Podrobné zoznamy literatúry sú v informačných listoch jednotlivých predmetov
Blok 1 Povinné predmety – študent si vyberie náhodne 1 otázku
Environmentálna fyzika
1. Tepelné stroje (maximálna účinnosť tepelných strojov, účinnosť reálnych tepelných strojov, účinnosť systémov kombinovaných cyklov)
2. Syntéza (Lawsonove kritérium)
3. Štiepenie (princíp, difúzia, absorbcia , produkcia neutrónov, reaktorová rovnica, multiplikatívny faktor k)
4. Prvý a druhý Fickov zákon, difúzny koeficient a rozptyl rozdelenia koncentrácie
5. Lagrangeova a Eulerova reprezentácia v rámci mechaniky kontinua. Čo vyjadrujú a ako sa líšia.
6. Navier-Stokesova rovnica, charakteristika správania sa riešení Navier – Stokesovej rovnice
Metódy analýzy údajových súborov
7. Binomické , Poissonovo a normálne rozdelenie.
8. Chí kvadrát rozdelenie, Studentovo rozdelenie, Fischerovo rozdelenie.
9. Neistoty meraní a ich šírenie (prečo sú neistoty gaussovské, CLT, vážený priemer, kombinácie neistôt, relatívne neistoty, systematické a náhodné neistoty).
10. Odhady – definícia estimátoru, požiadavky na dobrý estimátor, princíp metódy maximálnej vierohodnosti a princíp metódy najmenších štvorcov.
11. Testovanie hypotéz (charakteristika, chyby typu I a II, sila a významnosť testu, chí kvadrát test, run test (znamienkový test)
Šírenie znečisťujúcich látok v životnom prostredí
12. Znečisťujúce látky v prostredí, emisie a imisie, vertikálna teplotná stabilita a podmienky pre rozptyl znečisťujúcich látok v ovzduší.
13. Stredná doba zotrvania látok v atmosfére, výmenné časy. Kategórie environmentálnych problémov: lokálne, regionálne a globálne.
14. Atmosférický aerosól, PM častice, benzo(a)pyrén, lokálne kúreniská a doprava.
15. Diaľkový prenos znečisťujúcich látok v Európe, kyslé dažde, fotochemický smog.
16. Stratosférický ozón, výskyt ozónových dier, legislatíva na ochranu stratosférickej ozónovej vrstvy.
17. Skleníkový efekt atmosféry, skleníkové plyny, GWP, legislatíva.
18. Kolobeh látok na Zemi, šírenie znečisťujúcich látok vo vode.
===================================================================
Blok 2 – Povinne voliteľné predmety A – Zdroje energie – študent si vyberie náhodne 1 otázku
Spaľovacie a termochemické procesy
1. Vznik a základné vlastnosti fosílnych palív (ropa, zemný plyn, uhlie)
2. Nekonvenčné druhy ropy a zemného plynu (dechtové piesky, bridlicová ropa, tesná ropa, bridlicový plyn, tesný plyn, metán z uhoľných slojov)
3. Energetické využitie uhlia (spaľovanie, splyňovanie, skvapalňovanie, karbonizácia)
4. Menej hodnotné a náhradné palivá (etanol, metanol, dimetyléter, bionafta, bioplyn, skládkový plyn)
5. Zážihový a vznetový spaľovací motor (základné fázy činnosti 2- a 4-taktného spaľovacieho motora, spôsob prípravy zápalnej zmesi, princíp zapálenia zmesi, prevládajúci typ plameňa)
6. Stechiometria, termodynamika a kinetika chemických reakcií v spaľovacom procese
7. Typy plameňov – difúzny a predmiešaný, vyparovanie kvapiek a ich horenie, kinetické a difúzne horenie, horenie tuhých palív, tlenie, explózia, detonácia.
8. Vznik emisií produktov spaľovania (NOx, COx, CHx, VOC, čiastočky).
9. Termochemické procesy (splyňovanie, pyrolýza, skvapalňovanie) a ich využitie pri nakladaní s odpadmi.
Slnečná energia a fotovoltika
8. Solárne spektrum ( hustota toku energie, vplyv atmosféry a zemepisnej šírky )
9. Fotovoltický zdroj elektrickej energie (súčasti FV systému a ich funkcie)
10. Voltampérová charakteristika solárneho článku (hodnoty VOC, ISC, Vmp, Imp), filling faktor (definícia a jeho využitie, bod maximálneho výkonu)
11. Závislosť voltampérovej charakteristiky solárneho článku od teploty (súvislosť s Eg(T))
12. Účinnosť solárneho článku (straty ovplyvňujúce účinnosť, optimálny solárny článok)
13. Štruktúra solárneho článku (pn-prechod, popis súčastí a funkcia jednotlivých vrstiev)
14. Rozdelenie solárnych článkov (kremíková technológia, objemové, tenko-vrstvové, využitie nanoštruktúr)
Jadrová energetika a environment
15. Rozdelenie jadrových reaktorov. Reaktory IV. generácie
16. Palivový cyklus. Vplyv žiarenia na koróziu.
17. Zdroje žiarenia a ich tienenie. Tienenie jadrových zdrojov.
18. Jadrová bezpečnosť. Koncepcia ochrany do hĺbky.
19. Rozdelenie rádioaktívnych odpadov, spracovanie a uloženie.
20. Modely šírenia rádionuklidov.
21. Monitorovanie rádioaktivity atmosféry a zemskej kôry.
Vodíková energetika a termojadrová fúzia
22. Fyzikálne a chemické vlastnosti vodíka, výskyt vodíka v prírode, oblasti využitia vodíka, vodík ako nosič energie.
23. Výroba vodíka rôznymi metódami. Termochemická výroba, Elektrolýza vody: termodynamika a účinnosť procesu, typy elektrolyzérov. Výroba vodíka z metánu a uhľovodíkov pyrolýzou s parným reformingom. Biologické systémy výroby vodíka. Výroba vodíka z amoniaku.
24. Využitie vodíka v priemysle ako redukčného činidla, palivové články a ďalšie spôsoby energetického využitia vodíka. Prehľad typov palivových článkov a príklady ich využitia.
25. Uskladnenie vodíka: skvapalňovanie, adsorpcia a absorpcia v uhlíkových sústavách (fulerény, nanotuby, iC štruktúry), metalhydridy, powerbally (horčíkové, keramické, sklené a iné), uskladnenie v chemických zlúčeninách (hydrazín a jeho zlúčeniny).
26. Energetické využitie termojadrovej fúzie, najvýznamnejšie reakcie, podmienky pre dosiahnutie energetického zisku. Základné typy termojadrových reaktorov, metódy ohrevu plazmy.
===================================================================
Blok 3 – Povinne voliteľné predmety A – Radiačná fyzika – študent si vyberie náhodne 1 otázku
Izotopové metódy v environmentálnej fyzike
1.Fyzikálno-chemické základy izotopovej frakcionácie, izotopová delta notácia.
2. Aplikácia stabilných izotopov v hydrológii a štúdiu uhlíkového cyklu v prírode.
3. Kozmogénne rádionuklidy a ich aplikácie v environmentálnych štúdiách.
4. Radón v životnom prostredí a jeho využitie pre štúdium prírodných procesov.
5. Metódy rádionuklidového datovania ( Rb-Sr, K-Ar, Sm-Nd, U-Pb,..).
Radiačná environmentálna fyzika
6. Klasifikácia zdrojov rádioaktivity v životnom prostredí. Významné prírodné rádionuklidy.
7. Premenové rady, distribúcia, migrácia a transport primordiálnych rádionuklidov.
8. Rovnice akumulácie krátko žijúcich produktov premeny 222-Rn. Koncentrácia latentnej energie produktov premeny radónu, rovnovážny faktor.
9. Rádiotoxicita. Ekologicky významné rádionuklidy. Ožiarenie od prírodných rádionuklidov, výpočet efektívnych dávok.
10. Regulácia ožiarenia z radónu a ďalších prírodných rádionuklidov.
11. Jadrovo-analytické metódy sledovania kontaminácie životného prostredia.
Metódy monitorovania rádionuklidov
12. Energetické rozlíšenie detektora, Fano factor.
13. Interakcia nabitých častíc s látkovým prostredím
14. Interakcia gama žiarenia s látkovým prostredím
15. Scintilačná spektrometria pomocou kvapalných scintilátorov (zložky kvapalného scintilátora, príčiny zníženia detekčnej účinnosti kvapalného scintilátora (tzv. zhášanie)
16. Gama spektrometria (elektronická trasa polovodičového spektrometra, postup pri spracovaní jednoduchého prístrojového gama spektra, čistota spektra, pomer pik/Compton)
17. Scintilačné a polovodičové detektory.
18. Kritériá výberu metód merania objemovej aktivity, odber vzoriek životného prostredia.
19. Minimálna merateľná aktivita, ako ju môžeme vyjadriť a ovplyvniť?
20. Plynové detektory žiarenia a špecifiká merania alfa a beta žiarenia.
===================================================================
Blok 4 – Povinne voliteľné predmety A – Environmentálna fyzika a technológie – študent si vyberie náhodne 1 otázku
Technológie na ochranu ovzdušia
1. Technológie na prevenciu vzniku polutantov: chemické, fyzikálne a biologické metódy.
2. Technológie na redukciu NOx/SOx: adsorpcia, absorpcia, selektívna katalytická redukcia. 3. Technológie na redukciu CO2: záchyt a separácia, sekvestrácia do: hĺbkových morí, vyťažených soľných, ropných a plynových ložísk, výroba a uskladnenie klatrátov CO2 , utilizácia CO2 , biouhlie, umelé zvetrávanie.
4. Technológie na redukciu O3: adsorpcia, tepelný a katalytický rozklad.
5. Technológie na redukciu uhľovodíkov: biofiltrácia, kondenzácia, adsorpcia, tepelná a katalytická oxidácia, parný a suchý reforming.
6. Technológie na redukciu tuhých častíc (PM): gravitačné usadzovacie komory, cyklóny, mokré práčky, látkové filtre, elektrostatické odlučovače.
7. Mobilné zdroje znečistenia: parametre ovplyvňujúce emisie, výkon a spotrebu. Trojcestný a oxidačný katalyzátor a filter na tuhé častice, redukcia NOx (AdBlue).
8. Odstraňovanie polutantov pomocou elektrických výbojov a systémy plazmy a katalyzátora.
Čistenie a úprava vôd
9. Pitná, úžitková a prevádzková voda a odpadové vody – charakteristika a základné vlastnosti.
10. Prehľad vodných a pôdnych polutantov, ich účinkov na životné prostredie, organizmy a ľudí.
11. Hlavné zdroje znečistenia vody a pôdy.
12. Mechanické a biologické procesy na čistenie a úpravu vôd.
13. Fyzikálne a Chemické a procesy na čistenie a úpravu vôd.
14. Pokročilé oxidačné procesy na čistenie a úpravu vôd.
15. Čistiareň odpadových vôd, Komerčné a priemyselné zariadenia - pitná a úžitková voda.
16. Chemická a biologická analýza vôd.
Spracovanie odpadu
17. Charakteristika odpadu. Jeho zloženie, množstvo, distribúcia a výhrevnosť.
18. Predchádzanie a obmedzovanie vzniku odpadov a ich znižovanie. Redukcia zdrojov odpadu.
19. Recyklácia odpadu: hliník, papier, plasty, sklo, kovy. Znovuzískanie energie. Zber, separácia a spracovanie odpadu. OLO a ASA.
20. Spaľovanie, splyňovanie a pyrolýza odpadu. Plazmové metódy likvidácie odpadu. Termická plazma, prenesený a neprenesený oblúk. Priemyselné inštalácie.
21. Kompostovanie: typy kompostov, faktory ovplyvňujúce kvalitu kompostu, spôsoby kompostovania a využitie kompostu.
22. Skládkovanie: triedy skládok, plyny a výluh zo skládok, solidifikácia odpadu, prevádzka skládok, ich uzavretie a rekultivácia. Zákon o odpadoch.
Skúška: ústna
Orientačná stupnica hodnotenia: A 90%, B 80%, C 70%, D 60%, E 50%
slovenský v kombinácii s anglickým (študijná literatúra v anglickom jazyku)
Sylaby skúšky, ktoré sú vopred zverejnené, vychádzajú z obsahu povinných a povinne voliteľných predmetov bloku A, ale nie sú na ne striktne viazané.
0/100
Študent si upevní vedomosti a schopnosti, ktoré získal počas magisterského štúdia a chápe ich vzájomné súvislosti a kontext, v ktorom vystupujú. Získa štátnu skúšku z environmentálnej fyziky a obnoviteľných zdrojov energie.
Podrobné zoznamy literatúry sú v informačných listoch jednotlivých predmetov
Blok 1 Povinné predmety – študent si vyberie náhodne 1 otázku
Environmentálna fyzika:
1. Tepelné stroje (maximálna účinnosť tepelných strojov, účinnosť reálnych tepelných strojov, účinnosť systémov kombinovaných cyklov)
2. Syntéza (Lawsonove kritérium)
3. Štiepenie (princíp, difúzia, absorbcia , produkcia neutrónov, reaktorová rovnica, multiplikatívny faktor k)
4. Prvý a druhý Fickov zákon, difuzny koeficient a rozptyl rozdelenia koncentrácie
5. Lagrangeova a Eulerova reprezentácia v rámci mechaniky kontinua. Čo vyjadrujú a ako sa líšia.
6. Navier-Stokesova rovnica, charakteristika správania sa riešení Navier – Stokesovej rovnice
Metódy analýzy údajových súborov
7. Binomické , Poissonovo a normálne rozdelenie.
8. Chí kvadrát rozdelenie, Studentovo rozdelenie, Fischerovo rozdelenie.
9. Neistoty meraní a ich šírenie (prečo sú neistoty gaussovské, CLT, vážený priemer, kombinácie neistôt, relatívne neistoty, systematické a náhodné neistoty).
10. Odhady – definícia estimátoru, požiadavky na dobrý estimátor, princíp metódy maximálnej vierohodnosti a princíp metódy najmenších štvorcov.
11. Testovanie hypotéz (charakteristika, chyby typu I a II, sila a významnosť testu, chí kvadrát test, run test (znamienkový test))
Šírenie znečisťujúcich látok v životnom prostredí:
12. Znečisťujúce látky v prostredí, emisie a imisie, vertikálna teplotná stabilita a podmienky pre rozptyl znečisťujúcich látok v ovzduší.
13. Stredná doba zotrvania látok v atmosfére, výmenné časy. Kategórie environmentálnych problémov: lokálne, regionálne a globálne.
14. Atmosférický aerosól, PM častice, benzo(a)pyrén, lokálne kúreniská a doprava.
15. Diaľkový prenos znečisťujúcich látok v Európe, kyslé dažde, fotochemický smog.
16. Stratosférický ozón, výskyt ozónových dier, legislatíva na ochranu stratosférickej ozónovej vrstvy.
17. Skleníkový efekt atmosféry, skleníkové plyny, GWP, legislatíva.
18. Kolobeh látok na Zemi, šírenie znečisťujúcich látok vo vode.
===================================================================
Blok 2 – Povinne voliteľné predmety A – Synoptická meteorológia – študent si vyberie náhodne 1 otázku
1. Princípy synoptickej analýzy. Fyzikálny význam prízemných máp a máp barickej absolútnej a relatívnej topografie. Prednosti a nedostatky synoptickej metódy. Popis synoptickej situácie.
2. Vzduchové hmoty – základné typy, vlastnosti, identifikácia s využitím synoptických máp a aerologických meraní, transformácia.
3. Atmosférické fronty – typy, základné črty, identifikácia, možné nebezpečné prejavy počasia, súvis s tlakovými útvarmi, s prízemným a výškovým termobarickým poľom. Proces oklúzie.
4. Frontogenéza a frontolýza, fyzikálny popis jednotlivých vplyvov frontogenetickej funkcie.
5. Cyklóny a anticyklóny v miernych zemepisných šírkach – podmienky vzniku, vlastnosti a identifikácia na synoptických mapách v rôznych štádiách vývoja.
6. Cyklóny a anticyklóny v miernych zemepisných šírkach - vplyv povrchu a ročnej doby na vývoj. Rapídna cyklogenéza.
7. Záveterná a stredomorská cyklogenéza.
8. Štvorkvadrantový model, výšková frontálna zóna. Dýzové prúdenie a príčiny jeho vzniku.
9. Princíp PV metódy, výškové a prízemné PV anomálie, ich vznik a zánik.
10. Získavanie družicových a radarových meraní. RGB produkty, identifikácia vlastností vzduchových hmôt a objektov synoptickej analýzy prostredníctvom družicových meraní. Využívanie radarových meraní v synoptickej a konvektívnej meteorológii, základné radarové produkty.
===================================================================
Blok 3 – Povinne voliteľné predmety A – Dynamická meteorológia – študent si vyberie náhodne 1 otázku
Fyzika nižších vrstiev atmosféry
1. Geostrofický, gradientový, cyklostrofický vietor a inerciálne prúdenie.
2. Ageostrofický vietor.
3. Zmeny geostrofického vetra s výškou.
4. Termický vietor
5. Rovnica tlakových tendencií
6. Sklon frontálnej plochy. Rýchlosť postupu frontu
7. Rovnica vorticity.
8. Bjerknesov, Kelvinov cirkulačný teorém
Dynamické predpovedné metódy
9. Asimilačný cyklus
10. Lagrangeove pohybové rovnice druhého druhu pre atmosféru. Hlavné vety termodynamické.
11. Zákony zachovania energie. Rovnica kontinuity. Metrické a potenciálové zjednodušenie základných pohybových rovníc.
12. Zvukové vlny a povrchové gravitačné vlny.
13. Vztlakové gravitačné vlny.
14. Inerčné a Rossbyho vlny.
Riešenie rovníc atmosférickej dynamiky
15. Barotrópna a baroklínna atmosféra. Barotropná instabilita atmosférických vĺn.
16. Model plytkej vody, zachovanie potenciálnej vorticity.
17. Numerické podmienky stability pri riešení diferenciálnych rovníc v 1D a 2D rozmernej sieti.
18. Nelineárna instabilita a aliasing pri numerickom riešení diferenciálnych rovníc
19. Spektrálne metódy pri riešení základných rovníc
20. Metóda konečných prvkov pri riešení základných rovníc
===================================================================
Blok 4 – Povinne voliteľné predmety A – Klimatológia – študent si vyberie náhodne 1 otázku
Všeobecná klimatológia a Regionálna klimatológia
1. Všeobecná cirkulácia atmosféry. Monzúny. Klimatické charakteristiky vyplývajúce zo všeobecnej cirkulácie atmosféry.
2. Žiarenie v atmosfére, spektrálne zloženie slnečného žiarenia. Solárna konštanta. Zmeny slnečného žiarenia v atmosfére (pohlcovanie, rozptyl). Trvanie slnečného svitu.
3. Teplota vzduchu a zemského povrchu a ich denný a ročný chod. Zmeny amplitúdy teploty s výškou a hĺbkou. Priestorové rozloženie teploty vzduchu.
4. Vodná para v ovzduší a jej význam. Denný a ročný chod charakteristík vlhkosti vzduchu a ich priestorové rozloženie.
5. Atmosférické zrážky. Denný a ročný chod zrážok a ich rozloženie na zemskom povrchu. Snehová pokrývka.
6. Miestne veterné systémy. Denný a ročný chod smeru a rýchlosti vetra.
7. Charakteristiky rôznych typov miestnej klímy a mikroklímy. Vplyv orografie na miestnu klímu. Antropogénny vplyv na klímu mesta.
8. Zmeny klímy v geologickej a historickej minulosti Zeme. Zmeny klímy v 20. storočí a ich príčiny.
9. Antropogénne vplyvy na klímu. Modelovanie klimatického systému. Scenáre zmien jednotlivých klimatických prvkov do roku 2100. Dôsledky zmeny klímy.
10. Princípy a druhy klimatických klasifikácií - konvenčné klimatické klasifikácie (Köppen) a genetické klimatické klasifikácie (Alisov).
11. Klíma Európy s osobitným zreteľom na klímu strednej Európy.
12. Klasifikácia klímy Slovenskej republiky a klimatické oblasti podľa Končeka
Blok 5 – Povinne voliteľné predmety A – Fyzika atmosféry – študent si vyberie náhodne 1 otázku
Fyzika hraničnej vrstvy atmosféry
1. Vertikálne členenie troposféry. Hraničná vrstva atmosféry a jej vlastnosti.
2. Turbulentný stav atmosféry. Richardsonovo číslo.
3. Rovnica turbulentnej difúzie, koeficient turbulentnej difúzie.
4. Prandtlova teória turbulentného prenosu hybnosti, dĺžka zmiešavania, parameter drsnosti.
5. Profil vetra v prízemnej vrstve atmosféry pri indiferentnom zvrstvení. Exponenciálny zákon Lajchtmana.
6. Rozloženie teploty a vlhkosti v prízemnej vrstve atmosféry. Metódy určovania jednotlivých charakteristík turbulencie.
7. Turbulentný tok tepla a vodnej pary v atmosfére.
8. Celková bilancia žiarenia a metódy určovania jej zložiek.
9. Metódy stanovenia výparu z povrchu pôdy.
10. Ekmanova špirála.
Fyzika oblakov a zrážok
11. Všeobecné podmienky kondenzácie vodnej pary v atmosfére. Kondenzačné jadrá. Závislosť tlaku nasýtenej vodnej pary od zakrivenia povrchu.
12. Rovnováha dvoch fáz. Clausiova a Clapeyronova rovnica.
13. Vertikálne usporiadané pohyby vzduchu. Adiabatická metóda výpočtu vertikálnych rýchlosti.
14. Kinematická metóda výpočtu vertikálnych rýchlostí. Úloha skupenského tepla v procese tvorenia sa oblakov a hmiel.
15. Prízemná kondenzácia. Termodynamické podmienky tvorenia sa hmiel.
16. Vznik oblačnej kvapky kondenzáciou vodnej pary. Koagulácia kondenzačných jadier. Prechladzovanie a zamŕzanie vodných kvapiek.
17. Konvekcia v atmosfére. Mikroštruktúra konvektívnych oblakov. Veličiny CAPE a CIN. Fyzikálne procesy v oblakoch.
18. Druh a tvar zrážok. Teória vzniku zrážok (Bergeronova a Findeisenova teória, koalescenčná teória). Umelé zásahy do oblakov a počasia.
19. Závislosť napätia nasýtenia od rôznych faktorov. Metódy výpočtu výšky kondenzačnej hladiny.
20. Vznik hmiel, ich štruktúra, vodnosť hmiel. Hmly z ochladzovania a vyparovania.
Skúška: ústna
Orientačná stupnica hodnotenia: A 90%, B 80%, C 70%, D 60%, E 50%
slovenský v kombinácii s anglickým (študijná literatúra v anglickom jazyku)
Sylaby skúšky, ktoré sú vopred zverejnené, vychádzajú z obsahu povinných a povinne voliteľných predmetov bloku A, ale nie sú na ne striktne viazané.
0/100
Študent si upevní vedomosti a schopnosti, ktoré získal počas magisterského štúdia a chápe ich vzájomné súvislosti a kontext, v ktorom vystupujú. Získa štátnu skúšku z meteorológie a klimatológie.
Skúška: ústna
Orientačná stupnica hodnotenia: A 90%, B 80%, C 70%, D 60%, E 50%
slovenský v kombinácii s anglickým (študijná literatúra v anglickom jazyku)
Prezentácia, obhajoba a diskusia vlastných výsledkov z oblasti environmentálnej fyziky, obnoviteľných zdrojov energie, meteorológie a klimatológie pred komisiou.
0/100
Študenti budú vedieť prezentovať, obhajovať a diskutovať vlastné výsledky z oblasti environmentálnej fyziky, obnoviteľných zdrojov energie, meteorológie a klimatológie.