Proponowane tematy prac magisterskich w roku akademickim 2012/2013

Transkrypt

1 Proponowane tematy prac magisterskich w roku akademickim 2012/ Legenda: Prace realizowane Prace zrealizowane Prace oczekujące na realizację L.p. Tytuł: Opiekun: Krótki opis: Magistrant 1. Analiza zmienności aerozolowej grubości optycznej w atmosferze nadbałtyckiej na podstawie danych satelitarnych 2. Wpływ zmienności ozonu w atmosferze na dopływ PAR do powierzchni Morza Bałtyckiego 3. Wpływ zmienności pary wodnej w atmosferze na wielkość PAR na powierzchni Morza Bałtyckiego 4. Abiotyczne warunki fotosyntezy w Morzu Bałtyckim Adam Krężel Adam Krężel Adam Krężel Adam Krężel Do realizacji tematu przewiduje się wykorzystanie codziennych informacji o aerozolowej grubości optycznej, w rejonie Morza Bałtyckiego określonych na podstawie obserwacji satelitarnych Do realizacji tematu przewiduje się wykorzystanie codziennych informacji o zawartości ozonu w kolumnie atmosfery, w rejonie Morza Bałtyckiego określonych na podstawie obserwacji satelitarnych. Do obliczeń wielkości PAR przewiduje się wykorzystanie modelu dopływu energii słonecznej do powierzchni morza SolRad Do realizacji tematu przewiduje się wykorzystanie codziennych informacji o zawartości pary wodnej w kolumnie atmosfery, w rejonie Morza Bałtyckiego określonych na podstawie obserwacji satelitarnych. Do obliczeń wielkości PAR przewiduje się wykorzystanie modelu dopływu energii słonecz- Okres realizacji Tomasz Król Katarzyna Filipiuk nej do powierzchni morza SolRad Proces fotosyntezy materii organicznej w morzu zależy m.in. od takich parametrów jak temperatura wody czy wielkość strumienia promieniowania słonecznego w przedziale fotosyntetycznie czynnym. Praca ma polegać na analizie tych czynników w Morzu Bałtyckim pod kątem wpływu ich zmienności na ten proces. Przewiduje się wykorzystanie do tego celu danych satelitarnych.

2 5. Lepkość turbulentna w modelach cyrkulacji wód morskich 6. Modelowanie falowania wiatrowego w Zatoce Pomorskiej 7. Analiza porównawcza modelowanych i mierzonych charakterystyk widmowych falowania wiatrowego na Bałtyku 8. Mechanizmy rozpraszania fal akustycznych na roślinach bentosowych 9. Akustyczne badania biologicznych warstw rozpraszających w Zatoce Gdańskiej Witold Cieślikiewicz Witold Cieślikiewicz Natalia Gorska Natalia Gorska 10. Rozpraszanie fal akustycznych na pęche- Natalia Gorska rzykach gazowych pochodzenia biologicznego w osadach piaszczystych Cel pracy: zrozumienie mechanizmów rozpraszania dźwięku na roślinach podwodnych Metoda: modelowanie numeryczne rozpraszania fal akustycznych na roślinach, porównanie wyników modelowania z danymi pomiarowymi, obróbka danych pomiarowych, pomiary Uzasadnienie istotności: istotne dla opracowania akustycznych technik detekcji oraz charakteryzacji roślinności podwodnej. Uzasadnienie istotności badań: istotne dla opracowania akustycznych technik detekcji i klasyfikacji warstw biologicznych oraz dla zrozumienia funkcjonowania ekosystemów Zatoki Gdańskiej. Cel pracy: 1. określenie właściwości rozpraszających warstw biologicznych w Zatoce Gdańskiej; 2. określenie rozkładu przestrzennego warstw biologicznych. Metoda badań: pomiary hydroakustyczne, obróbka i interpretacja danych pomiarowych. Cel pracy: zrozumienie mechanizmów rozpraszania fal akustycznych na pęcherzykach gazowych (np., pęcherzyki tlenu powstałe w wyniku fotosyntezy mikro glonów) uwięzionych w osadach piaszczystych. Metoda: modelowanie numeryczne, porównanie wyników modelowania z wynikami pomiarów, przegląd literatury. Uzasadnienie istotności: istotne dla opracowania akustycznych technik badań środowiska morskiego Małgorzata Krakowiak Anna Raczkowska Witold Cieślikiewicz

3 11. Model GIS sejszy zbiorników zamkniętych Prof.UG, dr hab. Jacek Urbański 12. Modelowanie pola Dr Gabriela Gicprędkości w warstwie Grusza przydennej strefy brzegowej morza 13. Przestrzenna zmienność warunków atmosferycznych na Zatoce Gdańskiej 14. Analiza oddziaływań dolnej warstwy atmosfery z lodem morskim 15. Charakterystyka cech przestrzennych rozlewów olejowych identyfikowanych w Morzu Bałtyckim za pomocą czujnika ASAR Dr Agnieszka Herman Dr Agnieszka Herman Dr Katarzyna Bradtke Wiele procesów hydrodynamicznych (prądy, falowanie, transport osadów etc.) zachodzących w rejonach przybrzeżnych morza zależy od lokalnych warunków atmosferycznych, różniących się od warunków zarówno na otwartym morzu, jak i w głębi lądu. Ta lokalna specyfika nie jest możliwa do uwzględnienia w mezoskalowych modelach atmosfery (zbyt niska rozdzielczość), rutynowo używanych jako źródło danych wejściowych do analizy procesów zachodzących w morzu. Celem pracy jest wykorzystanie: (i) danych pomiarowych z obszaru Zatoki Gdańskiej oraz (ii) lokalnego numerycznego modelu atmosfery zagnieżdżonego w modelu mezoskalowym, do analizy zmienności przestrzennej wiatru, temperatury powietrza, wilgotności i zachmurzenia na obszarze Zatoki Gdańskiej. Aleksandra Popiołek Agata Grynczel Celem pracy jest określenie kryteriów, które mogłyby posłużyć do odróżnienia w procesie automatycznej klasyfikacji rozlewów olejowych od innych Marta Konik filmów powierzchniowych, czy zjawisk, widocznych na obrazach SAR również jako ciemne plamy ( dark spot ). Praca polega na wykonaniu modelu GIS wyznaczania drgań własnych powierzchni zbiornika, może on być też rozszerzony na termoklinę, metodą Defanta. Ta klasyczna metoda (opracowana w 1918) daje dobre wyniki (określa okres i położenie linii nodalnych), a jej główną wadą jest pracochłonność polegająca na wprowadzaniu szczegółowych przekrojów zbiornika. GIS stwarza możliwość pełnego zautomatyzowania całego procesu. Model zostałby napisany w Pythonie z wykorzystaniem bibliotek geoprocesingu programu ArcGIS 10.1 oraz zweryfikowany za pomocą pomiarów eksperymentalnych. Celem pracy jest opracowanie kompleksowego modelu przydennego obszaru ruchu w strefie brzegowej morza. Model powinien uwzględniać współistnienie w tej strefie falowania i prądów tj. form ruchu związanych z innymi skalami czasowymi.

4 16. Charakterystyka własności fizycznych zachmurzenia na podstawie danych satelitarnych Dr Marcin Paszkuta 17. Wyznaczenie fazy termodynamicznej składkuta Dr Marcin Paszników atmosfery na podstawie danych satelitarnych 18. Widma absorpcji i rozpraszania światła przez ciak Dr Maciej Mat- cząsteczki zawiesiny morskiej, których rozkłady rozmiarów są opisane funkcjami gamma 19. Skalowanie zjawisk i Dr Jan Jędrasik procesów hydrodynamicznych w Zatoce Gdańskiej 20. Długookresowe wahania poziomu Morza Bałtyckiego Dr Jan Jędrasik Szersze poznanie budowy ośrodków atmosfery pomaga w dokładniejszym opisie ich własności fizycznych. Jednym z takich parametrów fizycznych może być promień cząsteczek. Praca ma polegać na próbie oszacowania tego i podobnych parametrów na podstawie danych satelitarnych METEO- SAT pod kątem detekcji zachmurzenia nad Bałtykiem. Przewiduje się wykorzystanie do tego celu oprogramowania TNTmips. Szersze poznanie własności fizycznych ośrodków atmosfery pomaga w dokładniejszym opisie ich zachowania. Jednym z takich parametrów fizycznych może być faza termodynamiczna ośrodka. Praca ma polegać na próbie oszacowania tego zjawiska na podstawie danych satelitarnych AVHRR i METEOSAT pod kątem detekcji zachmurzenia nad Bałtykiem. Przewiduje się wykorzystanie do tego celu oprogramowania TNTmips. Brak jest prac wskazujących uzasadnienie stopnia zagnieżdżenia z rozmiarami siatek wynikających z rozmiarów zjawisk hydrodynamicznych. Obecny downscaling jako modelowanie zagnieżdżone powinien podlegać ocenie aby stopień zagnieżdżania wynikał z oceny transferu skal zjawisk i skal procesów do obszarów o większej rozdzielczości. Nowe oczko siatki ( krok dyskretyzacji ) powinno być filtrem anty-aliasingowym filtrem rozdzielczości. Oznacza to, że sygnał (zjawisko czy proces hydrodynamiczny) nie będzie zniekształcony w rozwiązaniu na siatce z nową rozdzielczością. Do tematu będą wykorzystane dane obserwacyjne oraz wyniki modelowania. Jan Andrzejewski

5 21. Modelowanie wymiany Dr Jan Jędrasik wód przybrzeżnych wzdłuż polskiego wybrzeża - zasolenie wód jezior przybrzeżnych konsekwencją wlewów morskich 22. Opracowanie pakietu doświadczeń laboratoryjnych z zakresu fizyki morza Modelowanie wymiany wód pomiędzy jeziorami przybrzeżnymi a morzem. Częstości i wielkości wlewów morskich. Zmienność zasolenia wód w jeziorach przybrzeżnych w zależności od dopływów z lądu i morza. Potencjalny i rzeczywisty czas przepłukiwania wód jezior przybrzeżnych. Zasolenie jezior przybrzeżnych wskaźnikiem tendencji zmian klimatycznych. Celem pracy jest przygotowanie szeregu doświadczeń (treści do ustalenia z prowadzącym) z zakresu optyki, akustyki i termodynamiki morza do wykorzystania przy zajęciach dydaktycznych w laboratorium fizyki morza. Praca laboratoryjna która polega na opracowaniu ćwiczenia tj. przygotowanie stanowiska eksperymentalnego, opracowanie literatury, bhp, instrukcji, przeprowadzenie wzorcowego eksperymentu. Materiały, przyrządy zostaną zakupione po opracowaniu części teoretycznej. Przykładowy wykaz proponowanych ćwiczeń (do wyboru) z zakresu termodynamiki: Cechowanie termopary i termistora. Wyznaczanie ciepła parowania wody morskiej. Wyznaczanie ciepła topnienia lodu morskiego. Wyznaczanie ciepła właściwego piasku, skał. Wyznaczanie ciepła właściwego wody morskiej metodą ostygania. Wyznaczanie współczynnika napięcia powierzchniowego wody morskiej. Pomiar stosunku Cp/Cv. Wyznaczenie zależności lepkości od temperatury. Badanie zależności temperatury wrzenia wody morskiej od ciśnienia. Maciej Pawlicki

6 23. Automatyczne mapowanie frontów termicz- Bradtke Dr Katarzyna nych w wodach powierzchniowych Morza Bałtyckiego na podstawie danych satelitarnych rejestrowanych w paśmie podczerwieni termalnej za pomocą czujnika AVHRR. 24. Modelowanie fal wiatrowych w Zatoce Gdańskiej Witold Cieślikiewicz 25. Analiza szumów podwodnych zarejestrowa- Jarosław Tęgow- nych w fiordach Spitsbergeńskicski 26. Akustyczna detekcja obiektów zagrzebanych Jarosław Tęgowski w osadach morskich 27. Wpływ stref upwellingu na procesy dynamiczne w warstwie granicznej atmosfery nad morzem Dr Agnieszka Herman Praca będzie polegała na analizie map gradientów temperatury powierzchniowej (SST), wyznaczanej na podstawie danych satelitarnych rejestrowanych za pomocą czujnika AVHRR. Celem pracy jest określenie charakterystycznych cech frontów termicznych występujących w wodach powierzchniowych Bałtyku i zdefiniowanie reguł filtracji w automatycznym algorytmie detekcji frontów (eliminacja błędnych identyfikacji, związanych z obecnością chmur, hot-spotów i innych zakłóceń na obrazach rejestrowanych w paśmie podczerwieni termalnej), a także reguł mozaikowania frontów identyfikowanych w serii czasowej danych AVHRR. Mateusz Niedziela Andrzej Retz Dorota Sulej Joanna Doroszkiewicz Wpływ cyrkulacji atmosferycznej głównie siły i kierunku wiatru na powstawanie stref upwellingu przybrzeżnego w Morzu Bałtyckim jest stosun- Kowalczyk Marta kowo dobrze poznany. Powstawanie tych stref jest obserwowane na zdjęciach satelitarnych; jest także z powodzeniem modelowane numerycznie. Znacznie mniej poznany jest wpływ obszarów upwellingu na procesy zachodzące w atmosferze, a także istnienie ew. sprzężeń zwrotnych w oddziaływaniach morze atmosfera związanych z upwellingiem, zwłaszcza w okresie lata i jesieni, gdy upwelling prowadzi do znacznego spadku SST. Celem pracy jest wykorzystanie modelu pogody WRF (Weather Research and Forecasting) do analizy procesów, które zachodzą w atmosferze nad strefami upwellingu

7 28. Dynamika Prądu Zachodniospitsbergeńskiego z wykorzystaniem pomiarów ADCP Kamila Walicka Prof. IO, dr hab. Waldemar Walczowski 2011-

8 Ad. 19 Downscaling zjawisk i procesów hydrodynamicznych w Zatoce Gdańskiej W celu poprawy jakości prognoz hydrodynamiki istnieje potrzeba trafnego przewidywania transformacji zjawisk i procesów generowanych w otwartym morzu i przenoszonych do strefy brzegowej. Obecnie do modelowania hydrodynamiki w strefie brzegowej wprowadzono downscaling dynamiczny, który sprowadza się do techniki modelowania zagnieżdżonego z dwukierunkową wymianą informacji i przestrzeganiem prawa zachowania masy, pędu i energii na granicach otwartych. Brak jest pogłębionych badań jakie zjawiska i które procesy zostały przeniesione przez downscaling a które zostały dotknięte aliasingiem 1. Brak jest prac wskazujących uzasadnienie stopnia zagnieżdżenia z rozmiarami siatek wynikających z rozmiarów zjawisk hydrodynamicznych. Obecny downscaling jako modelowanie zagnieżdżone powinien podlegać ocenie aby stopień zagnieżdżania wynikał z oceny transferu skal zjawisk i skal procesów do obszarów o większej rozdzielczości. Nowe oczko siatki ( krok dyskretyzacji ) powinno być filtrem anty-aliasingowym filtrem rozdzielczości. Oznacza to, że sygnał (zjawisko czy proces hydrodynamiczny) nie będzie zniekształcony w rozwiązaniu na siatce z nową rozdzielczością. Przykłady stosowanego downscalingu siatek numerycznych (zagnieżdżania) 1 Aliasing pojęcie występuje w teorii sygnałów, oznacza zniekształcenie sygnału wskutek próbkowania, objawia się obecnością błędnych częstotliwości (aliasów). Przykład dwóch różnych sinusoid pasujących do tego samego wzoru próbek. Aliasing wynika z niejednoznacznej reprezentacji sygnału okresowego przez ciąg jego wartości chwilowych (próbek) pobranych w równych odstępach.

9 Jezioro Jamno Rozmieszczenie węzłów w teleskopowo zagnieżdżonych siatkach numerycznych na obszarze Bałtyku 5 Mm, Przymorza 1 Mm, przedpola Łeby, przedpola jeziora Jamno 0,2 Mm oraz jezior Sarbsko i Jamno 0,05 Mm Zagnieżdżone teleskopowo siatki numeryczne modelu regionalnego Bałtyku 0,05 o (3Mm), brzegowego Zatoki Gdańskiej 0,0833 o (0,5 Mm) i lokalnego Zalewu Wislanego 0,00277 o (0,16 Mm)