	26
	Ατομική Εργασία	10
	Αυτοτελής Μελέτη	46
	Τελική εξέταση	3
	*Σύνολο Μαθήματος*	125

Αξιολόγηση Φοιτητών:

(5) Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

Ζερβάκης, Β., 2017. Εισαγωγή στη Δυναμική Ωκεανογραφία, Σημειώσεις, Πανεπιστήμιο Αιγαίου.
Παπαϊωάννου, Α., 2019. Μηχανική των Ρευστών. Εκδόσεις "Σοφία", ISBN: 978-960-633-004-9, Διατίθεται δωρεάν μέσω του Συστήματος ΕΥΔΟΞΟΣ με κωδικό 86055189.
Streeter/Wylie/Bedford, 2009. Μηχανική Ρευστών. Εκδόσεις "Φούντας", ISBN: 978960330576-7, Διατίθεται δωρεάν μέσω του Συστήματος ΕΥΔΟΞΟΣ με κωδικό 4300.
Κρεστενίτης, Γ. Ν., Κομπιάδου, Κ. Δ., Μακρής, Χ. Β., Ανδρουλιδάκης, Γ. Σ., Καραμπάς, Θ. Β., 2016. Παράκτια Μηχανική - Θαλάσσια Περιβαλλοντική Υδραυλική. Ελληνικά Ακαδημαϊκά Ηλεκτρονικά Συγγράματα και Βοηθήματα, www.kallipos.gr, ISBN: 978-960-603-253-0.
Stewart, R. H., 2007. Introduction to Physical Oceanography. Texas A & M University, book freely available at: http://oceanworld.tamu.edu/resources/ocng_textbook/PDF_files/book.pdf
Open University, 2000. Waves, Tides and Shallow Water Processes. Butterworth-Heinemann; 1st edition.
Pond & Pickard, 1985. Introductory Dynamical Oceanography, Butterworth-Heinemann.
Mellor, G., 1996. Introduction to Physical Oceanography, American Institute of Physics.
Knauss, J. A., 2005. Introduction to Physical Oceanography. Waveland Press Inc; 2nd edition.

- Συναφή επιστημονικά περιοδικά:

Progress in Oceanography - https://www.journals.elsevier.com/progress-in-oceanography
Journal of Physical Oceanography - https://www.ametsoc.org/ams/index.cfm/publications/journals/journal-of-physical-oceanography/
Journal of Geophysical Research – Oceans - http://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/hub/jgr/journal/10.1002/(ISSN)2169-9291/
Journal of Marine Systems - https://www.journals.elsevier.com/journal-of-marine-systems

Σύνδεση