УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ПОДГОТОВКИ МАГИСТРА ПО НАПРАВЛЕНИЮ

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
СДМ.В.01 ГЛОБАЛЬНЫЕ КЛИМАТЫ ЗЕМЛИ
ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
ПОДГОТОВКИ МАГИСТРА ПО НАПРАВЛЕНИЮ
540100 ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
540103 ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Утверждено на заседании
кафедры географии ЕГФ
(протокол № 13 от 4 мая 2010 г.)
Зав. кафедрой _________Орел Г.Ф.
Утверждено на заседании Совета ЕГФ
(протокол № 9 от 17 июня 2010 г.)
Председатель ____________________
В.А. Подковыров
Курс: 1
Семестр: 2
Форма обучения: очная
Количество часов на дисциплину: 75 час, из них
Аудиторные: 24;
Самостоятельная работа: 51
Пояснительная записка. По данным о прошлом Земли известно, что
климат изменяется в широких временных масштабах. За последние 500 тыс.
лет ледниковые и межледниковые периоды чередовались через интервалы
около 100 тыс. лет. Во время последнего ледникового максимума 20 тыс. лет
наззад ледниковые щиты покрывали
большую площадь континентов
особенно Северной Америки, Евразии. В интервал времени 1300 – 1800 лет
имел место малый ледниковый период и последующее межледниковье.
Интерес к происходящим климатическим процессам в последнее время
определяется температурным трендом небольшого периода, главным
образом северного полушария.
Климатические колебания оказывают существенное влияние на
динамику природных процессов, деятельность человека, экономику.
Цель дисциплины. Изучить характер изменения климата на
протяжении геологической истории Земли. Рассмотреть временные рамки
возможных причин климатических вариаций, показать методы, позволяющие
оценить степень и масштаб этих изменений, влияние климата на изменение
природных условий.
Задачи:
– дать студентам знания основных механизмов формирования климата.
– сформировать представления о глобальных временных интервалах
климатических периодов.
– показать особенности изменения климата различных геологических эпох.
– научить понимать причины и следствия климатических вариаций.
Принципы отбора содержания курса и организация учебного процесса
Программа построена с учетом следующих принципов:
– достоверности и научности представленного материала.
– актуальности на сегодняшний день предлагаемой информации.
– информационной доступности.
Содержание дисциплины
Введение. Понятие глобального климата, мониторинг климата и
международные
климатические
программы
ВМО
(Всемирной
метеорологической организации).
I. Климатическая система.
Составляющие климатической системы. Атмосфера, её состав и
строение физические параметры, процессы, происходящие в атмосфере, её
теплосодержание и водный режим. Океан, объем и масса Океана,
теплофизические свойства, водный баланс и динамика вод. Криосфера, её
структура, снежный покров, ледники и лед Мирового Океана, водоемы,
вечная мерзлота планеты. Суша, земная кора, характеристика поверхности
суши, рельеф, разбегание и объединение материков, рисунок планеты во
времени, соотношении площадей Океана и суши за длительный период.
Биосфера –– биомасса, характеристика распределения и видовой состав
растительных сообществ, плотность органического вещества, зоны и
границы жизни на Земле.
Основные взаимосвязи в климатической системе и временные
масштабы возможных причин климатических изменений. Характер
тепловлагооборота и глобальной циркуляции в пределах этих временных
изменений. Прямые и обратные связи составляющих климатической
системы. Вариации этих всязей в переделах 100 и 109 лет.
2. Климатообразующие процессы и географические факторы
климата.
Основные климатообразующие процессы: теплооборот, влагооборот и
циркуляция атмосферы. Теплооборот –– сложный процесс получения,
передачи, переноса и потери тепла в системе «земля – атмосфера», основные
характеристики этих потоков и их количественное соотношении в разные
периоды истории земли. Влагооборот –– механизм постоянного оборота
воды на планете, условия, определящие протекание этого оборота.
Атмосферная циркуляция –– горизонтальное перемещение воздушных масс
результат перераспределения тепла и соответственно давления. Масштабы
горизонтальных атмосферных движений. Общая циркуляция атмосферы и её
элементы.
Астрономические факторы формирования климата. Астрономические:
Светимость Солнца, причины вызывающие изменение светимности солнца,
периодичность этого явления. Положение и движение Земли в Солнечной
системе, изменение расстояния от Земли до Солнца в разные периоды
истории Земли, влияние этого на поток солнечной радиации.Наклон оси
вращение Земли к плоскости орбиты –– изменение эксцентриентета земной
орбиты и угла наклона плоскости земного экватора к плоскости орбиты или
угла наклона земной оси, прецессия орбиты.
Особенности инсоляции и значение солнечной постоянной с учетом
изменения астрономических факторов. Солнечная активность. Механизм
влияния солнечной активности на атмосферу и возможность увеличения
теплосодержания стратосферы через увелечение содержания О3.
Географические факторы. Размер и масса Земли и определяемые
этими параметрами гравитационное поле планеты (величина силы тяжести).
Масса и состав атмосферы, их зависимость от формы и размера планеты и
роль в структуре и распределении солнечной радиации. Географический
рисунок планеты (перераспределения суши и моря) и изменение этого
соотношения во времени и пространстве, рельеф и характер поверхности
суши и дна океана, масса и состав Океана, влияние географических факторов
на изменение поступления и поглощения солнечной радиации.
3. Методы исследования и восстановления климатов прошлого.
Геологические показатели климатических изменений –– осадочные
породы, их химический состав, физические свойства, особенности залегания.
Возможная реконструкция прошлых климатов периода докембрия.
Использование палеонтологических и палеоботанических признаков –
показатель условий климата в фанерозое. Спорово – пыльцевой анализ и его
возможность расшифровки климата. Изотонный метод (соотношение
изотопов кислорода 18 О/ 16О в карбонатных остатках). Радиоуглеродный
метод и др.
4. Климат Земли в разные геологические эпохи.
Климат в докембрии (4.65 млрд –– 570 млн лет назад) и его
характеристика.
Климат Фанерозоя –– 570 млн. лет назад. Характеристика климата на
начало палеозоя (кембрийский период); в силуре (440 млн. лет назад); в
триасовом периоде (230 млн. лет назад), в меловой период (135 млн. лет
назад); в кайнозойскую эру (65 млн. лет назад).
Изменение климата в плейстоцене (1.5 млн. лет назад) ледниковый
климат. Оледенение Гюнц (Небраска) 1.2 – 1.0 млн. лет назад; гюнц ––
миндельское потепление (1.0 – 0.76 млн. лет назад); оледенение миндель
(около 790 – 580 тыс. лет назад); миндель – рисское межледниковое (585 –
350 тыс лет назад) –– самое теплое время плейстоцена; рисский ледниковый
период (350 – 170 (130) тыс. лет назад; рисс – вюрмское межледниковье (245
– 115 (117) тыс. лет назад); последнее вюрм – висла (Европа), Валдайское и
зырянское (Россия) или висконсинское (С. Америка) оледенение (115 – 17
тыс. лет назад).
Климат позднеледниковья и голоцена (17 тыс. лет назад). Периодизация
изменений климата в голоцене.
Изменение климата в историческое время. Характеристика климата в
первые столетия нашей эры, сухой и теплый климат IV – VIII вв н.э., малый
климатический оптимум VIII – XIII вв. н.э., малый ледниковый период до
середины XIX в. н.э.
Климат периода инструментальных наблюдений (1861г. – наше
время). Характеристика изменения температуры и осадков в разных широтах
северного и южного полушарий. Климат высоких широт северного
полушария.
5. Антропогенное изменения климата.
Глобальные процессы, связанные с хозяйственной деятельностью
человека, оказывающие влияние на климат. Распахивание земель,
вызывающее изменение альбедо, уничтожение тропических лесов умеренных
широт северного полушария, перевыпас скота и переход степных зонв
саванны и пустыни, сжигание ископаемого органического топлива и
поступление в атмосферу СО2 и СН4, выброс в атмосферу промышленных
отходов, меняющих состав атмосферы, парниковый эффект. Сценарий
изменения глобального климата в результате широкомасштабной ядерной
войны.
Основная литература
1. Семенченко Б.А. Физическая метеорология: учебник / Б. А. Семенченко. М.: Аспект Пресс, 2002. - 416 с.
Дополнительная литература
1. Борзенкова И.Н. Изменение климата в кайнозое. СПб.: Гидрометеоизд,
1992.
2. Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. Л., 1980.
3. Зубаков В.А. Глобальные климатические события плейстоцена. Л., 1986.
4. Кислов А.В. Климат в прошлом, настоящем и будущем. М., МАИК.
«Наука», 2001.
5. Климатология /Под. ред. О.А. Дроздова, Н.В. Кобышевой. Л., 1989
6. Матвеев Л.Т. Физика атмосферы. СПб.: Гидрометеоиздат, 2000.
7. Хргиан А.Х. Физика атмосферы. М., 1986.
8. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. М., Изд – во
МГУ, Изд – во Наука, 2006.