Учение об атмосфере - Тверской государственный университет

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Тверской государственный университет»
Факультет географии и геоэкологии
Кафедра физической географии и экологии
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета географии и
геоэкологии
Е.Р. Хохлова
_______________________________
« ____ » _________ 2013 г.
Рабочая программа дисциплины
Учение об атмосфере
Для студентов I курса
Направление подготовки
021000.62 ЭКОЛОГИЯ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ
Профиль подготовки
Геоэкология
Квалификация (степень)
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Обсуждено на заседании кафедры
« 23 » октября 2013 г.
Составитель:
к.ф.м.н., доцент Прокофьева Н.Б.
Протокол № 2 _________________
Зав.кафедрой О.А.Тихомиров_______
Тверь 2013
II. Пояснительная записка
1. Цели и задачи дисциплины
Учебный курс «Учение об атмосфере» ориентирован на изучение физических основ
процессов и явлений, происходящих в атмосфере.
Цели и задачи дисциплины состоят в изучении основных физических процессов и
явлений, происходящих в атмосфере; усвоении методов наблюдения за атмосферными
явлениями; в знакомстве с приборами для измерения основных метеохарактеристик, а
также с методами анализа и прогноза состояний атмосферы и погоды.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Учение об атмосфере» является обязательной дисциплиной базовой
части профессионального цикла. Курс базируется на предшествующем изучении таких
дисциплин, как «Математика», «Физика», «География». Содержательно она закладывает
основы знаний для освоения дисциплин «Геофизика» и «Гидрометеорологический
мониторинг».
3. Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы (144 часа).
4. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
Общекультурные компетенции (ОК):
- владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию
информации, постановке цели и выбору путей ее достижения ОК-1
Профессиональные компетенции (ПК):
Общенаучные компетенции в области "Геоэкология"
- знать основы учения об атмосфере (часть ПК-5).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
-знать фундаментальные основы физических процессов и явлений, происходящих
в атмосфере, вопросы климатообразования и проблемы изменения климата;
-уметь применять методы синоптического анализа и прогноза состояний
атмосферы и погоды;
-владеть основными методами измерения метеопараметров и наблюдения за
атмосферными явлениями .
5. Образовательные технологии
В процессе освоения дисциплины используются следующие образовательные
технологии, способы и методы формирования компетенций: традиционные лекция и
практическое занятие, проблемная лекция, метод малых групп, упражнения, коллоквиум,
подготовка
письменных
аналитических
работ,
выполнение
лабораторных
работ,
моделировании, составление различных видов обзоров, планов, сводных таблиц и схем,
написание рефератов, творческие задания. Предусмотрена летняя недельная практика.
6. Формы контроля
Формы контроля – устный и письменный контроль; виды контроля – лабораторные
работы, практические работы, контрольные работы, тесты, доклады; итоговый контроль –
экзамен.
III. Учебная программа
Содержание учебной программы дисциплины
ТЕМА 1. ВВЕДЕНИЕ
Атмосфера, погода, климат. Положение, как в системе наук, так и науках о Земле.
Наблюдение
и
эксперимент,
статистический
анализ,
физико-математическое
моделирование.
ТЕМА 2. 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. Газовые и аэрозольные примеси к
атмосферному воздуху, озон.
Плотность воздуха. Уравнения состояния. Газовая постоянная и молекулярная
масса сухого воздуха. Плотность влажного воздуха.
Основное уравнение статики атмосферы. Барометрическая формула. Приведение
давления к уровню моря.
ТЕМА 3. 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
рассеивание 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.
Суммарная радиация. Отражение радиации и альбедо. Поглощенная радиация.
Освещенность.
Излучения 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.
Различия в тепловом режиме на земном шаре.
ТЕМА 4. 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.
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. Температуры 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.
ТЕМА 5. 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 изменения с высотой.
Конденсация и сублимация в атмосфере. Ядра конденсации и замерзания.
Городские ядра конденсации.
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.
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.)
Электричество облаков и осадков. Гроза. Молния и гром.
Наземные гидрометеоры (роса, иней, изморось, 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.
ТЕМА 6. АТМОСФЕРНАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ
Циркуляция внетропических широт. Воздушные массы и их движение.
Трансформация воздушных масс. 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. 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 7. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ
Природа и свойства загрязняющих атмосферу веществ. Туманы и смоги.
Основы
теории
атмосферной
диффузии.
Основные
закономерности
распространения загрязняющих веществ в атмосфере. Расчет рассеивания промышленных
загрязняющих веществ.
Глобальное загрязнение атмосферы.
ТЕМА 8. 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.
Непреднамеренные
воздействия
человека
на
климат.
Изменение
деятельной
поверхности (сведение лесов, распахивание полей, орошение и обводнение, осушение,
лесоразведение и прочее) 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.
антропогенных воздействий на климат.
Оценка
глобальных
эффектов
IV. Рабочая учебная программа
Рабочая учебная программа
Наименование разделов и тем
Всего
Аудиторные
занятия
Лекции Практические
работы
1
Самостоятельная
работа
Введение.
Атмосфера, погода, климат. Положение как в
системе наук, так и в науках о Земле.
Наблюдение и эксперимент. Статистический
анализ, физико-математическое моделирование.
Воздух и атмосфера.
Строение атмосферы: основные слои и их
особенности.
Гомосфера
и
гетеросфера.
Тропосфера,
стратосфера,
мезосфера,
термосфера и пограничные слои между ними.
Ионосфера и экзосфера.
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. Газовые и аэрозольные примеси к
атмосферному воздуху. Озон.
1
5
2
1
2
Плотность воздуха. Уравнение состояния.
Газовая постоянная и молекулярная масса
сухого воздуха. Плотность влажного воздуха.
Основное уравнение статики атмосферы.
Барометрическая
формула.
Приведение
давления к уровню моря.
5
2
1
2
Адиабатические процессы в атмосфере. Сухо- и
влажноадиабатические изменения температуры
воздуха.
Псевдоадиабатический
процесс.
Аэрологическая диаграмма. Потенциальная
температура.
Типы
вертикального
распределения температуры.
5
2
1
2
Ветер.
Атмосферная
турбулентность.
Турбулентный обмен. Приземный слой и
планетарный пограничный слой. Атмосферная
диффузия и распространение примесей в
атмосфере.
5
2
1
2
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. Полная солнечная
радиация. Закон ослабления радиации в
атмосфере. Коэффициент прозрачности, фактор
мутности.
5
2
1
2
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.
5
2
1
2
Тепловой режим атмосферы.
5
2
1
2
4
2
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.
Годовая амплитуда температуры воздуха и
континентальность климата. Типы годового
хода температуры воздуха.
2
Изменчивость средних месячных и годовых
температур. Приведение температуры к уровню
моря.
Карты
изотерм.
Географическое
распределение температуры, влияние суши и
моря,
орографии
и
морских
течений.
Температура 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.
7
4
1
2
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.
6
3
1
2
4
2
5
2
Характеристика режима осадков. Суточный и
годовой ход осадков. Продолжительность и
интенсивность
осадков.
Географическое
распределение
осадков.
Характеристики
увлажнения. Засухи. Водяной баланс на земном
шаре. Снежный покров, его изменение и
климатическое значение. Метель.
Конденсация и сублимация в атмосфере. Ядра
конденсации и замерзания. Городские ядра
конденсации. 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.
2
1
2
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, град, крупа и др.).
Электричество облаков и осадков. Гроза.
Молния и гром. Наземные гидрометеоры (роса,
иней, изморозь, жидкий и твердый налет,
гололед). Обледенение самолетов.
7
2
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.
Роль циклонической деятельности в общей
циркуляции атмосферы. Центры действия
атмосферы и главные фронты.
7
3
Циркуляция внетропических широт. Воздушные
массы и их движение. Трансформация
воздушных масс. Возникновение фронтов.
Теплый, холодный фронты. Фронт окклюзии.
Фронт и струйное течение. Циклоны и
антициклоны, их возникновение, изменение
барического поля с высотой, эволюция,
перемещения, повторяемость. Эволюция полей
облачности в циклонах и антициклонах по
наблюдениям с искусственных спутников
Земли. Погода в циклонах и антициклонах.
7
2
1
4
4
1
4
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.
7
2
Загрязнение атмосферы.
Природа и свойства веществ, загрязняющих
атмосферу. Туманы и смоги.
4
2
2
Основы
теории атмосферной диффузии.
Основные закономерности распространения
загрязняющих веществ в атмосфере. Расчет
рассеивания промышленных загрязняющих
веществ.
Глобальное загрязнение атмосферы.
Климатообразование.
Климатическая система, глобальный и
локальный климат. Теплооборот, влагооборот и
атмосферная циркуляция как
климатообразующие процессы. Географические
факторы климата. Влияние географической
широты на климат. Изменения климата с
высотой: высотная географическая зональность.
Влияние распределения суши и моря на климат.
Континентальность климата, индексы
континентальности. Аридность климата, индекс
увлажнения. Орография и климат.
Океанические течения и климат. Влияние
растительного и снежного покрова на климат.
4
2
2
7
2
1
4
Микроклимат как явление приземного слоя
атмосферы. Влияние рельефа, растительности,
водоемов, зданий на микроклимат. Связь
иерархии климатов с иерархией физикогеографических единиц. Мезоклимат.
Непреднамеренные воздействия человека на
климат. Изменения деятельной поверхности
(сведение лесов, распахивание полей, орошение
и обводнение, осушение, лесоразведение и пр.)
и их последствия для климата.
6
2
1
3
1
4
Техногенное
увеличение
концентрации
углекислого газа и других радиационноактивных 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.
Подготовка к экзамену
ИТОГО
6
3
1
2
27
144
48
16
27
80
Занятия, проводимые в интерактивных формах
Тема
Лекции (час.)
Практические
Виды активных и
(час.)
интерактивных
форм
Ветер. Атмосферная
турбулентность. Турбулентный
обмен. Приземный слой и
планетарный пограничный
слой. Атмосферная диффузия и
распространение примесей в
атмосфере.
Годовая амплитуда
температуры воздуха и
континентальность климата.
2
4
Типы годового хода
температуры воздуха.
2
Оптические явления в облаках.
2
Электричество
облаков
и
осадков. Гроза. Молния и гром.
Наземные гидрометеоры (роса,
иней, изморозь, жидкий и
твердый
налет,
гололед).
Обледенение самолетов.
4
Фронт и струйное течение.
Циклоны и антициклоны, их
возникновение,
изменение
барического поля с высотой,
эволюция,
перемещения,
повторяемость.
Итого
2
2
4
2
16
8
Лекция
с
элементами беседы
Работа в малых
группах
Лекция
с
элементами беседы
Работа в малых
группах
Проблемная
лекция
Работа в малых
группах
Проблемная
лекция
Разбор конкретных
ситуаций
V. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации но итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ.
1.
Атмосфера, погода, климат. Метеорология и климатология. Положение, как в
системе наук, так и науках о Земле.
2.
Температура воздуха, температурные шкалы.
3.
Состав сухого воздуха у земной поверхности. Изменение состава воздуха с
высотой. Аэрозольные примеси к атмосферному воздуху, озон.
4.
Плотность воздуха. Уравнения состояния. Газовая постоянная и молекулярная
масса сухого воздуха.
5.
Основное уравнение статики атмосферы. Барометрическая формула.
6.
Адиабатические изменения состояния воздуха в атмосфере.
7.
Электромагнитная
и
корпускулярная
радиация.
Коротковолновая
и
длинноволновая радиация. Тепловое и лучистое равновесие Земли.
8.
Солнечная постоянная. Поглощение и рассеивание солнечной радиации в
атмосфере и связанные с ними явления.
9.
Прямая
солнечная
радиация.
Закон
ослабления
радиации
в
атмосфере.
Коэффициент прозрачности, фактор мутности.
10.
Суммарная радиация. Отражение радиации и альбедо. Поглощенная радиация.
Освещенность.
11.
Встречное излучение, эффективное излучение. Радиационный баланс земной
поверхности. Уходящая радиация. Планетарное альбедо Земли.
12.
Тепловой баланс земной поверхности. Различия в тепловом режиме почвы и
водоемов.
13.
Суточный и годовой ход температуры поверхности почвы. Слои постоянной
суточной и годовой температуры. Влияние растительного и снежного покровов на
температуру почвы.
14.
Суточный ход температуры воздуха и его изменения с высотой. Непериодические
изменения температуры воздуха. Междусуточная изменчивость температуры воздуха.
Заморозки.
15.
Типы годового хода температуры воздуха. Приведение температуры к уровню
моря.
16.
Географическое распределение температуры, влияние суши и моря, орографии и
морских течений.
17.
Конвекция, ускорение конвекции, стратификация атмосферы.
18.
Инверсии температуры и их типы.
19.
Влагооборот. Насыщение и испаряемость. Транспирация, суммарное испарение.
Скорость испарения. Географическое распределение испарения.
20.
Характеристики влажности воздуха. Суточный и годовой ход влажности воздуха,
ее географическое распределение и изменения с высотой.
21.
Конденсация и сублимация в атмосфере. Ядра конденсации и замерзания.
Городские ядра конденсации.
22.
Облака, микроструктура и водность облаков. Международная классификация
облаков. Генетические типы.
23.
Оптические явления в облаках.
24.
Условия образования туманов. Дымка, туман, мгла. Смог. Наземные гидрометеоры.
25.
Образование осадков, конденсация и коагуляция. Виды осадков, выпадающих из
облаков (дождь, морось, снег, крупа, град и др.)
26.
Электричество облаков и осадков. Гроза. Молния и гром.
27.
Снежный покров, его измерение и климатическое значение. Метель.
28.
Барическое поле. Горизонтальный барический градиент. Барические системы:
циклоны, антициклон, гребни, ложбины, седловины. Суточный и годовой ход давления.
29.
Ветер в атмосфере. Геострофический ветер. Градиентный ветер. Термический
ветер. Суточный и годовой ход ветра в приземном слое.
30.
Атмосферная циркуляция, основные понятия.
Планы и методические рекомендации по выполнению лабораторных работ и
практических занятий
Методические материалы и рекомендации для подготовки и контроля:
Волошина А.П., Евневич Т.В., Земцова А.И. Руководство к лабораторным занятиям по
метеорологии и климатологии/ Под ред. С.П. Хромова. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1975;
Лазарев О.Е., Лазарева О.С., Прокофьева Н.Б. Приземные карты погоды. Синоптический
анализ. Методические указания к лабораторным занятиям по курсу "Метеорология и
климатология". Тверь, 2005.
План лабораторно-практических и семинарских занятий:
2 семестр
1. Уравнение состояния сухого воздуха. Адиабатические процессы в атмосфере
(практическое занятие, задачи).
2. Приведение температуры и давления к уровню моря. Барометрическая формула,
барометрическое нивелирование (практическое занятие, задачи).
3. Конвекция, ускорение конвекции (практическое занятие, задачи).
4. Изучение годового хода и географического распределения температуры почвы
(климатический атлас).
5. Изучение годового хода и географического распределения испарения, испаряемости и
осадков (климатический атлас).
6. Влагооборот, влажность воздуха, (практическое занятие, задачи).
7. Облачность (лаб.-практ. занятие).
8. Основные приборы для измерения метеоэлементов (лабораторное занятие).
9. Приземные синоптические карты. Синоптический код КН-01 (лаб.-практ. занятие).
10. Составление и расшифровка метеорологических телеграмм (лаб.-практ. занятие).
11. Нанесение погоды вокруг кружка станции (лаб.-практ. занятие).
12. Анализ синоптической карты и прогноз синоптического положения (лаб.-практ.
занятие).
13. Силы, действующие в атмосфере на воздушные массы (практическое занятие, задачи).
14. Барическое поле, барические системы (практическое занятие).
15. Атмосферная оптика. Атмосферная акустика (практическое занятие, задачи).
16. Электрические явления в атмосфере (практическое занятие, задачи).
Самостоятельная работа студентов. Методические рекомендации по организации
самостоятельной работы студентов
Виды самостоятельной работы:
изучение некоторых тем разделов курса;
написание рефератов по курсу;
составление метеорологических телеграмм;
проведение первичного анализа приземных синоптических карт;
знакомство с методами прогнозирования погодных условий;
изготовление наглядных пособий.
Темы для самостоятельной работы (см. рабочую программу):
Газовые и аэрозольные примеси к атмосферному воздуху, озон.
Приведение давления к уровню моря.
Закон ослабления радиации в атмосфере. Коэффициент прозрачности, фактор мутности.
Освещенность.
Парниковый эффект. Уходящая радиация. Планетарное альбедо Земли.
Географическое распределение суммарной радиации и радиационного баланса земной
поверхности. Различия в тепловом режиме на земном шаре.
Различия в тепловом режиме почвы и водоемов.
Географическое распределение температуры, влияние суши и моря, орографии и морских
течений.
Температуры
широтных
кругов,
аномалии
температуры.
Температуры
полушарий и Земли в целом.
Географическое распределение туманов. Смог.
Географическое распределение осадков. Характеристики увлажнения. Засухи.
Эволюция полей
облачности
в
циклонах и
антициклонах по наблюдениям
с
искусственных спутников Земли. Погода в циклонах и антициклонах.
Тропические депрессии. Тропические циклоны.
Глобальное загрязнение атмосферы.
Рассеивание промышленных загрязняющих веществ.
Непреднамеренные воздействия человека на климат. Изменение деятельной поверхности
(сведение лесов, распахивание полей, орошение и обводнение, осушение, лесоразведение
и прочее) и их последствия для климата. Мезоклимат.
Техногенное увеличение концентрации углекислого газа и других радиационно-активных
газов, а также аэрозолей. Техногенное производство тепла.
Географическое распределение всех метеохарактеристик ─ температуры, давления,
испарения, испаряемости, радиационного баланса, облачности, осадков.
Оценка глобальных эффектов антропогенных воздействий на климат.
Рекомендуемые темы рефератов:
Маломасштабные вихри.
Приметы и предсказание погоды.
Молния
Торнадо.
Смерч.
Гало.
Миражи
Динамика атмосферы
Оледенение и биосфера
Снежные лавины.
Радуги.
Ураганы
Полярные сияния
Странные дожди.
Серебристые облака.
Оптические явления в атмосфере.
Рекомендуемая литература для самостоятельной работы - см. разделы основная
литература, дополнительная литература, интернет.
Методические материалы, обеспечивающие возможность самоконтроля и
систематического контроля преподавателя результативности изучения дисциплины
“Учение об атмосфере” находятся в методических рекомендациях по выполнению
лабораторных работ:
А.Ю.Щербаков. Метеорологические приборы и методы наблюдений. Метод.
указания к лаб. занятиям./Калинин , 1988.
А.П.Волошина, Т.В.Евневич, А.И.Земцова. Руководство к лабораторным занятиям
по метеорологии и климатологии./МГУ.-М. 1975.
Лазарев О.Е., Лазарева О.С., Прокофьева Н.Б. Приземные карты погоды.
Синоптический анализ. Методические указания к лабораторным занятиям по курсу
"Метеорология и климатология". Тверь, 2005.
В процессе самостоятельной работы студентам рекомендуется использовать ПК и
систему INTERNET для получения имеющейся информации и поиска литературы по
предложенным темам рефератов, контрольных работ и углубления знаний по курсу
«Учение об атмосфере».
Форма контроля: реферат, доклад, письменная работа.
VI. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
1. Макарова М. Г., Маршева Н. В., Станис Е. В. Учение об атмосфере. Учебное
пособие [Электронный ресурс] / М. Г. Маршева Н. В. Станис Е. В. ; Макарова
М. Г., Маршева Н. В., Станис Е. В. - Москва : Российский университет дружбы
народов,
2012.
-
60.
Режим
доступа:
http://www.biblioclub.ru/index.php?page=book&id=129020
2. Лазарев О.Е., Лазарева О.С., Прокофьева Н.Б. Приземные карты погоды.
Синоптический анализ. Методические указания к лабораторным занятиям по
курсу "Метеорология и климатология". Тверь, 2013.
б) Дополнительная литература:
1. Астапенко П.Д. Вопросы о погоде. Л., 1982.
2. Белов П.Н., Борисенков Е.П., Панин Б.Д. Численные методы прогноза погоды.
Л., 1989.
3. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. Л., 1985.
4. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения
атмосферы. Л., 1975.
5. Будыко М.И., Ронов А.Б., Яншин А.Л. История атмосферы. Л., 1985;
6. Волошина А.П., Евневич Т.В., Земцова А.И. Руководство к лабораторным
занятиям по метеорологии и климатологии/ Под ред. С.П. Хромова. М.: Изд -во
Моск. Ун-та, 1975.
7. Динамика атмосферы, облачность и теплообмен в тропиках/ Под ред. П.Н.
Белова, Б.А. Семенченко. Л., 1983.
8. Дроздов О.А., Григорьева А.С. Влагооборот в атмосфере. Л., 1963.
9. Исаев А.А. Статистика в метеорологии и климатологии. М., 1988.
10. Кислов А.В. Теория климата. Изд-во МГУ, 1989.
11. Кузнецова Л.П. Атмосферный влагообмен над территорией СССР. М., 1983.
12. Ку-Нан-Лиоу Основы радиационных процессов в атмосфере/ пер. с англ.
Л.,1984.
13. Марчук Г.И. Физика атмосферы и океана и проблемы прогноза погоды//
Метеорология и гидрология, 1976, № 10.
14. Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. Л., 1984.
15. Монин А.С. Прогноз погоды как задача физики. М., 1969.
16. Пальмен Э., Ньютон И. Циркуляционные системы атмосферы/ пер. с англ. Л.,
1980;
17. Петерсен С. Анализ и прогноз погоды/ пер. с англ. Л., 1961.
18. Полтараус Б.В., Кислов А.В. Климатология. М., 1986.
19. Физические основы теории климата и его моделирования/ пер. с англ./ под ред.
А.С. Монина. Л., 1977.
20. Харгривс Дж. К. верхняя атмосфера и солнечно- земные связи/ пер. с англ. Л.,
1982.
21. Хргиан А.Х. Физика атмосферы. Л., 1986.
3. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. М.: изд-во
Московского ун-та, 2004.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1.
Образовательный
геопортал
Тверского
государственного
университета
http://geoportal.tversu.ru Атлас Тверской области;
2. Национальный атлас России http://national-atlas.ru http://edc.tversu.ru Интернет-атлас.
3. ЭБС «Университетская библиотека онлайн» http://www.biblioclub.ru/ Макарова М. Г. ,
Маршева Н. В. , Станис Е. В. Учение об атмосфере. Учебное пособие.– М.: Российский
университет дружбы народов, 2012.– 60 с.
В процессе самостоятельной работы студентам рекомендуется использовать ПК и систему
INTERNET
для
получения
имеющейся
информации
и
поиска
литературы
по
предложенным темам рефератов, практических работ и углубления знаний по курсу
«Учение об атмосфере».
VII. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Наглядные пособия по курсу «Учение об атмосфере» представлены в виде
плакатов и раздаточного материала по основным изучаемым темам и разделам,
местонахождение - лаб. 116 и 215. Основная литература имеется в достаточном количестве в
библиотеке университета.
Приборы: термометры жидкостные и деформационные, почвенные, барометр-анероид,
гигрометры, психрометры, осадкомеры, анемометры чашечные, самописцы – термограф,
барограф, гигрограф, газоанализатор и др.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций
и
ПрООП
ВПО
по
направлению
022000.62
Экология
и
природопользование и профилю подготовки «Геоэкология» (квалификация (степень)
«Бакалавр»).