Учение об атмосфере - Российский государственный аграрный

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ –
МСХА имени К.А. ТИМИРЯЗЕВА»
(ФГБОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)
Факультет __Агрономический_______________
Кафедра __ Земледелия и агрометеорологии ______
УТВЕРЖДАЮ:
Проректор по организации и
развитию учебной деятельности
проф. ____________ С.В. Золотарев
“____”______________2012 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
УЧЕНИЕ ОБ АТМОСФЕРЕ
для подготовки бакалавров по профилю «Экология»
ФГОС ВПО 3-го поколения
Направление 022000. 62 «Экология и природопользование»
Курс II
Семестр 3
Москва 2012
Составители: ___Белолюбцев А.И., д.с.х.н., проф.___________________
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
«__» ________ 2012 г.
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины
блока Б3.Б.2.1 студентам очной формы обучения.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по
направлению подготовки__022000.62 «Экология и природопользование».
Программа обсуждена на заседании кафедры
Зав. кафедрой
Мазиров М.А., д.б.н., проф._________________________
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
(подпись)
«__» ________ 2012 г.
Рецензент _______ Исмайылов Г.Х, д. техн. наук, проф._______________
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
Проверено:
Начальник отдела менеджмента
качества образования
(подпись)
______________ Л.А. Ефимова
(подпись)
Начальник отдела
разработки и обеспечения
образовательных программ УМУ
______________ Л.М. Сашина
(подпись)
2
Согласовано:
Декан факультета_____Наумов В.Д., д.б.н., проф._______________________
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
(подпись)
«__» ________ 2012 г.
Программа обсуждена на заседании Ученого совета факультета
почвоведения, агрохимии и экологии, ______________ протокол № ______
Секретарь ученого совета факультета почвоведения, агрохимии и экологии
Игнатьева С.Л. _________________________________________________
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
(подпись)
«__» ________ 2012 г.
Программа принята учебно-методической комиссией по направлению
подготовки 022000.62 «Экология и природопользование» протокол № ______
(направление)
Председатель учебно-методической комиссии Васенев И.И., д.б.н., проф.___
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
(подпись)
«__» ________ 2012 г.
Заведующий выпускающей кафедрой Васенев И.И., д.б.н., проф._________
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
(подпись)
«__» _______ 2012 г.
Отдел комплектования ЦНБ
_______________Е.А. Комарова
(подпись)
Копия электронного варианта получена:
Начальник отдела поддержки
дистанционного обучения УИТ
______________ И.Н. Батура
(подпись)
3
Оглавление
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ ............................................................................................................... 5
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ .................................................................................. 5
3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ ........................................................................................................................................................ 6
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ........................................................................................ 7
4.1. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ ДИСЦИПЛИНЫ ПО ВИДАМ РАБОТ И СЕМЕСТРАМ ......................................... 7
4.2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ............................................................................................................................. 8
4.3. ЛАБОРАТОРНЫЕ-ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ .................................................................................................... 11
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ......................................................................................................... 13
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ.
ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,
ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ ............................. 14
6.1. ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ................................................... 14
6.2. КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ/ ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ/ РЕФЕРАТЫ ....................................................................... 15
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ........... 19
7.1. ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА ................................................................................................................................. 19
7.2. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА ..................................................................................................................... 19
7.3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ, РЕКОМЕНДАЦИИ И ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ К ЗАНЯТИЯМ ...................................... 19
7.4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСЫ.................................................................................... 19
8. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ, УМЕНИЙ, НАВЫКОВ И ЗАЯВЛЕННЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ...... 20
9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ................................................ 21
4
1. Цели освоения дисциплины
Целью
изучения дисциплины «Учение об атмосфере» является
освоение студентами теоретических и практических знаний, приобретение
умений и навыков в области экологии и природопользования для понимания
сущности основных явлений и процессов, происходящих в атмосфере, а
также лимитирующих факторов климата и их влияние на природу.
Современная
экология
ориентирована
на
урегулирование
взаимоотношений человечества с окружающей средой, где важнейшей ее
составляющей является атмосфера. Для понимания глобальных
экологических проблем (парниковый эффект, проявления глобального
потепления, истощение озонового слоя, загрязнение атмосферного воздуха и
т.п.) необходимы знания о составе, свойствах и строении атмосферы,
физических и химических процессах в ней протекающих, об условиях
формирования климата Земли и его изменении.
2. Место дисциплины в учебном процессе
Дисциплина «Учение об атмосфере» включена в обязательный
перечень ФГОС ВПО, в цикл профессиональных дисциплин базовой части.
Реализация в дисциплине «Учение об атмосфере» требований ФГОС ВПО,
ООП ВПО и Учебного плана по направлению 022000.62 «Экология и
природопользование».
Предшествующими курсами, на которых непосредственно базируется
дисциплина «Учение об атмосфере» являются география, физика,
математика.
Дисциплина «Учение об атмосфере» является основополагающей для
изучения следующих дисциплин: Основы природопользования, Экология,
Охрана окружающей среды и рациональное использование природных
ресурсов, Экология и охрана природы, Ландшафтоведение и др.
Дисциплина является важной составной частью метеорологии, в
задачи которой входят: повсеместные и непрерывные метеорологические
наблюдения за атмосферой; обобщение и изучение материалов наблюдений
с целью установления причин изменений метеорологических элементов и
явлений погоды, установление законов, управляющих их развитием;
разработка методов предсказания погоды; обеспечение отраслей народного
хозяйства информацией о текущем состоянии погодных условий, их
прогнозирование на будущее.
При освоении дисциплины особое внимание уделяется атмосфере и
атмосферному воздуху (строение атмосферы, радиация в атмосфере,
тепловой режим, циркуляция атмосферы, атмосферное давление,
температура и состав сухого воздуха, водяной пар и его характеристики,
изменение состава воздуха с высотой, атмосферные примеси, озон и др.).
Специалистам в области природопользования необходимо уметь
эффективно использовать ресурсы климата в различных областях своей
деятельности. Для этого им необходимо знать физические основы явлений и
процессов, происходящих как в атмосфере в целом, так и в приземном слое.
5
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины
Дисциплина должна формировать следующие компетенции:
ПК-5 - знать основы учения об атмосфере, о гидросфере, о биосфере и
ландшафтоведении;
ПК-7 - знать теоретические основы экологического мониторинга,
нормирования и снижения загрязнения окружающей среды, техногенных
систем и экологического риска; обладать способностью к использованию
теоретических знаний в практической деятельности;
ПК-13 - знать теоретические основы геохимии и геофизики
окружающей среды, владеть методами геохимических и геофизических
исследований;
владеть
методами
общего
и
геоэкологического
картографирования.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
 процессы и факторы формирования климата, классификацию
климатов, тенденции изменения климата в глобальном и региональном
аспектах;
 основные закономеpности pадиационного и теплового pежима
атмосфеpы Земли;
 сущность основных метеорологических факторов и физических
процессов, происходящих в атмосфере;
Уметь:
 проводить метеорологические наблюдения за солнечной радиацией,
температурой, влажностью воздуха и почвы, давлением атмосферы,
осадками, направлением и скоростью ветра;
 использовать теоретические знания на практике, применять
метеорологическую информацию для оценки состояния природной среды;
 составлять метеорологические прогнозы и расчеты, анализировать
метеорологические условия;
 применять имеющиеся знания при изучении других дисциплин.
Владеть:
 понятийным аппаратом изучаемой дисциплины;
 навыками работы с метеорологическими приборами и проведения
метеорологических наблюдений;
 методами оценки ресурсов климата, применяемыми в области
природопользования.
Контроль знаний студентов
промежуточной аттестации.
проводится
6
в
форме
текущей
и
Текущая аттестация студентов – оценка знаний и умений проводится
постоянно на лабораторно-практических занятиях с помощью контрольных
работ, оценки самостоятельной работы студентов, включая реферат, а также
на контрольной неделе.
Промежуточная аттестация студентов проводится в форме итогового
контроля – зачета.
4. Структура и содержание дисциплины
4.1. Распределение трудоемкости дисциплины по видам работ и семестрам
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 2 зач.ед. (72 часа), их
распределение по видам работ и семестрам представлено в таблице 1.
Таблица 1
Распределение трудоемкости дисциплины по видам работ и семестрам
Трудоемкость
Вид учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины по
учебному плану
Аудиторные занятия
Лекции (Л)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (СРС)
в том числе:
консультации
реферат
самоподготовка к текущему контролю знаний
самостоятельное изучение дисциплины
Вид контроля:
зачет
7
зач.
ед.
час.
в т.ч. по
семестрам
2,0
72
72
1,0
36
18
18
36
36
18
18
36
0,25
2
10
6
9
9
2
10
6
9
9
1,0
№3
4.2. Содержание дисциплины
Раздел 1. «Земная атмосфера как среда обитания. Тепловые
процессы»
Тема 1. Общие сведения о воздушной оболочке Земли. Состав и
строение атмосферы. Загрязнение атмосферы и меры борьбы
Строение и свойства атмосферы Земли. Деление атмосферы по слоям
на основании вертикального хода температуры (тропосфера, стратосфера,
мезосфера, термосфера, экзосфера). Гомосфера, гетеросфера, ионосфера,
магнитосфера. Состав атмосферы Земли и других планет. Газовый состав
приземного слоя воздуха. Современные изменения в газовом составе.
Проблемы «озоновых дыр» и парникового эффекта. Загрязнения атмосферы.
Природные
и
антропогенные
источники.
Аэрозоли.
Влияние
метеорологических условий на распространение загрязнений. Контроль
загрязнений атмосферы. Киотский протокол об ограничении выбросов в
атмосферу. Система мер борьбы с загрязнением атмосферы.
Тема 2. Радиационный режим атмосферы
Лучистая энергия Солнца. Строение Солнца. Солнечная постоянная.
Виды солнечной радиации. Прямое солнечное излучение. Спектральный
состав и его биологическое значение. Отраженная радиация. Альбедо
подстилающей поверхности (вода, суша), облаков и Земли как планеты.
Излучение земли и атмосферы. Уравнение радиационного баланса.
Пути ослабления солнечной радиации в атмосфере. Атмосферные окна
прозрачности. Функции поглощения атмосферных газов. Рассеяние и
поглощение света частицами и молекулами. Релеевское рассеяние.
Зависимость количества рассеянной радиации от длины волны и объёма
частицы. Молекулярное рассеяние. Оптические явления на каплях и ледяных
кристаллах (ореол, дифракционные венцы, гало, радуга). Аэрозольное и
молекулярное ослабление света в реальной атмосфере, зависимость
коэффициента ослабления от длины волны.
Тема 3. Тепловое состояние атмосферы
Тепловой режим приземного слоя атмосферы. Теплообмен в
атмосфере. Изменение температуры воздуха с высотой. Вертикальный
градиент температуры (ВГТ). Температурная стратификация. Суточный ход
температуры воздуха в пограничном слое атмосферы. Термический режим
основных слоев атмосферы. Влияние человека на энергетику атмосферы.
Факторы теплового режима атмосферы. Лучистые притоки энергии
(поглощение солнечного излучения, перенос собственного излучения
атмосферы). Притоки тепла, обусловленные горизонтальными (адвекция) и
вертикальными упорядоченными движениями в атмосфере; адиабатическое
приближение в теплом режиме атмосферы. Притоки энергии за счет
8
фотохимических процессов. Тепловой эффект фазовых переходов воды.
Приток тепла за счёт молекулярной и турбулентной теплопроводности.
Взаимодействие атмосферы с подстилающей поверхностью.
Радиационный и тепловой баланс систем подстилающей поверхности
атмосферы
и
системы
земля-атмосфера.
Типы
теплообмена.
Теплофизические свойства почвы. Суточный и годовой ход температуры
почвы. Законы Фурье. Зависимость температуры почвы от рельефа, растительности, снежного покрова.
Раздел 2. «Атмосферная
влага. Циркуляция
Неблагоприятные гидрометеорологические явления»
атмосферы.
Тема 4. Атмосферная влага. Круговорот воды в природе
Круговорот воды в природе. Вода в атмосфере. Фазовые переходы
воды в атмосфере. Характеристики влажности воздуха. Суточный и годовой
ход. Распределение влажности в атмосфере с высотой. Сухо- и
влажноадиабатические процессы и соответствующие им градиенты
температуры. Испарение с поверхности воды, почвы, растений.
Испаряемость. Конденсация водяного пара. Ядра конденсации. Продукты
конденсации.
Процессы образования облаков и туманов и классификация их по
генетическому признаку. Общая постановка задачи возникновения и
развития облаков. Механизм образования осадков из водяных и смешанных
облаков. Осадки, месячный и годовой ход, географическое распределение.
Снежный покров и его климатическое значение. Снежные мелиорации.
Активные воздействия на облака и туманы. Физические механизмы
воздействия и их практическая реализация. Способы стимулирования
термической конвекции. Газовое электричество. Заряды облачных капель и
осадков. Пространственное распределение зарядов в грозовом облаке.
Грозовые разряды, молния и механизмы её развития.
Тема 5. Атмосферная циркуляция
Силы действующие в атмосфере. Суточный ход давления. Барическая
ступень. Формула Бабине. Общая циркуляция атмосферы. Зональность
общей циркуляции в связи с зональным распределением давления. Западные
воздушные течения в тропосфере умеренных широт и восточные воздушные
течения в тропиках. Струйные течения. Роль циклонической деятельности в
общей циркуляции атмосферы. Центры действия атмосферы и главные
фронты. Воздушные массы, их перемещения и трансформация. Фронты
(теплый, холодный, окклюзии). Замкнутые барические системы – циклоны и
антициклоны. Особенности погоды в различных барических системах. Ветер
и кинематика воздушных течений. Ветер в пограничном слое атмосферы.
Роза ветров. Глобальные воздушные течения. Пассаты. Муссоны.
Экваториальная зона западных ветров. Тропические циклоны. Местные
ветры. Прогноз погоды и виды прогнозов. Синоптическая карта.
9
Тема 6. Неблагоприятные (опасные) гидрометеорологические
явления
Неблагоприятные метеорологические условия теплого периода года.
Засухи
и
суховеи,
причины
возникновения.
Нормативные
агрометеорологические показатели засух и суховеев. Пыльные бури.
Современные средства борьбы с засушливыми явлениями.
Понятие и классификация ЧС. Методика оценки ЧС природного
происхождения.
Заморозки. Типы заморозков и условия их возникновения. Влияние
местных условий на интенсивность заморозков. Методы прогноза и защиты
сельскохозяйственных культур от заморозков. Нормативные показатели
критических температур повреждения основных сельскохозяйственных
культур заморозками.
Неблагоприятные метеорологические условия зимнего периода.
Раздел 3. «Основы климатологии»
Тема 7. Климат. Климатическая система
Современное представление о климате. Климатообразующие факторы.
Климаты Земли. Классификация климатов по Л.С. Бергу. Генетическая
классификация климатов Б.П. Алисова. Экваториальный климат. Климат
тропических муссонов. Тропические климаты. Субтропические климаты.
Климаты умеренных широт. Субполярный климат. Климат Арктики. Климат
Антарктики.
Дифференциация климата: микроклимат, климат почвы и фитоклимат и
др. Климат города, леса, гор. Мелиорация микроклимата.
Климатическая система и условия ее формирования.
Тема 8. Современные изменения и колебания климата
Современные изменения и колебания климата Земли. Глобальное
потепление - анализ, причины и прогнозы на будущее. Естественные и
антропогенные факторы изменения климата. Киотский протокол.
Природа парникового эффекта. Парниковые газы и аэрозоли. Влияние
изменений климата на состояние природной среды и природопользование.
Адаптация к меняющемуся климату.
10
4.3. Лабораторно-практические занятия
Таблица 2
Содержание занятий и контрольных мероприятий
№ и название лабораторнопрактических занятий с указанием
контрольных мероприятий
Вид
контроль
ного
мероприя
тия
Колво
часов
№
п/п
№ раздела, темы
1
Раздел 1. Земная атмосфера как среда обитания. Тепловые
процессы
Тема 1. Общие Работа № 1. Строение атмосферы
защита
сведения о
Земли;
работ
воздушной
Работа № 2. Состав атмосферы
оболочке
Земли
Земли. Состав и
строение
атмосферы.
7
3
Тема 2.
Радиационный
режим
атмосферы
Работа № 3.
Измерение солнечной радиации
(пиранометр).
Работа № 4.
Измерение солнечной радиации
(походный альбедометр).
защита
работ
2
4
Тема 3.
Тепловое
состояние
атмосферы
Работа № 5.
Измерение температуры почвы
(термометры: срочный,
минимальный, максимальный,
коленчатые, походный, вытяжные )
Работа № 6.
Измерение температуры воздуха
(термометры: психрометрический,
минимальный, максимальный,
термограф)
защита
работ
2
5
Контрольная работа 1
1
6
Раздел 2. Атмосферная влага. Циркуляция атмосферы.
Неблагоприятные гидрометеорологические явления
Тема 4.
Работа 7а ,7б, 8.
Атмосферная
Измерение влажности воздуха
защита
влага.
(психрометр станционный,
работ
Круговорот
психрометр аспирационный,
воды в природе. гигрометр волосной)
8
2
7
11
2
3
№
п/п
№ раздела, темы
№ и название лабораторнопрактических занятий с указанием
контрольных мероприятий
Работа 9.
Измерение осадков (осадкомер
Третьякова)
Работа 10.
Измерение плотности снега и
запасов воды (весовой снегомер,
маршрутная снегомерная рейка)
8
9
10
11
12
13
Вид
контроль
ного
мероприя
тия
Колво
часов
1
защита
работ
Контрольная работа 2
1
Тема 5.
Атмосферная
циркуляция
2
Работа 11.
Измерение давления воздуха
(барометр - анероид)
Работа 12.
Измерение скорости и направления
ветра (флюгер Вильда, анемометр).
Роза ветров.
Тема 6.
Работа 13.
Неблагоприятн Прогноз заморозков
ые (опасные)
(по способу Михалевского)
гидрометеороло
гические
явления
Раздел 3. Основы климатологии
Тема 7. Климат. Работа 14.
Климатическая Оценка континентальности
система
климата
Контрольная работа 3
защита
работ
1
защита
работ
3
1
защита
работ
2
ИТОГО
18
12
5. Образовательные технологии
Таблица 3
Активные и интерактивные формы проведения занятий
№
п/п
Активные и
интерактивные
формы
№ и название
лекции
№ и название
практического
занятия
1
Практическое
занятие с
индивидуальным
заданием
-
Работа 12. Измерение
скорости и направления
ветра (флюгер Вильда,
анемометр). Роза
ветров.
2
Разбор
конкретной
ситуации
-
Работа 13. Прогноз
заморозков
(по способу
Михалевского)
3
Деловая игра
-
Работа 14.Оценка
континентальности
климата
13
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
6.1. Перечень вопросов для самостоятельного изучения дисциплины
Таблица 4
Перечень вопросов для самостоятельного изучения дисциплины
№
№
раздела
п/п
и темы
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Перечень рассматриваемых вопросов для самостоятельного
изучения
Раздел 1
Тема 1 Современные изменения в газовом составе атмосферы.
Контроль
загрязнений
атмосферы.
Загрязнения
атмосферы. Природные и антропогенные источники.
Аэрозоли. Система мер борьбы с загрязнением
атмосферы.
Тема 2 Оптические явления на каплях и ледяных кристаллах
(ореол, дифракционные венцы, гало, радуга и др.).
Тема 3 Зависимость
температуры
почвы
от
рельефа,
растительности, снежного покрова.
Подготовка к контрольной работе 1
Раздел 2
Тема 4 Круговорот воды в природе. Снежный покров и его
климатическое значение. Грозовые разряды, молния и
механизмы её развития.
Тема 5 Ветер и кинематика воздушных течений. Ветер в
пограничном слое атмосферы. Роза ветров. Пассаты.
Тропические муссоны. Местные ветры.
Тема 6 Заморозки. Нормативные показатели критических
температур
повреждения
основных
сельскохозяйственных культур заморозками.
Подготовка к контрольной работе 2
Раздел 3
Тема 8 Природа парникового эффекта. Парниковые газы и
аэрозоли. Киотский протокол.
Подготовка к контрольной работе 3
ВСЕГО
Реферат «Климатическая
района»
Подготовка к зачету
Кол-во
часов
2
1
1
2
1
2
1
2
1
2
15
и
агроклиматическая
характеристика
10
9
34
ИТОГО
14
6.2. Контрольные работы/ лабораторные работы/ рефераты
Примеры типичных работ, заданий и основные вопросы, связанные с
их выполнением:
Работа 3
Измерение солнечной радиации
(пиранометр)
Задание:
1. Провести измерения рассеянной и суммарной радиации пиранометром.
2. Рассчитать прямую радиацию, поступающую на деятельную поверхность.
3. Результаты наблюдений и расчетов занести в таблицу 3.1 и 3.2.
Таблица 3.1
Измерение солнечной радиации пиранометром
Место нуля
гальванометра
N0′
N0″
Рассеянная радиация
(с экраном)
N0′+ N0″
2
N1
N2
Суммарная радиация
(без экрана)
N3
N4
N5
N6
Таблица 3.2
Расчет рассеянной и суммарной солнечной радиации
Рассеянная радиация ( D )
Суммарная радиация ( Q )
N1+N2 + N3
3
∆ N

N4+N5 + N6
3
 ∆N
N 0  N 0
2

N 0  N 0
2
Сумма
Сумма
Переводной множитель
(К)
Переводной множитель
(К)
Радиация, Вт/м2
Рассеянная (D)
Суммарная (Q)
Прямая (S')
Задача: отсчет по гальванометру при работе с экраном равен 10 делений, без экрана - 35
делений, переводной множитель К= 10 Вт/м2. Определить приход прямой радиации на
горизонтальную поверхность (S').
Задача: прямая радиация, измеренная актинометром S=200 Вт/м2, рассеянная радиация
D=100 Вт/м2, высота солнца над горизонтом h=30°. Найти суммарную радиацию(Q).
Вопросы:
1. Каков принцип действия термоэлектрического пиранометра?
2. Как записывается уравнение радиационного баланса днем в ясную и
пасмурную погоду, ночью?
3. Какова роль солнечной радиации как незаменимого фактора среды
обитания?
15
Примеры контрольных вопросов для проведения текущего контроля и
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины:
Контрольные вопросы 1раздела
1. Предмет «Учение об атмосфере», определение и задачи.
2. Из каких основных слоев состоит атмосфера?
3. Чем характеризуется тропосфера?
4. Какие существуют методы изучения атмосферы?
5. …
Контрольные вопросы 2 раздела
1. Чем характеризуют влажность воздуха?
2. Какие методы применяют для определения влажности воздуха?
3. Какие изменения претерпевают температура и влажность воздуха в
атмосфере по вертикали?
4. Как происходит конденсация и сублимация водяного пара в атмосфере?
5. …
Контрольные вопросы 3 раздела
1. Циркуляция атмосферы. Атмосферные фронты.
2. Какой характер погоды обусловливает циклон? Какие отличительные
особенности и условия его формирования Вы знаете?
3. Какой характер погоды обусловливает антициклон? Условия его
формирования.
4. Как влияют полезащитные лесные насаждения на режим ветра?
5. …
Контрольные вопросы для зачета
1. Предмет «Учение об атмосфере», цели и задачи дисциплины.
2. Как записывается уравнение радиационного баланса днем в ясную и
пасмурную погоду, ночью?
3. Какие естественные поверхности имеют наибольшее и наименьшее
альбедо? Как регулировать альбедо подстилающей поверхности?
4. Из каких частей состоит спектр солнечного излучения?
5. Адиабатические процессы.
6. Международная классификация облаков.
7. Как изменяется распределение и количество осадков по географическим
зонам?
8. Что называют микроклиматом и фитоклиматом?
9. Какие существуют способы оптимизации микроклимата?
10....
16
Тема реферата: «Климатическая и агроклиматическая характеристика
района».
Задание:
1. Составить в форме реферата климатическую и агроклиматическую
характеристику выбранного района любой области, используя примерный план
и "Агроклиматический справочник по ….. области" (выполняется
индивидуально).
2. В реферате отразить 3 раздела: I  краткую физико-географическую
характеристику района; II  климатическую характеристику; III 
агроклиматическую характеристику выбранного района.
Примерный план составления климатической и агроклиматической
характеристики района
Раздел 1
Необходимо использовать физико-географические сведения по
выбранному району, отметив его расположение в области, характер рельефа,
преобладающие почвы, растительность.
Раздел II
Для характеристики климата района следует проанализировать
текстовую часть справочника и основные климатические данные,
помещенные в таблицах. Климатические данные выбираются по одной
метеорологической станции, расположенной в районе.
Вначале следует выделить по датам перехода температуры через 0°
теплый и холодный сезоны года (начало, конец, продолжительность).
Затем по каждому сезону составить раздельно описание климата,
охарактеризовав термические условия и условия увлажнения.
Характеристика климата района по термическим условиям. Для
теплого сезона отметить температуру самого теплого месяца, среднюю и
обеспеченную в 80 % лет сумму активных температур воздуха.
Охарактеризовать заморозки: привести средние даты окончания весенних и
наступления осенних заморозков, самые ранние и самые поздние,
продолжительность беззаморозкового периода.
Для холодного периода привести среднюю температуру самого
холодного месяца, абсолютный минимум и средний из абсолютных
минимумов температуры воздуха. Дать характеристику суровости зимы по
среднему из абсолютных минимумов температуры: умеренно мягкая (-20... 25°); умеренно холодная (-25... -30°), холодная (-30... -35°), очень холодная
(-35... -40°), суровая (-40... -45°).
Характеристика климата района по условиям увлажнения. Привести
сумму осадков за теплый сезон, отметив месяцы с максимальным
количеством осадков в год; рассчитать процент осадков за теплый период от
17
годовой суммы. Отметить наиболее сухие и влажные месяцы теплого сезона,
сравнив данные по влажности воздуха.
Охарактеризовать условия увлажнения почвы в теплый период года,
подчеркнув тип годового хода запасов влаги, их величины (в мм) весной и
осенью в метровом слое почвы.
Для холодного периода года отметить даты образования устойчивого
снежного покрова, его схода и число дней с устойчивым снежным покровом, а
также запасы воды, накопившиеся в снеге. Определить среднюю высоту
снежного покрова в самый холодный месяц зимы и максимальную высоту
снега за зиму.
Общую климатическую оценку условий увлажнения за период
активной вегетации можно дать по гидротермическому коэффициенту (ГТК),
вычислив его по данным метеостанции района, используя формулу:
ГТК =
X
0.1 t  10
где X  количество осадков за период с температурой выше 10°С, мм;
t > 10°  сумма температур за период с температурой выше 10°С.
Характеристика зоны по увлажнению: 1,6 - 1,3 − влажная, 1,3 - 1,0 −
слабозасушливая, 1,0 - 0,7 − засушливая, 0,7 - 0,4 − очень сухая.
Вычертить сопряженный график годового хода температуры воздуха и
осадков для иллюстрации климата района.
Раздел III
Для
оценки
агроклиматических
условий
произрастания
сельскохозяйственных культур использовать материалы справочника.
Теплообеспеченность культур. Провести оценку ресурсов тепла района
применительно к ряду сельскохозяйственных культур и их сортам (см.
методические указания). Рассчитать теплообеспеченность сельскохозяйственных культур, сделать вывод о целесообразности их выращивания в
заданном районе. Считать, что с хозяйственной точки зрения сельскохозяйственная культура должна быть обеспечена теплом на 80 % и более.
Влагообеспеченность культур. Отметить обеспеченность запасами
влаги в почве основных сельскохозяйственных культур в различные периоды
вегетации.
Условия перезимовки. Показать вероятность вымерзания озимых,
связав это явление с залеганием снежного покрова.
В
заключение
дать
общую
оценку
климатических
и
агроклиматических условий выбранного района.
18
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
7.1. Основная литература
1. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. - М.: МГУ,
2006. - 582 с.
2. Сенников В.А., Ларин Л.Г., Белолюбцев А.И. и др. Практикум по
агрометеорологии. М.: «КолосС», 2006.
7.2. Дополнительная литература
1. Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 352 с.
2. Городецких О.А. и др. Метеорология, методы и технические средства
наблюдения. Л.: Гидрометеоиздат, 1984.- 430 с.
3. Грингоф И.Г., Клещенко А.Д. Основы сельскохозяйственной
метеорологии. Том 1. Обнинск: ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД», 2011. - 808 с.
4. Журина Л.Л., Лосев А.П. Агрометеорология. С-Пб.: Квадро. - 2012.
5. Исаев А.А. Экологическая климатология. М.: Научный мир, 2001. - 458 с.
6. Карлин
Л.Н.,
Ванкевич
Р.Е.,
Тумановская
С.М.
и
др.
Гидрометеорологические риски. С-Пб.: Изд-во РГГМУ, 2008. - 281 с.
7. Кароль И.Л. Введение в динамику климата Земли. Л.: Гидрометеоиздат,
1988. - 215 с.
8. Семенченко Б.О. Физическая метеорология. М.: Аспект-Пресс, 2004.-415 с.
9. Трифонов К.И., Девисилов В.А. Физико-химические процессы в
техносфере. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2010. – 240 с.
7.3. Методические указания, рекомендации и другие материалы к
занятиям
1. Метеорология и климатология. Методические указания к лабораторнопрактическим занятиям. М.: изд. МСХА, 2008. - 56 с.
2. Учение об атмосфере. Рабочая тетрадь. М.: изд. МСХА, 2012. - 34 с.
7.4. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
При изучении практического курса дисциплины «Учение об
атмосфере»
необходимо
руководствоваться
«Наставлениями
гидрометеорологическим
станциям
и
постам»
(Санкт-Петербург:
Гидрометеоиздат, 2000).
Рекомендуются следующие программные продукты: БД MS Access,
Delphi, Java Script. При изучении отдельных вопросов метеорологического и
агрометеорологического обеспечения могут применяться: Inter Base Server
5.6, Cristal Reports 8.5 Developer и др.
В рамках учебного курса студенты используют базы данных
многолетних метеорологических наблюдений станций и постов. Возможен
оперативный обмен информацией с отечественными и зарубежными вузами,
19
предприятиями и организациями: Одесским государственным экологическим
университетом (ОГЭКУ), http://www.ogmi.farlep.odessa.ua/.; Всероссийским
научно-исследовательским институтом сельскохозяйственной метеорологии
(ВНИИСХМ), http://cxm.obninsk.org/; Российским национальным комитетом
содействия Программе ООН по окружающей среде (НП «ЮНЕПКОМ»),
http://www.unepcom.ru/ и др.
Климатическая и метеорологическая информация доступна на
интернет-сайтах:
http://www.meteoinfo.ru/,
http://www.gismeteо.ru/,
http://www.webmeteo.ru/.
Для
этого
могут
быть
использованы
информационные, справочные и поисковые системы: Rambler, Google, Яndex
и др.
8. Критерии
компетенций
оценки
знаний,
умений,
навыков
и
заявленных
Диапазон итоговой оценки:
БРС
Итоговая оценка
0-59
незачет
60-100
зачет
Балльная структура оценки и шкала оценок
Посещение занятий –36 баллов, в т.ч.:
всех лекций – 18 баллов (9 лек х 2 балла),
всех ЛПЗ – 18 баллов (9 ЛПЗ х 2 балла).
Активная работа на лабораторных (практических) занятиях – 18баллов (9
ЛПЗ х 2 балла)
Внутрисеместровые аттестации:
контрольные работы – всего 36 баллов, в т.ч.:
контрольная работа №1 – 10 баллов;
контрольная работа №2 – 10 баллов;
контрольная работа №3 – 16 баллов.
Реферат – 10 баллов.
Максимальная сумма баллов: S max = 36 + 18 + 36 + 10 = 100 баллов.
Виды текущего контроля: контрольные работы, защита лабораторных
работ, тесты, реферат.
Виды итогового контроля по дисциплине: зачет.
20
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для реализации бакалаврской программы подготовки по дисциплине
«Учение об атмосфере» перечень материально-технического обеспечения
включает:
1. Специализированную лабораторию и учебную метеорологическую
площадку, с набором основных метеорологических приборов
(альбедометры, термометры, психрометры, гигрометры, осадкомеры,
барометры, анемометры и др.);
2. Компьютерный класс с мультимедийным оборудованием для
демонстрации учебных фото и видеоматериалов о погоде, физических
процессах атмосферы и их влиянии на биосферу;
3. Учебно-опытные поля и учебные полигоны для выполнения
программы учебной практики, проведения микроклиматических
наблюдений на конкретной территории;
4. Стационарный метеорологический пункт (обсерватория имени В.А.
Михельсона).
Программу разработал:
Д.с.х.н., проф. А.И. Белолюбцев
_______________________
(подпись)
21