Исследование и мониторинг озонового слоя и парниковых газов

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)
Исследование и мониторинг озонового слоя и парниковых газов
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: зав. отделом, дф-мн Крученицкий Г.М.
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 термодинамики и радиационного режима стратосферы,
динамически равновесных состояний и кинетики системы с переменным числом частиц в
открытой атмосфере.
Задачи дисциплины:
- сформировать у обучающихся представление о роли озона в глобальной изменчивости
вертикального распределения температуры в стратосфере, режимах УФ-Б облученности на
различных высотных уровнях, степени устойчивости озонового слоя по отношению к
антропогенным воздействиям;
- подготовить обучающихся к практическому применению полученных знаний при проведении
конкретных исследований в области изучения атмосферы, в частности:
- мониторинг глобального климата средней атмосферы;
- мониторинг приземной концентрации озона;
- разработке спутниковой аппаратуры УФ- диапазона;
- мониторинг полей УФ-Б облученности поверхности Земли.
1.2. Требования к уровню подготовки обучающегося, завершившего изучение данной
дисциплины
Обучающиеся, завершившие изучение данной дисциплины, должны:
уметь пользоваться ведомственными и Интернет доступными базами данных о состоянии,
климатической и долговременной изменчивости полей озона и УФ-Б облученности
поверхности Земли, реализовывать основные механизмы регрессионного моделирования
средствами Excel;
- знать основные особенности пространственной и временной изменчивости полей озона и
УФ-Б облученности поверхности Земли, о роли озона в формировании вертикального
распределения температуры в стратосфере, основные циклы, реализующиеся на стратосферных
и тропосферных высотах;
- 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 аспирантами 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
Всего часов
Общий объем дисциплины по учебному плану
72
Аудиторные часы
54
Лекции
36
Практические занятия
18
Семинары
Самостоятельная работа
18
Общая трудоемкость дисциплины
2 з.е.
4
2.2 Лекционный курс
Информационно-алгоритмическая база системы мониторинга полей озона над РФ и
прилегающими территориями. Глобальные изменения стратосферного озона, водяного пара,
двуокиси азота аэрозоля на основе данных спутниковых наблюдений и результатов
моделирования. Долговременные изменения озона в атмосфере Земли под воздействием
естественных и антропогенных факторов. Изменения озона, водяного пара и других
парниковых газов в тропосфере и нижней стратосфере в Арктике и тропических широтах.
Прогнозирование опасных уровней приземного озона (ПКО).
2.4 Практические занятия – измерения общего содержания озона (ОСО) и ПКО на сетевой
аппаратуре, ознакомление с программным обеспечение (ПО) для оперативной работы по
мониторингу полей озона и УФ-Б облученности над РФ и прилегающими территориями.
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 «Toshiba, принтеры, сканеры,
озонометр М-124, электрохимический датчик ПКО.
6. Литература
Основная литература
1. Хргиан А.Х. Физика атмосферного озона. Л., Гидрометиздат, 1973.
2. Перов С.П., Хргиан АХ. Современные проблемы атмосферного озона. Л., Гидрометиздат,
1980.
3. Справочник потребителя спутниковой информации под редакцией Асмуса. Ст-П
Гидрометеоиздат 2002.
4. Белан Б.Д. Озон в тропосфере. Томск, 2010.
5. Тарасов Л.В. Атмосфера нашей планеты. Физматлит: 2012 г., 420 с.
6. Тихомиров В.М. Дифференциальные исчисления, 2012.
7. Кислов А.В. Климатология, М., изд. Центр "Академия", 2014.
Дополнительная литература
1. Хргиан А.Х. Физика атмосферы. Л., Гидрометеоиздат, 1978.
2. Кадыгрова Т.В., Крученицкий Г.М. Выделение трендов в парциальном давлении озона на
различных высотах в атмосфере. Изв. АН. ФАО, т.31, № 1, 1995, с. 62-68.
3. Кадыгрова .В., Крученицкий Г.М. Исследование влияния динамических факторов на
вертикальное распределение озона. Метеорология и гидрология, № 10, 1995, с. 96-104.
4.Иванова Н.С., Крученицкий Г.М., Черников А.А. Создание первой очереди системы
мониторинга УФ-радиации в России. Оптика атмосферы и океана, т. 12, № 1, 1999, с. 5-9.
5. Звягинцев А.М., Кадыгров Н.Е., Крученицкий Г.М. Регрессионный анализ зонально
осредненных рядов спутниковых наблюдений за общим содержанием озона: регрессоры и
тренды. Известия РАН. Исследования Земли из космоса, № 4, 2003, с. 29-37.
6. Кадыгров Н.Е., Крученицкий Г.М. Выделение медленных изменений в рядах геофизических
наблюдений радиофизическими методами. Известия РАН. Исследования Земли из космоса, № 4
2003, с. 42-48.
8. Звягинцев А.М., Зуев В.В., Крученицкий Г.М., Скоробогатов Т.В. О вкладе гетерофазных
процессов в формирование весенней озоновой аномалии в Антарктиде. Известия РАН.
Исследования Земли из космоса, № 3, 2002, с. 29-34.
7. Галкина И.Л., Зуев В.В., Крученицкий Г.М. Использование электронных таблиц Excel для
изучения озоносферных процессов: архивация, анализ, моделирование. Оптика атмосферы и
океана, т.16, № 10, 2003, с 943-951
5
9. Ильин А.М. Уравнения математической физики. Гриф УМО МО РФ. Изд-во ФИЗМАЛИТ,
2009
Научная литература, приобретенная
форме целевых субсидий.
обучающимися на получаемые ежегодные пособия в
Журналы
Известия РАН "Физика атмосферы и океана»"
"Метеорология и гидрология"
"Оптика атмосферы и океана",
"Исследования Земли из космоса"
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.