Προπτυχιακά

Δομή και σύσταση της ατμόσφαιρας: κατακόρυφη κατανομή πίεσης-θερμοκρασίας, διαχωρισμός της ατμόσφαιρας σε περιοχές, μάζα και πάχος της ατμόσφαιρας, γενικότερες μορφές της υδροστατικής εξίσωσης

Περιβάλλον & ακτινοβολίες: Ηλιακή ακτινοβολία, Θερμική ακτινοβολία της Γης, Δομή και σύσταση της ατμόσφαιρας, Αλληλεπίδραση ακτινοβολίας – ύλης, Όζον και υπεριώδης ακτινοβολία, Φαινόμενο Θερμοκηπίου και Κλιματική Αλλαγή, Ενεργειακό ισοζύγιο, Στοιχεία καιρού και κλίματος, Μαθηματικά πρότυπα καιρού και κλίματος.

Ατμοσφαιρική Ρύπανση: Χημικές ενώσεις και αιωρούμενα σωματίδια, Στοιχεία ρευστομηχανικής, Διάχυση και Διασπορά ρύπων, Τύρβη, Μετρήσεις και Μοντέλα Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης

Η Ατμόσφαιρα της Γης: Εισαγωγικές έννοιες, μέγεθος της ατμόσφαιρας, σύσταση κατώτερης ατμόσφαιρας, Ηλιακή και γήινη ακτινοβολία, θερμοκρασία και πίεση της ατμόσφαιρας, γεωδυναμικό, απλά ατμοσφαιρικά μοντέλα, Οι υδρατμοί στην ατμόσφαιρα

Θερμοδυναμική της Ατμόσφαιρας: Καταστατική εξίσωση, θερμοδυναμικά αξιώματα, θερμοδυναμικές μεταβολές στην ατμόσφαιρα, Στατική της ατμόσφαιρας, κριτήρια ευστάθειας (θερμοβαθμίδα, δυνητική θερμοκρασία, ενέργεια)

Φυσική των νεφών: Συμπύκνωση των υδρατμών, ταξινόμηση των νεφών, θεωρίες σχηματισμού της βροχής

Δυναμική της Ατμόσφαιρας: Δυνάμεις που καθορίζουν την κίνηση, εξισώσεις κίνησης, άνεμοι συνοπτικής κλίμακας, κίνηση ανέμου στο οριακό στρώμα, θερμική κυκλοφορία, Γενική κυκλοφορία της ατμόσφαιρας, άνεμοι στην επιφάνεια του πλανήτη, άνεμοι στην τροπόσφαιρα – Δακτύλιοι Ηadley, μακρά κύματα στην τροπόσφαιρα (κύματα Rossby)

Καιρικά Συστήματα: Αέριες μάζες, μέτωπα, υφέσεις – αντικυκλώνες, Κυκλογέννεση

Δυναμική του Κλίματος: Κλιματική ταξινόμηση, κλιματικές μεταβολές, κλιματική ισορροπία, κλιματική ευαισθησία και μηχανισμοί ανάδρασης, κλιματική αλλαγή, κλιματικά μοντέλα

Εισαγωγικές έννοιες: Η ηλιακή ακτινοβολία και η σύσταση της ατμόσφαιρας της Γης

Θεωρία διάδοσης της ηλιακής ακτινοβολίας: Βασικές έννοιες, μέλαν σώμα, απορρόφηση-σκέδαση-εκπομπή, εξίσωση διάδοσης της ακτινοβολίας

Διάδοση της ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα: Μοριακή απορρόφηση και σκέδαση, σκέδαση Rayleigh και Mie, οπτικές ιδιότητες αιωρούμενων σωματιδίων και νεφών, φαινόμενα πολλαπλής σκέδασης

Φωτοχημεία στην ατμόσφαιρας: Βασικές έννοιες, φωτοχημεία του στρατοσφαιρικού και τροποσφαιρικού όζοντος, ρυθμοί φωτόλυσης βασικών αερίων

Ενεργειακό ισοζύγιο στην ατμόσφαιρα: Θερμική ακτινοβολία, ροή ενέργειας στην επιφάνεια και το όριο της ατμόσφαιρας, κλιματική αλλαγή και μελλοντικές εκτιμήσεις

Θεωρία των μετρήσεων της ακτινοβολίας: Θερμικές διατάξεις, φωτοδέκτες, φασματοφωτόμετρα, βαθμονόμηση, φασματική και γωνιακή απόκριση οργάνων

Βασικοί αέριοι-σωματιδιακοί ρύποι: χημικοί κύκλοι, πηγές εκπομπής, μηχανισμοί δημιουργίας και εξέλιξής

Διαχείριση ατμ. ρύπανσης: παρακολούθηση, έλεγχος, όρια ποιότητας αέρα

Μοντελοποίηση ατμ. ρύπανσης: διάχυση & διασπορά, μηχανισμοί απομάκρυνσης, μετεωρολογία ατμ. ρύπανσης, αριθμητικά μοντέλα

Επιπτώσεις: υγεία, κλιματική αλλαγή

Εισαγωγή στα Δυναμικά Συστήματα: Αυτόνομες Διαφορικές Εξισώσεις 1ης τάξης: Κρίσιμα σημεία, γραμμική ανάλυση ευστάθειας, ύπαρξη και μοναδικότητα λύσης, διακλαδώσεις

Αυτόνομα Συστήματα στο επίπεδο: Γραμμικά Συστήματα, Μη Γραμμικά Συστήματα, Χαμιλτονιανά Συστήματα, Παράγωγα Συστήματα, Αντιστρέψιμα Συστήματα, Οριακοί κύκλοι, Διακλαδώσεις, Απεικονίσεις Poincare

Αυτόνομα Συστήματα τριών διαστάσεων και Χάος: Γραμμικά και μη-γραμμικά συστήματα, Οι εξισώσεις Lorenz, παράξενοι ελκυστές, χάος, ανακατασκευή χώρου φάσεων

Διακριτά Δυναμικά Συστήματα: Γραμμικά και μη-γραμμικά συστήματα, σταθερά σημεία, ευστάθεια, cobwebs, περιοδικές λύσεις, ακολουθίες διπλασσιασμού περιόδου, Τριγωνική απεικόνιση, Λογιστική απεικόνιση, σταθερά Feigenbaum

Πολυπλοκότητα: Μιγαδικές επαναληπτικές απεικονίσεις, Φράκταλς, Γράφοι

Μελέτη επίπεδου ηλιακού συλλέκτη: Υπολογισμός της οπτικής απόδοσης και των απωλειών.

Μελέτη φωτοβολταϊκού στοιχείου: Μέτρηση χαρακτηριστικής I-V, μέτρηση και υπολογισμός των χαρακτηριστικών ηλεκτρικών μεγεθών του. Μελέτη της συμπεριφοράς των φωτοβολταϊκών στοιχείων ως συνάρτηση της έντασης του φωτισμού και της θερμοκρασίας του. Μέτρηση της φασματικής απόκρισης με μονοχρωμάτορα.

Μέτρηση ηλιακής ακτινοβολίας: Πυρανόμετρο-ακτινόμετρο. Φίλτρα φασματικής κατανομής. Ηλεκτρονικοί ολοκληρωτές ηλιακής ακτινοβολίας. Συγκέντρωση ηλιακής ακτινοβολίας με φακούς FRESNEL. Εστιακή απόσταση. Μέτρηση λόγου συγκέντρωσης ακτινοβολίας. Εφαρμογές.

Μελέτη της μεταβολής της θερμικής αντίστασης δομικών υλικών συναρτήσει του πάχους των. Υπολογισμός του συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας του υλικού τοίχου και του συντελεστή μεταφοράς θερμότητας χώρου. Χρήση ειδικού εξομοιωτή.

Μέτρηση ταχύτητας και κατεύθυνσης ανέμου και κατασκευή σχετικών διαγραμμάτων.

Μέτρηση παραμέτρων φωτοβολταϊκών πλαισίων υπό συνθήκες ηλιοφάνειας. Φόρτιση συσσωρευτών για αυτόνομα συστήματα. Επίδραση της θερμοκρασίας στην απόδοση.

Αριθμοί. Συναρτήσεις μιας Ανεξάρτητης Μεταβλητής. Όριο και Συνέχεια Συνάρτησης. Παραγώγιση Συναρτήσεων. Εφαρμογές των Παραγώγων στη Μελέτη Συναρτήσεων. Σειρές. Αόριστα και Ορισμένα Ολοκληρώματα. Εφαρμογές.

Διαφορικός Λογισμός συναρτήσεων πολλών μεταβλητών: Άλγεβρα των διανυσμάτων, Διανυσματικές συναρτήσεις, Βαθμωτά πεδία – Κατευθύνουσα παράγωγος – Βάθμωση, Διανυσματικά πεδία – Απόκλιση – Στροβιλισμός, Μέγιστα και ελάχιστα.

Ολοκληρωτικός Λογισμός συναρτήσεων πολλών μεταβλητών: Διπλά ολοκληρώματα, Τριπλά ολοκληρώματα, Επικαμπύλια ολοκληρώματα, Επιφανειακά ολοκληρώματα, Τα θεωρήματα Green, Stokes και Gauss.

Βασικές έννοιες των Διαφορικών Εξισώσεων (Δ.Ε.). Ύπαρξη και μοναδικότητα της λύσης μιας Δ.Ε. 1ης τάξης. Διαφορικές εξισώσεις 1ης τάξης. Ολοκληρωτικός παράγοντας, Γραμμικές Δ.Ε. n τάξης. Ο μετασχηματισμός Laplace και οι εφαρμογές του. Μερικές περιπτώσεις διαφορικών εξισώσεων. Εξισώσεις Euler. Μέθοδος των σειρών. Συστήματα διαφορικών εξισώσεων. Εξισώσεις διαφορών.

Προπτυχιακές διπλωματικές εργασίες ανατίθενται εφ’ όσον:

1. οι φοιτητές πληρούν κατ’ αρχάς τις ακόλουθες προϋποθέσεις:
   1. έχουν επιλέξει την κατεύθυνση «Ενέργεια & Περιβάλλον»
   2. έχουν επιτύχει στις εξετάσεις των ακόλουθων μαθημάτων:
      1. Μαθηματικά 1^ου και 2^ου εξαμήνου.
      2. Προγραμματισμός Η/Υ 1^ου και 2^ου εξαμήνου.
      3. Μηχανική – Ρευστομηχανική 1^ου εξαμήνου.
      4. Θερμοδυναμική – Κυματική – Οπτική του 2^ου εξαμήνου.
      5. Εισαγωγή στη Θεωρία Πιθανοτήτων και τη Στατιστική του 3^ου εξαμήνου.
      6. Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική Φυσική του 5^ου εξαμήνου.
   3. γνωρίζουν την αγγλική γλώσσα σε βαθμό ο οποίος να τους επιτρέπει να διαβάζουν και να κατανοούν επιστημονικά συγγράμματα και άρθρα.

2. υπάρχουν διαθέσιμα θέματα στις ακόλουθες περιοχές:
   1. Έλεγχος ποιότητας δεδομένων – Ανάλυση δεδομένων – Ομογενοποίηση – Ανάλυση σταθερών ισοτόπων στην ατμόσφαιρα.
   2. Ηλιακή ακτινοβολία – Νέφη – Αιωρούμενα σωματίδια/ποιότητα αέρα.
   3. Πρόγνωση καιρού και κλίματος – Εφαρμογές – Επιπτώσεις.