Fyzikální modelování atmosféry

18.04.2026

Mezní vrstva atmosféry, tj. spodní část atmosféry, je pro člověka přirozeným prostředím a příznivě i nepříznivě ovlivňuje styl jeho života. Kniha shrnuje stručnou historii jejího výzkumu, základní pojmy a definice, popisuje proudění v rotující souřadné soustavě či charakteristické vlastnosti turbulentního proudění a metody matematického a fyzikálního modelování, včetně validace modelů matematických. Dále se zabývá novějšími přístupy a poznatky, jakými jsou například koherentní struktury či problém mnoha měřítek v turbulentním proudění.

Modelování znečištění ovzduší je velmi důležité pro předpověď kontaminace a pomáhá porozumět samotnému procesu a eliminaci následků. Hlavním tématem práce jsou metody pro řešení modelů popsaných parciálními diferenciálními rovnicemi, přesněji advekčně-difúzní rovnicí.

Polovina práce je zaměřena na známou metodu přímek a je zde ukázáno, že tato metoda je vhodná k řešení určitých konkrétních problémů. Dále bylo navrženo a otestováno řešení paralelizace metody přímek, jež ukazuje, že metoda má velký potenciál pro akceleraci na současných grafických kartách a tím pádem i zvětšení přesnosti výpočtu. Druhá polovina práce se zabývá poměrně mladou metodou ELLAM a její aplikací pro řešení atmosférických advekčně-difúzních rovnic.

Byla otestována konkrétní forma metody ELLAM společně s navrženými adaptacemi. Z výsledků je zřejmé, že v mnoha případech ELLAM překonává současné používané metody.

Jako jediné univerzitní pracoviště v ČR nabízíme komplexní studium fyziky atmosféry včetně výuky meteorologie strukturované dle požadavků Světové meteorologické organizace. Výzkum a studium na naší katedře se zaměřují na vysoce aktuální otázky s velkým společenským dopadem - mezi hlavní patří problematika klimatu a klimatické změny, modelování atmosférické chemie a kvality ovzduší, modelování turbulentního proudění v malých měřítkách anebo výzkum gravitačních vln a jejich vlivu na globální cirkulaci.

Čtěte také: Vysvětlení fyzikálních sil

Katedra se v daných oblastech podílela a podílí na řadě zahraničních i domácích vědeckých projektů. V rámci těchto aktivit se naši studenti a studentky účastní řešení výzkumných projektů i zahraničních stáží. Obor meteorologie a klimatologie na MFF UK vychází v současnosti především z geofyzikální hydrodynamiky, mechaniky kontinua a termodynamiky atmosféry, přičemž široce využívá poznatků dalších fyzikálních oborů.

Cílem studia je osvojení široké škály znalostí a kompetencí v oblasti fyziky atmosféry, numerického modelování i statistických analýz. Absolventi a absolventky mají hluboké znalosti základních fyzikálních disciplín a příslušných matematických metod se zahrnutím znalostí soudobých informačních technologií. Jsou připraveni pro řešení úkolů základního i aplikovaného výzkumu a rozsáhlého spektra činností v praxi.

Čtěte také: Zázraky přírody: Hra

Čtěte také: Odpad a Znečištění Vody

tags: #fyzikální #modelování #atmosféry