12.2: Фінальний проект
- Page ID
- 37989
Остаточний проект перевірить вашу здатність здійснювати спостереження за атмосферою та забезпечити комплексний аналіз цього спостереження, використовуючи знання та навички кількісного аналізу, які ви вивчили в цьому курсі.
Фінальний проект 1
- Вибирайте спостереження за атмосферою. Спостереження може бути зображенням, відео, радіолокаційним зображенням, супутниковим зображенням або фігурою. Це може надходити від вас, матеріал курсу, сайт, який дозволяє копіювати, або члена сім'ї або друга. Не використовуйте спостереження, яке раніше було проаналізовано кимось іншим. Коли ви вибираєте спостереження, подумайте про історію, яку ви хочете розповісти, і наскільки добре, на вашу думку, ви можете її розповісти. Ви захочете зробити невелике дослідження і, можливо, подумати про двох-трьох різних можливостях, перш ніж оселитися на одному.
- Перевірте, щоб переконатися, що ваше спостереження знаходиться в той час і місце, для якого ви можете отримати інформацію про погоду (наприклад, температуру, відносну вологість, тиск, карти погоди, модель метеостанції, дані верхнього повітря), які вам потрібно буде проаналізувати і пояснити ваше спостереження.
- Перш ніж приступити до аналізу та написання, надішліть мені електронний лист із вашим спостереженням та кількома словами про нього, щоб я міг його схвалити. Я повинен схвалити ваш вибір спостереження.
- Збирайте докази, коли ви будуєте свій аналіз спостереження. Обов'язково задокументуйте, звідки прийшли ваші докази.
- Спочатку покажіть і опишіть спостереження. Ви повинні дати стільки інформації, скільки у вас є про спостереження — що, де і коли воно спостерігалося.
- Напишіть свій аналіз формальною мовою, наприклад, ви можете побачити в журналі наукових новин і в прикладі нижче. Ви можете подати цей аналіз у вигляді файлу Word або pdf. Довжина може бути короткою, як кілька сторінок, включаючи цифри, графіки та рівняння, але вона повинна бути ретельною та повною.
- Будьте ретельними, але лаконічними.
- Після того, як ви завершили свій остаточний проект, поверніться до нього і відредагуйте його. Зробіть його максимально відшліфованим і привабливим.
- Дотримуйтесь наведених нижче інструкцій для надсилання його в Canvas. На пізніх презентаціях будуть відраховані бали.
- Помістіть свій остаточний проект у форматі Word або PDF.
- Вбудовуйте зображення та рівняння в текст.
- Назвіть файл «Final_project_ваше прізвище».
- Надішліть його до кінцевого завдання проекту, яке знаходиться в модулі Урок 12 на полотні.
- Дотримуйтесь наведених нижче інструкцій для надсилання його в Canvas.
Фінальний проект 2
- Вибирайте спостереження за атмосферою. Спостереження може бути зображенням, відео, радіолокаційним зображенням, супутниковим зображенням або фігурою. Це може надходити від вас, матеріал курсу, сайт, який дозволяє копіювати, або члена сім'ї або друга. Не використовуйте спостереження, яке раніше було проаналізовано кимось іншим. Коли ви вибираєте спостереження, подумайте про історію, яку ви хочете розповісти, і наскільки добре, на вашу думку, ви можете її розповісти. Ви захочете зробити невелике дослідження і, можливо, подумати про двох-трьох різних можливостях, перш ніж оселитися на одному. Постарайтеся придумати спостереження, які є унікальними і цікавими.
- Перевірте, щоб переконатися, що ваше спостереження знаходиться в той час і місце, для якого ви можете отримати інформацію про погоду (наприклад, температуру, відносну вологість, тиск, карти погоди, модель метеостанції, дані верхнього повітря), які вам потрібно буде проаналізувати і пояснити ваше спостереження.
- Перш ніж приступити до аналізу та написання, надішліть мені електронний лист із вашим спостереженням та кількома словами про нього, щоб я міг його схвалити. Я повинен схвалити ваш вибір спостереження.
- Збирайте докази, коли ви будуєте свій аналіз спостереження. Обов'язково задокументуйте, звідки прийшли ваші докази.
- Спочатку покажіть і опишіть спостереження. Ви повинні дати стільки інформації, скільки у вас є про спостереження—що, де і коли воно спостерігалося.
- Потім зробіть 5-хвилинну презентацію PowerPoint свого спостереження та аналізу. Довжина може бути такою ж короткою, як кілька слайдів, включаючи цифри, графіки та рівняння, але вона повинна бути ретельною та повною. Я пропоную вам використовувати в будь-якому місці від трьох до приблизно шести слайдів, в залежності від кількості цифр, які вам потрібні для опису вашого аналізу. Покладіть на інший слайд із посиланнями на веб-сайти, книги та документи на ньому. Вам не доведеться робити кількісний аналіз, обов'язково, але якщо ви це зробите, ваш аналіз буде більш вражаючим і переконливим.
- Будьте ретельними, але лаконічними.
- Після того, як ви завершили свій остаточний проект, поверніться до нього і відредагуйте його. Зробіть його максимально відшліфованим і привабливим.
- Дотримуйтесь наведених нижче інструкцій для надсилання його в Canvas. На пізніх презентаціях будуть відраховані бали.
- Помістіть ваш остаточний проект у форматі PowerWRPoint або PDF.
- Вбудовуйте зображення та рівняння в текст.
- Назвіть файл «Final_project_ваше прізвище».
- Надішліть його до кінцевого завдання проекту, яке знаходиться в модулі Урок 12 на полотні.
- Презентації триватимуть два тижні. Я підберу порядок виступів за допомогою випадкових чисел, тому вам потрібно буде відвідувати всі заняття. Я також візьму участь під час кожного класу і відраховуватиму бали участі для студентів, які не мають поважного виправдання, затвердженого мною, щоб пропустити клас. Справедливо лише для студентів, які представляють ближче до кінця, що аудиторія для останньої презентації така ж велика, як і для першої.
Приклад фінального проекту
Спостереження
Я зробив цю фотографію південно-східної Пенсільванії під час польоту до Атланти, Джорджія 29 червня 2015. Знімок був зроблений о 14:30 EDT (18:30 UTC) з висоти близько 20 kft. Зверніть увагу на справедливу погоду купчасті хмари мають невеликий вертикальний розвиток. Крім того, незважаючи на те, що це був досить вологий літній день, прикордонний шар нижче купчастих погоди виглядає досить чітким.
Пояснення
Наявність хмар свідчить про те, що існували три умови: волога, аерозоль, охолодження. Волога надходила з поверхні, на якій за день до цього спостерігався сильний дощ. Поверхневий нагрів за допомогою видимого сонячного випромінювання випаровував рідку воду на поверхні, що створило кишені вологого, плавучого повітря. Ці повітряні посилки піднялися відносно сусіднього менш плавучого середовища, згідно з рівнянням плавучості [2.66]:
\[B=\frac{\left(T_{v}^{\prime}-T_{v}\right)}{T_{v}} g\]
поки вони не досягли рівня конденсації підйому (LCL). Там вони стали перенасичені, так що аерозоль, який утворює ядра конденсації хмари, ядерні і хмарні краплі утворилися відповідно до рівняння теорії Кёлера [5.13]:
\[s_{k}=S_{k}-1=\frac{a_{K}}{r_{d}}-\frac{B i N_{s}}{r_{d}}\]
Ці хмари сиділи в зоні захоплення трохи вище конвективного прикордонного шару. Енергетичний бюджет для такої нещодавно змоченої поверхні землі, ймовірно, покаже значне зниження чистого випромінювання та значний висхідний прихований тепловий потік.
Хмари демонстрували невеликий вертикальний розвиток. Така поведінка припускала б, що повітря було досить стабільним. Дійсно, запис радіозонда (рис. 1) з аеропорту Даллеса кількома годинами раніше вказувала на те, що повітря було досить стабільним, з підйомом на вологому адіабаті з рівня підйомної конденсації 5-10 К нижче температури навколишнього середовища.
Кредит: дані NWS, веб-сайт Університету Вайомінга Skew-T
Ця умова виникла з умов синоптичної шкали, з високим тиском над областю (рис. 2), що передбачає низхідний вертикальний спуск та розбіжність відповідно до рівняння [9.5]:
\[\frac{\partial w}{\partial z}=-\vec{\nabla}_{H} \bullet \vec{U}_{H}\]
що шляхом адіабатичного стиснення призвело б до очищення неба.
Кредит: NOAA
Найімовірніше, що ці хмари в спостереженні утворилися адіабатичним підйомом випадковими локалізованими плавучими повітряними ділянками. Однак на північному сході від цього місця існувала досить рівномірна пластова палуба і деякі докази того, що ця повітряна маса рухалася на захід або південний захід до місця розташування (рис. 3).
Кредит: NOAA
Оскільки ця шарова колода змішувалася з більш сухим повітрям (Урок 5.3, Рівняння [5.4]), хмарна колода могла розпастися на випаровуються окремі хмари. Ймовірно, хмари в спостереженні були як від адіабатичного підйому, так і від випаровування пластової хмарної палуби.
Часто при ясному небі рівень забруднення високий, а прикордонний шар заповнений серпанком. Однак видимість на знімку досить хороша. У південно-східній Пенсільванії, як правило, достатньо PM2,5 (частинки менше 2,5 мкм в діаметрі). Однак дощ попереднього дня зміг видалити частину забруднення з попередніх днів, тим самим очистивши повітря. Крім того, частинки, які там були, можливо, не були роздуті до розміру, який ефективно розсіює сонячне випромінювання, коли в Рівнянні [6.17]:
\[x \equiv \frac{2 \pi r}{\lambda}\]
розмір частинок приблизно дорівнює видимій довжині хвилі. Дійсно, у нас є щонайменше три докази того, що повітря було досить сухим (рис. 1, рис. 3 та рис. 4 (Урок 7)), з точками роси від середини до високих 50-х років (o F) (див. Це зображення).
Малюнок 4. Супутникове зображення водяної пари за 29 червня 2015 року. Зверніть увагу на мову досить сухого повітря, що йде через західну Вірджинію в Меріленд і південно-східну Пенсільванію.
Кредит: NOAA
Від перекосу Т відносна вологість становила всього близько 50% (Урок 3.5, RH = w/w s = 7 г/кг/14 г/кг). Таким чином, недавнє очищення аерозолю сильним дощем та низькою відносною вологістю призвели до чудової видимості та чіткого прикордонного шару повітря навіть у районі високого тиску, з легкими вітрами та очищенням неба. Цей приклад цікавий тим, що тільки після фронтальних проходів з дощем є прикордонний шар повітря настільки прозорим під високим тиском. Якби високий тиск зберігатися, то рівень вологи, ймовірно, збільшився б через випаровування поверхневих вод, а викиди забруднюючих речовин та хімія зробили б більше забруднення частинок, обидва з яких призвели б до зниження видимості в прикордонному шарі.
_____________________________
Самооцінка цього прикладу. Примітка: Ця оцінка наведена тут, щоб показати вам, як рубік буде використовуватися для оцінки вашого проекту. Ви не повинні включати самооцінку з вашим проектом.
Цей приклад відповідає загальним стандартам інтеграції та пояснення спостереження. Аналіз стосується наявності кумулюсів справедливої погоди та причини прозорого повітря в умовах, коли видимість часто не така хороша. З іншого боку, мій приклад не отримав би ідеальної оцінки з кількох причин. По-перше, вибір спостережливості хороший, але не дуже цікавий. По-друге, всі рівняння є відповідними, але деякі з них недостатньо інтегровані в аналіз. По-третє, деякі цифри нечіткі. І, по-четверте, можливе випаровування пластової палуби не особливо добре пояснюється.
Для довідки, оцінка для цього прикладу, ймовірно, буде 11 до 12 за шкалою 15.
Фінальний проект
(15% від підсумкового класу)
- Остаточний проект коштує 15% від вашої підсумкової оцінки.
- Я буду використовувати наступну рубрику, щоб оцінити ваш остаточний проект:
Фінальна рубрика оцінювання проекту
| Оцінка | Пояснення | Доступний% балів |
|---|---|---|
| Не завершено | Студент не виконав завдання до встановленого терміну. | 0 |
| Студент завершив проект з невеликою увагою до деталей або зусиль. | Проект знаходиться на слабкому спостереженні, має дефектний аналіз та/або не має чіткої презентації. Крім того, є неадекватні докази інтеграції матеріалу курсу, немає посилань на рівняння, які допомогли б кількісно оцінити спостереження, або ні/погані цифри для підтримки аналізу. | 3 |
| Студент завершив проект, але він має багато недоліків. | Проект сильний в одній або двох з наступних областей, але слабкий в інших: хороший вибір спостереження, ретельний аналіз і докази, висновки, підтверджені доказами, бере докази з принаймні п'яти різних уроків, включає принаймні три різні рівняння, необхідні для кількісного аналізу, містить цифри/графіки, взяті з інших джерел для надання доказів та підтверджуючих висновків, організація логічна, а презентація є чіткою та стислою. | 6 |
| Студент виконав досить непоганий проект, але він мав деякі недоліки. | Проект є сильним у більш ніж половині наступних областей, але слабкий в інших: хороший вибір спостереження, ретельний аналіз і докази, висновки, підтверджені доказами, бере докази з принаймні п'яти різних уроків, включає щонайменше три різні рівняння, необхідні для кількісного аналізу, містить цифри/графіки, взяті з інших джерел для надання доказів та підтверджуючих висновків, організація логічна, а презентація є чіткою та стислою. | 9 |
| Студент виконав дуже хороший проект, але в ньому було кілька недоліків. | Проект є сильним у всіх, крім декількох з наступних областей: хороший вибір спостереження, ретельний аналіз та докази, висновки, підтверджені доказами, бере докази з принаймні п'яти різних уроків, включає щонайменше три різні рівняння, необхідні для кількісного аналізу, містить цифри/графіки взяті з інших джерел для надання доказів і підтверджуючих висновків, організація є логічною, а виклад чітким і стислим. | 12 |
| Проект є сильним у всіх, крім декількох з наступних областей: хороший вибір спостереження, ретельний аналіз та докази, висновки, підтверджені доказами, бере докази з принаймні п'яти різних уроків, включає щонайменше три різні рівняння, необхідні для кількісного аналізу, містить цифри/графіки взяті з інших джерел для надання доказів і підтверджуючих висновків, організація є логічною, а виклад чітким і стислим. | Проект сильний у всіх наступних областях: хороший вибір спостереження, ретельний аналіз та докази, висновки, підтверджені доказами, бере докази з принаймні п'яти різних уроків, включає щонайменше три різні рівняння, необхідні для кількісного аналізу, містить цифри/графіки, взяті з інші джерела для надання доказів і підтверджуючих висновків, організація логічна, і | 15 |