Радиозондирование атмосферы - Центральная Аэрологическая

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
Федеральное государственное бюджетное учреждение
"Центральная аэрологическая обсерватория"
(ФГБУ "ЦАО")
Утверждаю
Директор ФГБУ "ЦАО"
___________Ю. А. Борисов
"_18_" 12.
2014 г.
Рабочая программа дисциплины (модуля)
Радиозондирование атмосферы
подготовки кадров высшей квалификации,
направление подготовки 05.06.01 Науки о Земле
Г. Долгопрудный, 2014
2
Рабочая программа составлена на основании паспорта научной специальности 25.00.29
"Физика атмосферы и гидросферы", в соответствии с Программой-минимум кандидатского
экзамена по специальности 25.00.29 "Физика атмосферы и гидросферы", разработанной
экспертным советом Высшей аттестационной комиссии, Программой кандидатского экзамена,
утвержденной Ученым советом ФГБУ "ЦАО" 23.03.2004 г., протокол № 1 и Учебным планом
Основной образовательной программы высшего образования по направлению подготовки
05.06.01 Науки о Земле (уровень подготовки кадров высшей квалификации).
Составители рабочей программы: начальник научно-технического центра радиозондирования,
ктн Дубовецкий А.З., гл. аэролог Кац А.П.
Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании Ученого совета ФГБУ "ЦАО",
протокол № 5 от 11.12. 2014 г.
3
1. Цели и задачи дисциплины, ее место в системе подготовки обучающегося, требования к
уровню освоения содержания дисциплины
1.1.
Цели и задачи изучения дисциплины
Цель изучения дисциплины – формирование у
обучающихся углубленных
профессиональных знаний в области аэрологии.
Задачи дисциплины:
- сформировать у обучающихся представление об истории развития радиозондирования в
нашей стране;
- о научных исследованиях в области процессов измерений, обработки и взаимодействия
датчиков с окружающей средой, необходимых для развития аэрологической сети;
- подготовить
обучающихся к практическому
применению полученных знаний при
проведении конкретных исследований в области изучения атмосферы.
1.2. Требования к уровню подготовки обучающегося, завершившего изучение данной
дисциплины
Обучающиеся, завершившие изучение данной дисциплины, должны:
уметь применять вычислительную технику при радиозондировании атмосферы, использовать
возможности современных компьютеров применительно к задачам автоматизации
аэрологических измерений, использовать функции компьютеров в автоматизированных
аэрологических комплексах;
- знать об исследованиях физики свободной атмосферы, проводить аэрологические
измерения в соответствии с требованиями, сформулированными в нормативных документах
ВМО;
- знать об исследованиях, относящихся к физике атмосферы, а также о практическом
значении проводимых исследований в обеспечении прогнозов явлений в атмосфере (погода и
климат);
- владеть умением и навыками
самостоятельной научно- педагогической деятельности в
данной области.
1.3. Связь с предшествующими дисциплинами
Для успешного усвоения рабочей программы необходимы твёрдые знания физики и
математики в рамках вузовской подготовки.
1.4. Связь с последующими дисциплинами
Знания и навыки, полученные обучающимися при изучении данного курса, необходимы при
подготовке и написании диссертации по специальности "Физика атмосферы и гидросферы"
2. Содержание дисциплины
2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы (в часах и зачетных единицах)
Форма обучения - 1 год аспирантуры, вид отчётности – кандидатский экзамен
Вид учебной работы
Общий объем дисциплины по учебному плану
Аудиторные часы
Лекции
Практические занятия
Семинары
Самостоятельная работа
Общая трудоемкость дисциплины
Всего часов
72
54
36
18
18
2 з.е.
2.2 Лекционный курс
1. Предмет и задачи радиозондирования атмосферы.
Задачи, решаемые при радиозондировании атмосферы, и используемые для этого
измерительные средства. Параметры атмосферы, измеряемые при стандартном
радиозондировании атмосферы, особенности обработки и представления результатов
4
зондирования. Радиотехнические методы определения пространственных координат
радиозондов. Точность радиотехнических методов измерения координат радиозондов. Ошибки
измерения высоты подъема радиозонда угломериодальномерным методом.
2. Аэрологические системы радиозондирования и радиолокационные станции.
Аэрологические информационно-вычислительные комплексы.
Основные принципы
построения и алгоритмы работы аэрологического "МАРЛ-А".
Системы радиозондирования с использованием спутниковых навигационных систем.
2.4 Практические занятия –
Проведение температурно-ветрового радиозондирования
атмосферы при помощи комплекса АВК-1-МРЗ-3А, МАРЛ-А на Аэрологической станции
Долгопрудный.
3. Организация контроля
3.1 Контрольные работы - не предусмотрены
Итоговый контроль – сдача кандидатского экзамена
4. Научно-технические средства обучения и контроля, использование ЭВМ
Программные пакеты Microsoft Office, Open Office.
5. Материальное обеспечение дисциплины конференц-зал для чтения лекций с
использованием компьютерной системы, а также проекторы, принтеры, сканеры.
6. Литература
Основная литература
1. Азаров А.С., Азаров М.А., Кочин А.В. О корреляционном методе обработки
телеметрической информации в аэрологических системах радиозондирования. Научный
вестник МГТУГА, Серия Физика, № 18. 1999, с. 9–12.
2. Иванов В.Э., Фридзон М.Б., Ессяк С.П. Радиозондирование атмосферы. Технические и
метрологические аспекты разработки и использования радиозондовых измерительных средств.
Екатеринбург, Изд-во УрО РАН, 2004, 596 с.
3. Калинин Н.А., Толмачева Н.И. Дистанционное зондирование атмосферы. Пермь, 2007.
Черногор Л.Ф. Дистанционное зондирование (учебное пособие), изд-во ХНУ им. Каразина
В.Н., 2009.
5. Шишкин И.Ф. Теоретическая метрология: общая теория измерений – Ст-П., Питер, 2010.
6. Яковлев О.И. Спутниковый мониторинг Земли. Радиозатменный мониторинг атмосферы и
ионосферы. М., "Либроком", 2010.
7. Захаров А.И. Спутниковый мониторинг Земли. Радиолокационное зондирование
поверхностей, 2013.
8. Шовенгерд Р. Дистанционное зондирование. Методы и модели, 2013.
9. WMO GUIDE TO METEOROLOGICAL INSTRUMENTS AND METHODS OF BSERVATION
WMO-No. 8 (2008 edition, Updated in 2010)
Part I Chapter 12,13
Part II Chapter 3-10
Part III Chapter 1-4
http://www.wmo.int/pages/prog/www/IMOP/CIMO-Guide.html
Дополнительная литература
1.Алексеев В. Вычислительная техника и программирование. Москва, 1991.
2. Радиоприемные устройства. Под редакцией Фомина Н.М. М., Гидрометиздат, 1996
3. Кац А.П., Наумов А.Я., Иванов А.А., Кочеров С.А., Потемкин И.Г. Автоматизированная
система мониторинга качества функционирования аэрологической сети Росгидромета. Труды
научной конференции по результатам исследований в области гидрометеорологии и
мониторинга загрязнения природной среды в государствах-участниках СНГ. Санкт-Петербург,
23-26 апреля 2002 г., с. 88-89.
5
4. Иванов А.А. Разработка новых систем аэрологического зондирования атмосферы,
особенности их эксплуатации. Тезисы докладов Российско-Белорусской научно-практической
конференции. Москва, ноябрь 2000, с. 26.
5. Кац А.П. Анализ координатно-телеметрических данных современных систем
радиозондирования. Долгопрудный, 2010.
6. Блиновская Я.Ю. Введение в геоинформационные системы. М., Форум, 2013.
7. Захаров А.И., Яковлев О.И., Смирнов В.М. Спутниковый мониторинг Земли.
Радиолокационное зондирование поверхности. – М., КРАСАНД, 2012. 248 с.
Информационные материалы и нормативные документы Росгидромета.
Научная литература, приобретенная обучающимися на получаемые ежегодные пособия в
форме целевых субсидий.
Журналы
Известия вузов "Радиофизика"
"Радиофизика"
"Метеоспектр"
"Метеорология и гидрология"
"Стандарты и качество"
"Мир измерений"
«Приборы и техника эксперимента»
Информация, размещенная в Интернете.
Интернет-ресурсы
http://elibrary.ru - научная электронная библиотека
http://www.lib.msu. su – Каталог Научной библиотеки МГУ
http://www.rsl.ru/r_resl.htm - Каталог Российской государственной библиотеки
и др. информация, размещенная в Интернете.
7. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
По мере освоения лекционного курса предусмотрена самостоятельная работа обучающихся,
что позволяет углубить и закрепить теоретические знания. В ходе изучения дисциплины
используются доступные достижения научно-технического прогресса в данной области.
Для изучения и освоения программного материала по дисциплине должны быть использованы
учебная, научная, справочная и другая литература, рекомендуемая настоящей программой.