Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального
реклама
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московской области «Международный университет природы, общества и человека «Дубна» (университет «Дубна») Филиал «Угреша» Кафедра «Экологии и природопользования» УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе ___________ С.В. Моржухина «_____»___________2013 г. Программа дисциплины «Учение об атмосфере» Направление подготовки 022000 «Экология и природопользования» Профиль подготовки Экология Квалификация (степень) выпускника _бакалавр Форма обучения Очная Курс (семестр): 2(3,4) г.Дзержинский, 2013 г. Автор программы: к. б. н. Гитарский М.Л., кафедра Экологии и природопользования __________________ (подпись) Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки 022000.62 «Экология и природопользование» Программа рассмотрена на заседании кафедры Экологии и природопользования (название кафедры) Протокол заседания № _____ от « ____ »_______________ 201__г. Заведующий кафедрой __________/ М.В. Гончарова/ СОГЛАСОВАНО Заведующий выпускающей кафедрой1 ______________ (ученое звание) (подпись) / _________________./ (фамилия, имя, отчество) « ___ »______________ 20_ г. Директор филиала ________________ / Балоян Б.М../ (подпись) (ФИО) Рецензент: __________________________________________________________ (ученая степень, ученое знание, Ф.И.О., место работы, должность) Зав. библиотекой системы ________________ / Зиберева О.А._/ 1. Цели и задачи дисциплины «Учение об атмосфере». Целью освоения дисциплины «Учение об атмосфере»является ознакомление студентов с основными понятиями об атмосфере, происходящими в ней физическими, химическими процессами, формирующими погоду и климат. Основные задачи при изучении данной дисциплины: 1. Познакомить студентов со строением атмосферы; составом воздуха; пространственно временным распределением на земном шаре давления, температуры, влажности; процессами преобразования солнечной радиации в атмосфере; тепловым и водным режимом; свойствами основных циркуляционных систем, определяющих изменения погоды в различных широтах. 2. Знакомство с принципами оценки качества, нормирования и смягчения негативного воздействия на атмосферу антропогенной деятельности. 3.Познание крупномасштабных неблагоприятных изменений окружающей среды и подходов к их предотвращению на основе целенаправленных социальноэкономических и других мер общественного развития. 2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Дисциплина «Учение об атмосфере» относится к базовым профессионального цикла, модуль Учение о сферах. (Б3.Б.2.1). дисциплинам Перечень дисциплин, усвоение которых студентами необходимо для изучения дисциплины «Учение об атмосфере»: - математика - физика; - география Изучение дисциплины «Учение об атмосфере» дает основу для изучения последующих курсов: - экология; - техногенные системы и экологический риск ; - геоэкология, а также формирует знания студентов для освоения дисциплин: «Почвоведение», Экологический мониторинг». «Ландшафтоведение» и др. . 3.Требования к результатам освоения содержания дисциплины В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие общекультурные и профессиональные компетенции ООП, реализующей ФГОС ВПО: а) общекультурные: ОК-2 - способен логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь. ОК-3 - понимать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности ОК-6 - иметь базовые знания в области информатики и современных геоинформационных технологий, владеть навыками использования программных средств и работы в компьютерных сетях, умением создавать базы данных и использовать ресурсы Интернета, владеть ГИС-технологиями; уметь работать с информацией из различных источников для решения профессиональных и социальных задач ОК-9 - быть способным к использованию знаний иностранного языка в профессиональной и межличностной коммуникации; обладать готовностью следовать легитимным этническим и правовым нормам; обладать толерантностью и способностью к социальной адаптации ОК-13 - владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией б) общепрофессиональные: ПК-1 - обладать базовыми знаниями в области фундаментальных разделов математики в объеме, необходимом для владения математическим аппаратом экологических наук, для обработки информации и анализа данных по экологии и природопользованию ПК-2- обладать базовыми знаниями фундаментальных разделов физики, химии и биологии в объеме, необходимом для освоения физических, химических и биологических основ в экологии и природопользовании; владеть методами химического анализа, а также методами отбора и анализа геологических и биологических проб; иметь навыки идентификации и описания биологического разнообразия, его оценки современными методами количественной обработки информации ПК-5 - знать основы учения об атмосфере, о гидросфере, о биосфере и ландшафтоведении В результате изучения дисциплины студент должен демонстрировать следующие результаты образования: Таблица Знания Результат обучения Знать: - состав, основные свойства и характеристики атмосферного воздуха; - происхождение, особенности и свойства солнечной радиации; - тепловой режим атмосферы; - особенности формирования и баланс атмосферной влаги; - причины образования барического поля и ветра; - основы атмосферной циркуляции; - принципы формирования загрязнения атмосферы; - основы климатообразования и классификацию климатов Земли; крупномасштабные изменения климата, их причины и последствия; - классификацию климатов Земли. умения Результат обучения - Уметь пользоваться методами анализа адиабатических процессов; - выполнять оценки температуры и влажности атмосферы. Использовать полученные знания в различных видах своей деятельности. владение Результат обучения компетен ция ОК-2, 3, 6,9, 13 ПК- 1,2,5. компетен ция ОК-2, 3, 6,9, 13 ПК- 1,2,5 1 Образовательна я технология Т1.-11.2 ПЗ1-ПЗ26 Вид задания Образовательна я технология Т1.-11.2 ПЗ1-ПЗ26 Вид задания ОК-2, 3, 6,9, 13 ПК- 1,2,5 Т1.-11.2 ПЗ1-ПЗ26 компетен Образовательна УО, КР, Р УО. КР, Р УО, КР, Р Вид задания ция Владеть навыками определения направления переноса воздушных масс и основных сил, определяющих атмосферную циркуляцию. Владеть общей экологической культурой приобретение опыта Результат обучения Работать самостоятельно с научной литературой по метеорологии и климатологии; Обладать способностью анализировать причины формирования климата и его антропогенных трансформаций ОК-2, 3, 6,9, 13 ПК- 1,2,5 я технология Т1.-11.2 ПЗ1-ПЗ26 УО, КР, Р ОК-2, 3, 6,9, 13 ПК- 1,2,5 Т1.-11.2 ПЗ1-ПЗ26 компетен ция Образовательна я технология Т1.-11.2 ПЗ1-ПЗ26 ОК-2, 3, 6,9, 13 ПК- 1,2,5 ОК-2, 3, 6,9, 13 ПК- 1,2,5 Т1.-11.2 ПЗ1-ПЗ26 УО, КР, Р Вид задания УО, КР, Р УОЮ, КР, Р Т – тема (лекция), ПЗ- практическое занятие, Р – реферат, КР – контрольная работа, УО – устный опрос 4. Структура и содержание дисциплины 4.1. Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет -4 зачетные единицы, 144 часа. Таблица 2 Вид учебной работы Общая трудоемкость дисциплины Аудиторные занятия Лекции Практические занятия (ПЗ) Семинары (С) Лабораторные работы (ЛР) Самостоятельная работа Курсовой проект (работа) Расчетно-графические работы Реферат (эссе) Контрольная работа Самоподготовка (проработка и повторение лекционного материала учебников и учебных пособий, подготовка к практическим занятиям, коллоквиумам, рубежному контролю и т.д.) Подготовка и сдача экзамена Вид итогового контроля (зачет, экзамен) Всего часов 144 85 51 Семестры 3 4 63 81 34 51 17 34 34 17 17 32 29 3 8 21 27 Экзамен 3 27 Зачет Зачет, Экзамен 4.2. Содержание разделов № темы Лекции Тема дисциплины, содержание Семин ары Таблица 3 Сам. работ а Фор ма тек. конт роля Раздел Введение в предмет Тема 1.1. Введение в учение об атмосфере. Тема 1.2. Общая постановка задач курса. Состав и строение атмосферы Тема 2.1. Воздух и атмосфера. Тема 2.2. Строение атмосферы. Радиационный режим атмосферы Тема 3.1. Радиация в атмосфере. Тема 3.2. Перераспределение солнечной радиации Тепловой режим атмосферы Тема 4.1. Тепловой режим атмосферы. Тема 4.2. Тепловой баланс системы Земля атмосфера. Влагооборот в атмосфере Тема 5.1. Вода в атмосфере. Тема 5.2. Облачность и осадки. Тема 5.3. Снежный покров. Давление в атмосфере Тема 6.1. Барическое поле и ветер Атмосферная циркуляция и климатообразование Тема 7.1. Атмосферная циркуляция. Тема 7.2. Зональные особенности циркуляции. Загрязнение атмосферы Тема 8.1. Загрязнение атмосферы. Тема 8.2. Рассеивание загрязняющих веществ. Климатообразование Тема 9.1. Климатическая система и климатообразование. Тема 9.2. Антропогенное воздействие на климат. Классификация климатов Тема 10.1. Климаты Земли. Тема 10.2. Принципы классификации климатов. Изменение климата Тема 11.1. Крупномасштабные изменения климата. Тема 11.2. Моделирование климата. 1. Раздел 2. Раздел 3. Раздел 4. Раздел 5. Раздел 6. Раздел 7. Раздел 8. Раздел 9. Раздел 10. Раздел 11 4 4 7 УО, Р 4 4 7 УО КР, Р 5 4 7 УО, Р 5 5 8 УО КР, Р 5 4 3 УО 2 3 - УО 6 2 - УО, 4 2 - УО КР 6 2 - УО 6 2 - УО 4 2 - УО КР 5. Тематический план освоения дисциплины по видам учебной деятельности 5.1 Содержание лекционного курса Таблица 5 Л 1 -2 № п/п Содержание лекции Тема Введение в учение об атмосфере Метеорология и 1.1. климатология. Атмосфера, погода, климат. Положение метеорологии и климатологии в системе наук, в том числе наук о Земле. Наблюдение и эксперимент, статистический анализ, физико-математическое моделирование, роль ЭВМ. Значение карт. Неделя 1 -2 Л 3-4 Тема 1.2. Общая постановка задач курса Метеорологическая сеть, метеорологическая служба, Всемирная метеорологическая организация. Всемирная служба погоды: наземная и космическая системы наблюдений, глобальная система связи, глобальная система обработки данных. Всемирная климатическая программа (ВКП). Тема 2.1. Воздух и атмосфера Воздух и атмосфера. Атмосферное давление, единицы его измерения. Температура воздуха, температурные шкалы. Состав сухого воздуха у земной поверхности. Водяной пар в воздухе, давление водяного пара и относительная влажность, давление насыщенного пара и его зависимость от температуры. Изменение состава воздуха с высотой. Уравнение состояния сухого воздуха. Плотность воздуха. Газовая постоянная и молекулярная масса сухого воздуха. Плотность влажного воздуха. Л 5-6 Тема 2.2. Л 7-8 Тема 3.1. Л 9-10 Тема 3.2. Л 11-12 Строение атмосферы Строение атмосферы: основные слои и их особенности. Гомосфера и гетеросфера. Тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и пограничные слои между ними. Ионосфера и экзосфера, озон. Основное уравнение статики атмосферы. Барометрическая формула. Адиабатические процессы в атмосфере. Сухо- и влажно-адиабатические изменения температуры воздуха. Псевдоадиабатический процесс. Потенциальная температура. Вертикальное распределение температуры. Ветер. Атмосферная турбулентность. Турбулентный обмен. Воздушные массы и фронты. Радиация в атмосфере Радиация в атмосфере. Электромагнитная и корпускулярная радиация. Зависимость радиации от температуры. Коротковолновая (солнечная) и длинноволновая (земная и атмосферная) радиация. Тепловое и лучистое равновесие Земли. Солнечная постоянная. Спектральный состав солнечной радиации. Поглощение и рассеяние солнечной радиации в атмосфере и связанные с ними явления: рассеянный свет, сумерки и заря, атмосферная видимость. Прямая солнечная радиация. Закон ослабления радиации в атмосфере. Коэффициент прозрачности, фактор мутности. Перераспределение солнечной радиации Суммарная радиация. Отражение радиации и альбедо. Поглощенная радиация. Освещенность. Излучение земной поверхности, встречное излучение, эффективное излучение. Радиационный баланс земной поверхности. Парниковый эффект. Уходящая радиация. Планетарное альбедо Земли. Распределение солнечной радиации на границе атмосферы. Географическое распределение суммарной радиации и радиационного баланса земной поверхности на земном шаре 3-4 5-6 7-8 9-10 11-12 Тема 4.1. Л 13-14 Тема 4.2. Л 15-17 Тема 5.1. Л 18-20 Тема 5.2. Л 21 Тепловой режим атмосферы Тепловой режим атмосферы. Причины изменений температуры воздуха, индивидуальные и локальные изменения. Тепловой баланс земной поверхности. Различия в тепловом режиме почвы и водоемов. Суточный и годовой ход температуры поверхности почвы. Распространение температурных колебаний в глубину почвы. Слои постоянной суточной и годовой температуры. Влияние растительного и снежного покровов на температуру почвы. Суточный и годовой ход температуры поверхности водоемов. Распространение температурных колебаний в воде. Суточный ход температуры воздуха и его изменения с высотой. Непериодические изменения температуры воздуха. Междусуточная изменчивость температуры воздуха. Заморозки. Тепловой баланс системы Земля - атмосфера Годовая амплитуда температуры воздуха и континентальность климата. Типы годового хода температуры воздуха. Изменчивость средних месячных и годовых температур. Приведение температуры к уровню моря. Карты изотерм. Географическое распределение температуры, влияние суши и моря, орографии и морских течений. Температуры широтных кругов, аномалии температуры. Температура полушарий и Земли в целом. Среднее распределение температуры воздуха с высотой. Стратификация воздушных масс, стратификация атмосферы, ее роль в развитии вертикальных движений. Конвекция, ускорение конвекции. Инверсии температуры и их типы. Тепловой баланс системы Земля -атмосфера. Вода в атмосфере Вода в атмосфере. Влагооборот. Насыщение и испаряемость. Транспирация, суммарное испарение. Скорость испарения. Географическое распределение испарения. Характеристики влажности воздуха. Суточный и годовой ход влажности воздуха, ее географическое распределение и изменение с высотой. Конденсация и сублимация в атмосфере. Ядра конденсации и замерзания. Городские ядра конденсации. Облачность и осадки Облака, микроструктура и водность облаков. Международная классификация облаков. Генетические типы: облака восходящего скольжения, слоистые облака, облака конвекции, орографические облака; их вид, полученный по фотографиям с метеорологических спутников Земли. Оптические явления в облаках. Облачность, ее суточный и годовой ход, географическое распределение. Продолжительность солнечного сияния. Дымка, туман, мгла. Условия образования туманов. Географическое распределение туманов. Смог. Образование осадков, конденсация и коагуляция. Виды осадков, выпадающих из облаков (дождь, морось, снег, крупа, град и др.). 13-14 15-17 18-20 21 Тема 5.3. Л 22-24 Тема 6.1. Л 2526 Тема 7.1. Л 27-29 Тема 7.2. Л 30-32 Снежный покров Электричество облаков и осадков. Гроза. Молния и гром. Наземные гидрометеоры (роса, иней, изморозь, жидкий и твердый налет, гололед). Обледенение самолетов. Характеристика режима осадков. Суточный и годовой ход осадков. Продолжительность и интенсивность осадков. Географическое распределение осадков. Характеристики увлажнения. Засухи. Водный баланс на земном шаре. Снежный покров, его измерение и климатическое значение. Метель 22-24 Барическое поле и ветер Барическое поле и ветер. Барическое поле, изобарические поверхности, карты изобар. Понятие о геопотенциале, карты барической топографии. Горизонтальный барический градиент. Барические системы. Изменения давления 25-26 во времени, непериодические изменения и суточный ход. Междусуточная изменчивость давления. Годовой ход, месячные и годовые аномалии давления. Среднее распределение давления у земной поверхности в январе и июле. Карты ветра, линии тока, изотахи. Сходимость и расходимость линий тока и вертикальные движения. Турбулентность ветра. Влияние препятствий на ветер. Силы, действующие в атмосфере: сила тяжести, градиент давления, отклоняющая сила вращения Земли. Геострофический и градиентный ветер. Влияние трения на ветер. Уровень трения. Барический закон ветра. Сила трения и термический ветер. Изменение ветра с высотой. Суточный ход ветра. Атмосферная циркуляция Атмосферная циркуляция. Масштабы атмосферных движений. Общая циркуляция атмосферы. Зональность общей циркуляции в связи с зональным распределением давления. Квазигеострофичность течений общей циркуляции атмосферы. Западные воздушные течения в тропосфере умеренных широт и восточные воздушные течения в тропиках. Зимняя и летняя циркуляция в стратосфере. Струйные течения. Длинные волны. 27-29 Меридиональные составляющие общей циркуляции и междуширотный обмен воздуха. Роль циклонической деятельности в общей циркуляции атмосферы. Центры действия атмосферы и главные фронты. Циркуляция внетропических широт. Воздушные массы и их движение. Трансформация воздушных масс. Зональные особенности циркуляции Возникновение фронтов. Теплый, холодный фронты. Фронт окклюзии. Фронт и струйное течение. Циклоны и антициклоны, их возникновение, изменение барического поля с высотой, эволюция, перемещение, повторяемость. Эволюция полей облачности в циклонах и 30-32 антициклонах по наблюдениям с искусственных спутников Земли. Погода в циклонах и антициклонах. Циркуляция в тропиках. Пассаты. Внутритропическая зона конвергенции. Тропические муссоны. Экваториальная зона западных ветров. Тропические депрессии. Тропические циклоны. Местные циркуляции: бризы, горно-долинные, ледниковые и стоковые ветры. Фен, бора. Шквалы, смерчи и тромбы. Прогноз погоды. Служба погоды. Методы анализа и прогноза погоды Тема Л 8.1. 33-34 Загрязнение атмосферы Загрязнение атмосферы. Природа и свойства загрязняющих атмосферу веществ. Туманы и смоги. Основы теории атмосферной диффузии. Л 35-36 Тема 8.2. Рассеивание загрязняющих веществ Основные закономерности распространения загрязняющих веществ в атмосфере. Расчет рассеивания промышленных загрязняющих веществ. Глобальное загрязнение атмосферы Тема 9.1. Климатическая система и климатообразование Климатообразование. Климатическая система, глобальный и локальный климат. Теплооборот, влагооборот и атмосферная циркуляция как климатообразующие процессы. Географические факторы климата. Влияние географической широты на климат. Изменение климата с высотой: высотная географическая зональность. Влияние распределения суши и моря на климат. Континентальность климата, индексы континентальности. Аридность климата, индексы увлажнения. Орография и климат. Океанические течения и климат. Влияние растительного и снежного покрова на климат. Микроклимат как явление приземного слоя атмосферы. Влияние рельефа, растительности, водоемов, зданий на микроклимат. Связь иерархии климатов с иерархией физико-географических единиц. Мезоклимат. Антропогенное воздействие на климат Непреднамеренные воздействия человека на климат. Изменения деятельной поверхности (сведение лесов, распахивание полей, орошение и обводнение, осушение, лесоразведение и пр.) и их последствия для климата. Техногенное увеличение концентрации углекислого газа и других радиационно-активных газов, а также аэрозолей. Техногенное производство тепла. Климат большого города. Остров тепла. Микроклиматы леса, пашни и естественных травянистых формаций, горных территорий. Оценка глобальных эффектов антропогенных воздействий на климат Климаты Земли Климаты Земли. Принципы классификации климатов. Классификация климата по В. Кеппену - Треварту. Климатические зоны суши по Л.С. Бергу. Генетическая классификация климатов Б.П. Алисова. Экваториальный климат. Климат тропических муссонов. Л 37-39 Тема 9.2. Л 40-42 Л 43-44 Л 45-46 Л 47-48 Тема 10.1. 33-34 35-36 37-39 40-42 43-44 Тема 10.2. Принципы классификации климатов Тропические климаты. Субтропические климаты. Климаты умеренных широт. Субполярный климат. Климат Арктики. Климат Антарктики. Описание климата методом комплексной климатологии Е.Е. Федорова. 45-46 Тема 11.1. Крупномасштабные изменения климата Крупномасштабные изменения климата. Непостоянство климата, возможные причины его колебаний. Климат голоцена. Изменение климата за последнее тысячелетие. Изменение климата в период инструментальных наблюдений. 47-48 Л 49-51 Тема 11.2. Моделирование климата Перспективы изменения климата в результате антропогенных воздействий. Некоторые результаты численного моделирования климата. 49-51 5.2. Практические занятия (семинары) Методические указания к практическим занятиям Практические (семинарские) занятия проводятся в соответствии с учебными планами. Практические занятия требуют предварительной подготовки по соответствующей теме: выполнение письменных и устных заданий. Планирование практических (семинарских) осуществляется с учётом установленного количества часов. Основные этапы планирования и подготовки занятий: - Разработка системы занятий по теме или разделу. - Определение задач и целей занятия. - Определение оптимального объема учебного материала, расчленение на ряд законченных в смысловом отношении блоков, частей. - Разработка структуры занятия, определение его типа и методов обучения. - Нахождение связей данного материала с другими дисциплинами и использование этих связей при изучении нового материала. - Подбор дидактических средств (индивидуальных заданий, вспомогательной литературы и т.д.). - Определение объема и форм самостоятельной работы на занятии. - Определение форм и методов контроля знаний студентов. - Определение формы подведения итогов. - Определение самостоятельной работы по данной теме. Основные этапы проведения практического занятия по дисциплине являются: - Поверка знаний: устный опрос, фронтальный опрос, программированный опрос, письменный опрос, комментирование ответов, оценка знаний, обобщение по опросу. - Изучение нового материала по теме: организация внимания, проблемная ситуация, объяснение, беседа, связь с предыдущим материалом, использование технических средств обучения, развитие умственных способностей студентов в процессе объяснения, обобщения. Закрепление материала предназначено для того, чтобы студенты запомнили материал и научились использовать полученные знания. Формы закрепления: - решение индивидуальных заданий на пройденные темы - устный опрос Содержание практических (семинарских) занятий Таблица № ПЗ № 1. ПЗ № 2. Наименование семинаров Тема 1.1Контрольный опрос на тему: Метеорология и климатология. Атмосфера, погода, климат. Положение метеорологии и климатологии в системе наук, в том числе наук о Земле. Дискуссия на тему: Наблюдение и эксперимент, статистический анализ, физико-математическое моделирование, роль ЭВМ. Значение карт. Тема 6 часы 2 2 ПЗ № 3. ПЗ № 4. ПЗ № 5. ПЗ № 6. ПЗ № 7. 1.2Контрольный опрос на тему: Метеорологическая сеть, метеорологическая служба, Всемирная метеорологическая организация. Всемирная служба погоды: наземная и космическая системы наблюдений, глобальная система связи, глобальная система обработки данных. Дискуссия на тему: Всемирная климатическая программа (ВКП). Тема 2.1Контрольный опрос на тему: Воздух и атмосфера. Атмосферное давление, единицы его измерения. Температура воздуха, температурные шкалы. Состав сухого воздуха у земной поверхности. Водяной пар в воздухе, давление водяного пара и относительная влажность, давление насыщенного пара и его зависимость от температуры. Изменение состава воздуха с высотой. Дискуссия на тему: Уравнение состояния сухого воздуха. Плотность воздуха. Газовая постоянная и молекулярная масса сухого воздуха. Плотность влажного воздуха. Тема 2.2Контрольный опрос на тему: Строение атмосферы: основные слои и их особенности. Гомосфера и гетеросфера. Тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и пограничные слои между ними. Ионосфера и экзосфера, озон. Основное уравнение статики атмосферы. Барометрическая формула. Адиабатические процессы в атмосфере. Дискуссия на тему: Сухо- и влажно-адиабатические изменения температуры воздуха. Псевдоадиабатический процесс. Потенциальная температура. Вертикальное распределение температуры. Ветер. Атмосферная турбулентность. Турбулентный обмен. Воздушные массы и фронты. Тема 3.1 Контрольный опрос на тему: Радиация в атмосфере. Электромагнитная и корпускулярная радиация. Зависимость радиации от температуры. Коротковолновая (солнечная) и длинноволновая (земная и атмосферная) радиация. Тепловое и лучистое равновесие Земли. Солнечная постоянная. Спектральный состав солнечной радиации. Дискуссия на тему: Поглощение и рассеяние солнечной радиации в атмосфере и связанные с ними явления: рассеянный свет, сумерки и заря, атмосферная видимость. Прямая солнечная радиация. Закон ослабления радиации в атмосфере. Коэффициент прозрачности, фактор мутности. Тема 3.2 Контрольный опрос на тему: Суммарная радиация. Отражение радиации и альбедо. Поглощенная радиация. Освещенность. Излучение земной поверхности, встречное излучение, эффективное излучение. Радиационный баланс земной поверхности. Дискуссия на тему: Парниковый эффект. Уходящая радиация. Планетарное альбедо Земли. Распределение солнечной радиации на границе атмосферы. Географическое распределение суммарной радиации и радиационного баланса земной поверхности на земном шаре Тема 4.1 Контрольный опрос на тему: Тепловой режим атмосферы. 2 2 2 2 2 ПЗ № 8. ПЗ № 9. ПЗ № 10 ПЗ № 11 Причины изменений температуры воздуха, индивидуальные и локальные изменения. Тепловой баланс земной поверхности. Различия в тепловом режиме почвы и водоемов. Суточный и годовой ход температуры поверхности почвы. Распространение температурных колебаний в глубину почвы. Слои постоянной суточной и годовой температуры. Влияние растительного и снежного покровов на температуру почвы. Суточный и годовой ход температуры поверхности водоемов. Дискуссия на тему: Распространение температурных колебаний в воде. Суточный ход температуры воздуха и его изменения с высотой. Непериодические изменения температуры воздуха. Междусуточная изменчивость температуры воздуха. Заморозки. Тема 4.2 Контрольный опрос на тему: Годовая амплитуда температуры воздуха и континентальность климата. Типы годового хода температуры воздуха. Изменчивость средних месячных и годовых температур. Приведение температуры к уровню моря. Карты изотерм. Географическое распределение температуры, влияние суши и моря, орографии и морских течений. Температуры широтных кругов, аномалии температуры. Температура полушарий и Земли в целом. Среднее распределение температуры воздуха с высотой. Дискуссия на тему: Стратификация воздушных масс, стратификация атмосферы, ее роль в развитии вертикальных движений. Конвекция, ускорение конвекции. Инверсии температуры и их типы. Тепловой баланс системы Земля атмосфера. Тема 5.1 Контрольный опрос на тему: Вода в атмосфере. Влагооборот. Насыщение и испаряемость. Транспирация, суммарное испарение. Скорость испарения. Географическое распределение испарения. Характеристики влажности воздуха. Суточный и годовой ход влажности воздуха, ее географическое распределение и изменение с высотой. Дискуссия на тему: Конденсация и сублимация в атмосфере. Ядра конденсации и замерзания. Городские ядра конденсации. Тема 5.2 Контрольный опрос на тему: Облака, микроструктура и водность облаков. Международная классификация облаков. Генетические типы: облака восходящего скольжения, слоистые облака, облака конвекции, орографические облака; их вид, полученный по фотографиям с метеорологических спутников Земли. Оптические явления в облаках. Облачность, ее суточный и годовой ход, географическое распределение. Дискуссия на тему: Продолжительность солнечного сияния. Дымка, туман, мгла. Условия образования туманов. Географическое распределение туманов. Смог. Образование осадков, конденсация и коагуляция. Виды осадков, выпадающих из облаков (дождь, морось, снег, крупа, град и др.). Тема 5.3Контрольный опрос на тему: Электричество облаков и осадков. Гроза. Молния и гром. Наземные гидрометеоры (роса, 2 2 2 2 ПЗ № 12 ПЗ № 13 ПЗ № 14 ПЗ № 15 иней, изморозь, жидкий и твердый налет, гололед). Обледенение самолетов. Характеристика режима осадков. Суточный и годовой ход осадков. Дискуссия на тему: Продолжительность и интенсивность осадков. Географическое распределение осадков. Характеристики увлажнения. Засухи. Водный баланс на земном шаре. Снежный покров, его измерение и климатическое значение. Метель Тема 6.1Контрольный опрос на тему: Барическое поле и ветер. Барическое поле, изобарические поверхности, карты изобар. Понятие о геопотенциале, карты барической топографии. Горизонтальный барический градиент. Барические системы. Изменения давления во времени, непериодические изменения и суточный ход. Междусуточная изменчивость давления. Годовой ход, месячные и годовые аномалии давления. Среднее распределение давления у земной поверхности в январе и июле. Карты ветра, линии тока, изотахи. Сходимость и расходимость линий тока и вертикальные движения. Турбулентность ветра. Влияние препятствий на ветер. Силы, действующие в атмосфере: сила тяжести, градиент давления, отклоняющая сила вращения Земли. Дискуссия на тему: Геострофический и градиентный ветер. Влияние трения на ветер. Уровень трения. Барический закон ветра. Сила трения и термический ветер. Изменение ветра с высотой. Суточный ход ветра. Тема 7.1Контрольный опрос на тему: Атмосферная циркуляция. Масштабы атмосферных движений. Общая циркуляция атмосферы. Зональность общей циркуляции в связи с зональным распределением давления. Квазигеострофичность течений общей циркуляции атмосферы. Западные воздушные течения в тропосфере умеренных широт и восточные воздушные течения в тропиках. Зимняя и летняя циркуляция в стратосфере. Струйные течения. Длинные волны. Меридиональные составляющие общей циркуляции и междуширотный обмен воздуха. Дискуссия на тему: Роль циклонической деятельности в общей циркуляции атмосферы. Центры действия атмосферы и главные фронты. Циркуляция внетропических широт. Воздушные массы и их движение. Трансформация воздушных масс. Тема 7.2Контрольный опрос на тему: Возникновение фронтов. Теплый, холодный фронты. Фронт окклюзии. Фронт и струйное течение. Циклоны и антициклоны, их возникновение, изменение барического поля с высотой, эволюция, перемещение, повторяемость. Эволюция полей облачности в циклонах и антициклонах по наблюдениям с искусственных спутников Земли. Погода в циклонах и антициклонах. Циркуляция в тропиках. Пассаты. Внутритропическая зона конвергенции. Тропические муссоны. Экваториальная зона западных ветров. Тема 7.2Дискуссия на тему: Тропические депрессии. Тропические циклоны. Местные циркуляции: бризы, горно-долинные, ледниковые и стоковые ветры. Фен, бора. Шквалы, смерчи и тромбы. Прогноз погоды. Служба погоды. Методы анализа и прогноза погоды 2 2 2 2 ПЗ № 16 ПЗ № 17 ПЗ № 18 ПЗ № 19 ПЗ № 20 ПЗ №21 ПЗ №22 ПЗ №23 ПЗ №24 ПЗ №25 Тема 8.1Контрольный опрос на тему: Загрязнение атмосферы. Природа и свойства загрязняющих атмосферу веществ. Туманы и смоги. Дискуссия на тему: Основы теории атмосферной диффузии. Тема 8.2Контрольный опрос на тему: Основные закономерности распространения загрязняющих веществ в атмосфере. Расчет рассеивания промышленных загрязняющих веществ. Дискуссия на тему: Глобальное загрязнение атмосферы Тема 9.1Контрольный опрос на тему: Климатообразование. Климатическая система, глобальный и локальный климат. Теплооборот, влагооборот и атмосферная циркуляция как климатообразующие процессы. Географические факторы климата. Влияние географической широты на климат. Изменение климата с высотой: высотная географическая зональность. Влияние распределения суши и моря на климат. Континентальность климата, индексы континентальности. Аридность климата, индексы увлажнения. 2 Тема 9.1Дискуссия на тему: Орография и климат. Океанические течения и климат. Влияние растительного и снежного покрова на климат. Микроклимат как явление приземного слоя атмосферы. Влияние рельефа, растительности, водоемов, зданий на микроклимат. Связь иерархии климатов с иерархией физикогеографических единиц. Мезоклимат. Тема 9.2Контрольный опрос на тему: Непреднамеренные воздействия человека на климат. Изменения деятельной поверхности (сведение лесов, распахивание полей, орошение и обводнение, осушение, лесоразведение и пр.) и их последствия для климата. Техногенное увеличение концентрации углекислого газа и других радиационно-активных газов, а также аэрозолей. Тема 9.2Дискуссия на тему: Техногенное производство тепла. Климат большого города. Остров тепла. Микроклиматы леса, пашни и естественных травянистых формаций, горных территорий. Оценка глобальных эффектов антропогенных воздействий на климат Тема 10.1Контрольный опрос на тему: Климаты Земли. Принципы классификации климатов. Классификация климата по В. Кеппену - Треварту. Климатические зоны суши по Л.С. Бергу. Тема 10.1Дискуссия на тему: Генетическая классификация климатов Б.П. Алисова. Экваториальный климат. Климат тропических муссонов. Тема 10.2Контрольный опрос на тему: Тропические климаты. Субтропические климаты. Климаты умеренных широт. Субполярный климат. Климат Арктики. Климат Антарктики. Дискуссия на тему: Описание климата методом комплексной климатологии Е.Е. Федорова. Тема 11.1 Контрольный опрос на тему: Крупномасштабные изменения климата. Непостоянство климата, возможные причины его колебаний. Климат голоцена. Изменение климата за последнее тысячелетие. Дискуссия на тему: Изменение климата в период 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ПЗ №26 инструментальных наблюдений. Тема 11.2 Контрольный опрос на тему: Перспективы изменения климата в результате антропогенных воздействий. Некоторые результаты численного моделирования климата. 2 5.3 Контрольные работы Таблица № Тема работы 7 неделя КР1 3семестр Состав и строение атмосферы 8 КР2 Изменение климата 17 4 семестр КР3 Загрязнение атмосферы 34 КР4 Принципы классификации климатов 46 5.4. Самостоятельная работа студентов Методические указания к выполнению самостоятельной работы Самостоятельная работа студента - это особым образом организованная деятельность, включающая в свою структуру такие компоненты, как: - уяснение цели и поставленной учебной задачи; - четкое и системное планирование самостоятельной работы; - поиск необходимой учебной и научной информации; - освоение собственной информации и ее логическая переработка; - использование методов исследовательской, научно-исследовательской работы для решения поставленных задач; - выработка собственной позиции по поводу полученной задачи; - проведение самоанализа и самоконтроля. Студент должен помнить, что только при систематической и упорной самостоятельной работе усвоение дисциплины будет достаточно эффективным. Домашние работы Таблица 8 № Тема задания Предусмотрено повторение лекционного материала неделя 1-46 Самостоятельное изучение разделов дисциплины Таблица 9 № Вопросы, выносимые на самостоятельное изучение Тема 1.1 Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Тема 1.2 Тема 2.1 Тема 2.2 Тема 3.1 Тема 3.2 Тема 4.1 Тема 4.2 Тема 5.1 Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 1, стр. 11-21) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 1, стр. 22-37) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 2, стр. 38-61) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 2, стр. 62-99) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 3, стр. 100- 116) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 3, стр. 117-144) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 4, стр. 145-167) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 4, стр. 168-196) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций. Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 5, стр. 197-223) Тема 5.2 Тема 5.3 Тема 6.1 Тема 7.1 Тема 7.2 Тема 8.1 Тема 8.2 Тема 9.1 Тема 9.2 Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 5, стр. 224-250) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 5, стр. 251-270) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций. Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 6, стр. 271-315) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 6, стр. 316-339) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 6, стр. 340-365) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 7, стр. 366-397) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций. Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 7, стр. 398-464) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 8, стр. 465-471) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Тема 10.1 Тема 10.2 Тема 11.1 Тема 11.2 Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 8, стр. 472-490) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 9, стр. 491-504) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 9, стр. 505-532) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 10, стр. 533-541) Подготовка к контрольному опросу. Сбор дополнительного материала по теме. Источники: Индивидуальные конспекты лекций; Презентации интерактивного курса лекций; Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. (Гл. 10, стр. 542-565) 6. Образовательные технологии В учебном процессе, помимо чтения лекций, которые составляют 50 % аудиторных занятий, используются активные и интерактивные формы. Активные и интерактивные формы проведения занятий в сочетании с внеаудиторной работой способствуют формированию и развитию профессиональных компетенций обучающихся. Интерактивные образовательные технологии, используемые при реализации дисциплины «Метеорология и климатология» Таблица 10 Семестр Вид занятия Интерактивные образовательные технологии Количество часов 1 Л Компьютерная презентация 50% С Работа по индивидуальному заданию 30% Учебную внеаудиторную деятельность, выполняемую в часы, отведенные студенту для самостоятельной работы, целесообразно разделить на две группы: 1. Подготовка к занятиям предполагает систематическую (ритмичную) самостоятельную работу по изучаемой дисциплине в виде повторения материала лекций, выполнения домашних заданий, подготовки к контрольным работам. Такой вид деятельности студента является необходимым и должен быть обеспечен достаточным ресурсом времени. 2. Домашнее задание относится к категории работ по подготовке к занятиям и включает в себя материал, выдаваемый в ходе практических занятий для организации усвоения и текущего контроля результатов обучения (студент получает задание на дом, которое нужно выполнить, как правило, к следующему аудиторному занятию). Домашние задания демонстрируется студентом в виде устного доклада или компьютерной презентации. 7. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации Текущий контроль проводится в течение семестра для всех студентов заочной формы обучения. Для текущего контроля используется устная проверка знаний пройденных тем. Также при оценке знаний студентов учитывается активность студента на практических занятиях, посещаемость, знание первоисточников. Итоговая аттестация предусмотрена в виде экзамена. 7.1 Примерные вопросы к зачету/экзамену: Перечень вопросов, выносимых на контрольную работу 1 Основные понятия учения об атмосфере Прогноз погоды. Метеорологическая служба. Методы анализа и прогноза погоды. Метеорологическая сеть. Всемирная метеорологическая организация. Всемирная служба погоды. Наблюдение и эксперимент в исследовании атмосферы. Всемирная служба погоды. Наземная и космическая системы наблюдений Всемирная климатическая программа. Строение атмосферы: основные слои и их особенности. Озон и его роль в атмосфере. Основное уравнение статики атмосферы. Барическое поле и ветер. Горизонтальный барический градиент. Карты изобар и барической топографии. Барометрическая формула. Псевдоадиабатический процесс. Атмосферное давление, единицы его измерения. Адиабатические процессы в атмосфере. Температура воздуха и ее изменения Изменения давления во времени. Силы, действующие в атмосфере: отклоняющая сила вращения Земли. Геострофический и градиентный ветер. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 1. 2. 3. 4. Перечень вопросов, выносимых на контрольную работу 2 Поглощение и рассеяние солнечной радиации в атмосфере. Уравнение состояния сухого воздуха. Плотность воздуха. Газовая постоянная и молекулярная масса сухого воздуха. 5. Плотность влажного воздуха. 6. Влагооборот. 7. Испарение и насыщение. 8. Испаряемость и осадки 9. Географическое распределение муссонов. 10. Облачность, ее суточный и годовой ход. 11. Дымка, туман, мгла, смог. 12. Условия образования туманов. 13. Тепловой режим атмосферы. 14. Суточный и годовой ход температуры. 15. Изменение температуры воздуха с высотой. 16. Влагооборот и испарение. 17. Географическое распределение испарения. 18. Характеристики влажности воздуха. 19. Конденсация и сублимация в атмосфере. 20. Характеристика режима осадков. 21. Суточный и годовой ход влажности воздуха. 22. Конденсация и сублимация в атмосфере. Перечень вопросов, выносимых на зачет 1. Основные понятия учения об атмосфере: метеорология, климатология, атмосфера, погода, климат. 2. Прогноз погоды. 3. Метеорологическая служба. 4. Методы анализа и прогноза погоды. 5. Метеорологическая сеть. 6. Всемирная метеорологическая организация. Всемирная служба погоды. 7. Наблюдение и эксперимент, статистический анализ, физико-математическое моделирование, роль ЭВМ в исследовании атмосферы. 8. Всемирная служба погоды. 9. Наземная и космическая системы наблюдений, глобальная система связи, обработка метеорологической информации и данных. 10. Всемирная климатическая программа. 11. Строение атмосферы: основные слои и их особенности. 12. Озон и его роль в атмосфере. 13. Основное уравнение статики атмосферы. 14. Барическое поле и ветер. 15. Горизонтальный барический градиент. 16. Карты изобар и барической топографии. 17. Барометрическая формула. 18. Псевдоадиабатический процесс. 19. Атмосферное давление, единицы его измерения. 20. Адиабатические процессы в атмосфере. 21. Температура воздуха и ее изменения 22. Изменения давления во времени. 23. Силы, действующие в атмосфере: отклоняющая сила вращения Земли. 24. Геострофический и градиентный ветер. 25. Радиация в атмосфере. 26. Электромагнитная и корпускулярная радиация. 27. Спектральный состав солнечной радиации. 28. Поглощение и рассеяние солнечной радиации в атмосфере. 29. Уравнение состояния сухого воздуха. 30. Плотность воздуха. 31. Газовая постоянная и молекулярная масса сухого воздуха. 32. Плотность влажного воздуха. 33. Влагооборот. 34. Испарение и насыщение. 35. Испаряемость и осадки, географическое распределение муссонов. 36. Облачность, ее суточный и годовой ход. 37. Дымка, туман, мгла, смог. 38. Условия образования туманов. 39. Тепловой режим атмосферы. 40. Суточный и годовой ход температуры. 41. Изменение температуры воздуха с высотой. 42. Влагооборот и испарение. 43. Географическое распределение испарения. 44. Характеристики влажности воздуха. 45. Конденсация и сублимация в атмосфере. 46. Характеристика режима осадков. 47. Поглощение и рассеяние солнечной радиации в атмосфере и связанные с ними явления. 48. Суточный и годовой ход влажности воздуха. 49. Конденсация и сублимация в атмосфере. 50. Ветер. 51. Атмосферная турбулентность. 52. Турбулентный обмен. Воздушные массы и фронты. Перечень вопросов, выносимых на экзамен 1. Основные понятия учения об атмосфере: метеорология, климатология, атмосфера, погода, климат. 2. Прогноз погоды. Метеорологическая служба. Методы анализа и прогноза погоды. 3. Метеорологическая сеть. Всемирная метеорологическая организация. Всемирная служба погоды. 4. Основные климатообразующие процессы. Изменения климата в прошлом и настоящем. 5. Наблюдение и эксперимент, статистический анализ, физико-математическое моделирование, роль ЭВМ в исследовании атмосферы. Всемирная служба погоды. 6. Наземная и космическая системы наблюдений, глобальная система связи, обработка метеорологической информации и данных. Всемирная климатическая программа. 7. Строение атмосферы: основные слои и их особенности. Озон и его роль в атмосфере. Основное уравнение статики атмосферы. 8. Барическое поле и ветер. Горизонтальный барический градиент. Карты изобар и барической топографии. 9. Барометрическая формула. Адиабатические процессы в атмосфере. Псевдоадиабатический процесс. 10. Атмосферное давление, единицы его измерения. Адиабатические процессы в атмосфере. Температура воздуха и ее изменения 11. Геострофический ветер. Барический закон ветра. Изменение ветра с высотой и его суточный ход. 12. Изменения давления во времени. Силы, действующие в атмосфере: отклоняющая сила вращения Земли. Геострофический и градиентный ветер. 13. Радиация в атмосфере. Электромагнитная и корпускулярная радиация. Спектральный состав солнечной радиации. Поглощение и рассеяние солнечной радиации в атмосфере. 14. Радиационный баланс земной поверхности. Парниковый эффект. Рамочная конвенция ООН об изменении климата и Киотский протокол. 15. Состав атмосферного воздуха у земной поверхности. Жидкие и твердые примеси в атмосферном воздухе. Уравнение состояния сухого воздуха. 16. Плотность воздуха. Газовая постоянная и молекулярная масса сухого воздуха. Плотность влажного воздуха. 17. Влагооборот. Испарение и насыщение. Испаряемость и осадки, географическое распределение муссонов. 18. Климатическая система. Глобальный и локальный климат. Климаты Земли и других планет. Климат большого города. 19. Облака, их структура и классификация. Облачность, ее суточный и годовой ход. Дымка, туман, мгла, смог. Условия образования туманов. 20. Загрязнение атмосферы и его виды. Конвенция ООН о трансграничном загрязнении воздуха. 21. Тепловой режим атмосферы, земной поверхности и водоемов. Суточный и годовой ход температуры. Изменение температуры воздуха с высотой. 22. Влияние суши и моря, орографии и морских течений на распределение температуры. Аномалии температуры. Температура полушарий и Земли в целом. 23. Влагооборот и испарение. Географическое распределение испарения. Характеристики влажности воздуха. Конденсация и сублимация в атмосфере. 24. Виды осадков, выпадающих из облаков. Электричество облаков и осадков. Гроза. Молния и гром. Наземные гидрометеоры. 25. Характеристика режима осадков. Снежный покров, его измерение и климатическое значение. Обледенение самолетов. Метель. 26. Атмосферная циркуляция. Масштабы атмосферных движений. Общая циркуляция атмосферы. 27. Зимняя и летняя циркуляция в стратосфере. Воздушные массы и их движение. Трансформация воздушных масс. 28. Стратификация воздушных масс. Конвекция. Инверсии температуры и их типы. Тепловой баланс системы Земля - атмосфера. 29. Закономерности распространения загрязняющих веществ в атмосфере. Основы теории атмосферной диффузии. Расчет рассеивания промышленных загрязняющих веществ. 30. Роль циклонической деятельности в общей циркуляции атмосферы. Погода в циклонах и антициклонах. Местные циркуляции атмосферы. 31. Климатообразующие процессы. Географические факторы климата. Влияние растительного и снежного покрова на климат. 32. Климаты Земли. Принципы классификации климатов. Генетическая классификация климатов Б.П. Алисова. 33. Микроклиматы леса, пашни, горных территорий и травянистых формаций. Глобальные эффекты антропогенных воздействий на климат. 34. Крупномасштабные изменения климата. Изменение климата за последнее тысячелетие. Перспективы изменения климата и его численное моделирование. 35. Микроклимат. Влияние рельефа, растительности, водоемов на микроклимат. Изменения земной поверхности и их последствия для климата. 36. Поглощение и рассеяние солнечной радиации в атмосфере и связанные с ними явления. Распределение солнечной радиации на границе атмосферы. 37. Суточный и годовой ход влажности воздуха. Конденсация и сублимация в атмосфере. Ядра конденсации и замерзания. 38. Циклоны и антициклоны. Эволюция полей облачности в циклонах и антициклонах. Наблюдения за циклонами и антициклонами с искусственных спутников Земли. 39. Климатообразующие процессы: теплооборот, влагооборот и атмосферная циркуляция. Географические факторы климата. Влияние географической широты на климат. 40. Ветер. Атмосферная турбулентность. Турбулентный обмен. 41. Воздушные массы и фронты. Темы рефератов 1. Тропические и внетропические муссоны. Условия образования, погода. 2. Особенности внутритропической циркуляции. 3. Микроклимат. 4. Климат большого города. 5. Климатообразующие процессы. 6. Географические факторы климата. 7. Влияние снежного покрова на климат. 8. Влияние океанических течений на климат. 9. Влияние растительного и почвенного покрова на климат. 10. Изменение подстилающей поверхности и их последствие для климата. 11. Характеристика климата экваториального пояса. 8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины Базовый учебник 1. Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. Основная литература 1. Хромов СП., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 7-е изд. М: Изд-во Моск. ун-та, 2006. -582 с. Дополнительная литература 1. Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. -352 с. 2. Волошина А.П., Евневич Т.В., Земцова А.И. Руководство к лабораторным занятиям по метеорологии и климатологии /Под ред. СП. Хромова. М.: Изд-во Московского ун-та, 1975. 3. Груза Г.В., Ранькова Э.Я. Структура и изменчивость наблюдаемого климата: температура воздуха Северного полушария. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. -71 с. 4. Дроздов О.А. Засухи и динамика увлажнения. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. -96 с. 5. Кароль И.Л. Введение в динамику климата Земли. Л.: Гидрометеоиздат, 1988.-215 с. 6. Кондратьев К.Я., Прокофьев М.А. Физические основы прогноза климата на срок от одного месяца до нескольких десятилетий // Итоги науки и техники / ВИНИТИ. Метеорология и климатология. Т.2. М., 1983. -66 с. 7. Монин А.С., Шишков Ю.А. История климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. -408 с. 8. Полтараус Б.В., Кислое А.В. Климатология. М.; Изд-во Моск. ун-та, 1986. -144 с. 9. Программа исследования взаимодействия атмосферы и океана в целях изучения короткопериодных изменений климата (Программа "Разрезы") /Под ред. Г.И. Марчука. М., 1983. -57 с. Авторские методические разработки 1. Конспект лекций по дисциплине «Учение об атмосфере» 2. Интерактивный курс лекций по дисциплине «Учение об атмосфере» Технические и электронные средства обучения, иллюстрированные материалы 1. Интерактивный курс лекций по дисциплине «Учение об атмосфере» 2. Атлас облаков. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. -267 с. 9. Материально- техническое обеспечение дисциплины. мультимедийный проектор; ноутбук; иллюстративный материал в форме компьютерных презентаций. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины Учебно-методические рекомендации для студентов Рабочей программой дисциплины «Физика и химия почв» предусмотрена самостоятельная работа студентов. Самостоятельная работа проводится с целью углубления знаний по дисциплине и предусматривает: - чтение студентами рекомендованной литературы и усвоение теоретического материала дисциплины; подготовку к практическим занятиям и курсовой работе; - работу с Интернетисточниками; выполнению тестовых заданий и сдаче экзаменов. Планирование времени на самостоятельную работу, необходимого на изучение настоящей дисциплины, студентам лучше всего осуществлять на весь семестр, предусматривая при этом регулярное повторение пройденного материала. Материал, законспектированный на лекциях, необходимо регулярно дополнять сведениями из литературных источников, представленных в рабочей программе дисциплины «Физика и химия почв». По каждой из тем для самостоятельного изучения, приведенных в рабочей программе дисциплины следует сначала прочитать рекомендованную литературу и при необходимости составить краткий конспект основных положений, терминов, сведений, требующих запоминания и являющихся основополагающими в этой теме и для освоения последующих разделов курса. Для расширения знаний по дисциплине рекомендуется использовать Интернетресурсы: проводить поиск в различных системах, сайтов и обучающих программ, рекомендованных преподавателем на лекционных занятиях. Лекционный курс. Лекция является основной формой обучения в высшем учебном заведении. В ходе лекционного курса проводится изложение современных научных материалов, освещение главнейших проблем почвоведения. В тетради для конспектирования лекций необходимо иметь поля, где по ходу конспектирования делаются необходимые пометки. Записи должны быть избирательными, полностью следует записывать только определения. В конспектах рекомендуется применять сокращения слов, что ускоряет запись. В ходе изучения курса «Физика и химия почв» особое значение имеют выражения для практических расчетов и поэтому в конспекте лекции рекомендуется зафиксировать выражения, сделанные преподавателем на доске, или указанные в наглядном пособии. Вопросы, возникшие у Вас в ходе лекции, рекомендуется записывать на полях и после окончания лекции обратиться за разъяснением к преподавателю. Необходимо активно работать с конспектом лекции: после окончания лекции рекомендуется перечитать свои записи, внести поправки и дополнения на полях. Конспекты лекций следует использовать при подготовке к семинарам, при подготовке к экзамену, контрольным вопросам, при выполнении самостоятельных заданий. Семинарские занятия. Семинарские занятия по «Физика и химия почв» имеют цель познакомить студентов с основными компонентами и свойствами почвы, вопросами генезиса и эволюции почв, основами учения о факторах почвообразования с общими закономерностями процессов. Показать практическую значимость их изучения для экономики и решения задач экологии и рационального природопользования. Прохождение всего цикла семинарских занятий является условием допуска студента к экзамену. В ходе семинарских занятий студент под руководством преподавателя анализирует выполненные домашние задания, позволяющие закрепить лекционный материал по изучаемой теме, научиться выполнять полевые наблюдения, их камеральную обработку. Для семинарского занятия студент должен иметь «Рабочую тетрадь по почвоведению», ручку. Студент должен вести активную познавательную работу. Целесообразно строить ее в форме наблюдения, эксперимента и конспектирования. Важно научиться включать вновь получаемую информацию в систему уже имеющихся знаний. Необходимо также анализировать материал для выделения общего в частном и, наоборот, частного в общем. Реферат. Реферат по специальности - самостоятельное научное исследование по направлению, специальности (специализации), выполняемое студентом по заданию преподавателя кафедры и служащее углубленному познанию избранной темы. Научность исследования выражается в решении некоторой познавательной проблемы, соотнесении теоретических положений с фактами, систематичности изложения, оперировании современной специальной терминологией и т.д. Реферат является одной из форм отчетности студента по итогам обучения за соответствующий курс (семестр). Студентам предоставляется право свободного выбора темы из предложенного списка тем реферата. Изменение темы реферата допускается по согласованию с преподавателем. Выбор темы реферата осуществляется студентами до 30 сентября. Сдача реферата на проверку преподавателю до 1 декабря. Подбор литературы по теме реферата осуществляется студентом самостоятельно. Преподаватель лишь помогает ему определить основные направления работы, указывает наиболее важные научные источники, которые следует использовать при ее написании, разъясняет, где их можно найти. При подборе литературы рекомендуется использовать фонды научных библиотек, электронных каталогов и сети Интернет. План выполнения реферата составляется студентом самостоятельно и согласовывается с преподавателем. Содержание реферата должно соответствовать теме и плану. Реферат должен включать следующие основные разделы: - Титульный лист. - Содержание. Включает порядок расположения отдельных частей работы с указанием страниц, на которых соответствующий раздел начинается. - Введение. В нем автор обосновывает научную актуальность, практическую значимость, новизну темы, а также указывает цель и задачи проводимого исследования. - Основная часть. Структура и состав основной части может меняться в зависимости от специфики и направления выполняемой работы. Структура основной части устанавливается научными руководителями и кафедрами самостоятельно. - Заключение (или выводы). В заключении подводится итог проведенному исследованию, формулируются предложения и выводы автора, вытекающие из всей работы. - Список литературы. В список литературы включаются только те работы, на которые сделаны ссылки в тексте курсовой работы. Список оформляется в соответствии с ГОСТ 7.1-2003. - Приложения. Приводятся используемые в работе документы, таблицы, графики, схемы и др. (аналитические табличные и графические материалы могут быть приведены также в основной части). В ходе выполнения работы студент по мере необходимости обращается за консультацией к преподавателю. Выполненный и оформленный реферат в сброшюрованном виде сдается на проверку преподавателю, которая оценивается и учитывается при аттестации студента (экзамен). Методические материалы для преподавателей Изучение курса «Физика и химия почв» предусматривает использование различных форм самостоятельной работы, выводя студентов к завершению изучения учебной дисциплины на её высший уровень. Пакет заданий для самостоятельной работы выдается в начале семестра, определяются предельные сроки их выполнения и сдачи. Задания для самостоятельной работы составляются из обязательной и факультативной частей. Лекционный курс по дисциплине построен с целью формирования у студентов ориентировочной основы для последующего усвоения материала методом самостоятельной работы. Содержание лекции отвечает следующим дидактическим требованиям: -изложение материала от простого к сложному, от известного к неизвестному; -логичность, четкость и ясность в изложении материала; -возможность проблемного изложения, дискуссии, диалога с целью активизации деятельности студентов; -тесная связь теоретических положений и выводов с практикой и будущей профессиональной деятельностью студентов. Семинарские занятия курса проводятся по узловым и наиболее важным темам, разделам учебной программы. Они построены как на материале одной лекции, так и на содержании нескольких лекции. При подготовке к семинарам предусмотрено при необходимости проведение консультаций для студентов. На подготовку к занятию студентам дается несколько дней, рекомендации о последовательности изучения литературы (учебники, учебные пособия, конспекты лекций, статьи, справочники, информационные сборники, статистические данные и др.). При подготовке к занятию возможно использование набора наглядных пособий и специального оборудования. Используемые критерии оценки ответов: -полнота и конкретность ответа; -последовательность и логика изложения; -связь теоретических положений с практикой; -обоснованность и доказательность излагаемых положений; -наличие качественных и количественных показателей; -наличие иллюстраций к ответам в виде рабочих тетрадей, с выполненными таблицами и схемами; -уровень культуры речи: -использование наглядных пособий и т.п. В конце занятия дается оценка всего семинарского занятия, где обращается особое внимание на следующие аспекты: -качество подготовки; -результаты выполненной работы; - степень усвоения знаний; -активность; -положительные стороны в работе студентов; -ценные и конструктивные предложения; -недостатки в работе студентов и пути их устранения. Одной из задач преподавателей, ведущих занятия по дисциплине «Физика и химия почв»» является выработка у студентов осознания важности, необходимости и полезности знания дисциплины для дальнейшей работы эколога. Методическая модель преподавания дисциплины основана на применении активных методов обучения. Принципами организации учебного процесса являются: - активное участие студентов в учебном процессе; - проведение практических занятий, определяющих приобретение навыков решения проблемы; - приведение примеров применения изучаемого теоретического материала к реальным практическим ситуациям. Используемые методы преподавания: лекционные занятия с использованием мультимедиа технологий; индивидуальные и групповые задания при проведении практических и занятий. Для более глубокого изучения предмета преподаватель предоставляет студентам информацию о возможности использования по разделам дисциплины Интернет-ресурсов, кафедральной библиотеки. Содержание занятий определяется календарным планом. При наличии академических задолженностей по практическим занятиям, связанных с их пропусками преподаватель должен выдать задание студенту в виде задач по пропущенной теме занятия. Для контроля знаний студентов по данной дисциплине необходимо проводить текущий и промежуточный контроль Текущий контроль выполняется в виде приема допусков и защит практических работ, устного опроса на семинарских занятиях. Промежуточный контроль проводится в виде зачета, на котором обсуждаются теоретические вопросы курса. Практическая часть зачитывается по результатам работ, выполненным в семестре. Примеры экзаменационных билетов МЕЖДУНАРОДНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДЫ, ОБЩЕСТВА И ЧЕЛОВЕКА «ДУБНА», ФИЛИАЛ «УГРЕША Специальность: « Экология и природопользование» Курс 2 семестр 4 Дисциплина: «Учение об атмосфере» Экзаменационный билет № 1 1. Атмосферное давление, единицы его измерения. Адиабатические процессы в атмосфере. Температура воздуха и ее изменения 2. Основные понятия учения об атмосфере: метеорология, климатология, атмосфера, погода, климат. Зав. кафедрой В.А. Абакумов МЕЖДУНАРОДНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДЫ, ОБЩЕСТВА И ЧЕЛОВЕКА «ДУБНА», ФИЛИАЛ «УГРЕША» Специальность: « Экология и природопользование» Курс 2 семестр 4 Дисциплина: «Учение об атмосфере» Экзаменационный билет № 2 1. Состав атмосферного воздуха у земной поверхности. Жидкие и твердые примеси в атмосферном воздухе. Уравнение состояния сухого воздуха. 2. Климатическая система. Глобальный и локальный климат. Климаты Земли и других планет. Климат большого города. Зав. кафедрой В.А. Абакумов МЕЖДУНАРОДНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДЫ, ОБЩЕСТВА И ЧЕЛОВЕКА «ДУБНА», ФИЛИАЛ «УГРЕША» Специальность: « Экология и природопользование» Курс 2 семестр 4 Дисциплина: «Учение об атмосфере» Экзаменационный билет № 3 1. Строение атмосферы: основные слои и их особенности. Озон и его роль в атмосфере. Основное уравнение статики атмосферы. 2. Влагооборот. Испарение и насыщение. Испаряемость и осадки, географическое распределение муссонов. Зав. кафедрой В.А. Абакумов