Климат города - Саратовский государственный университет

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Географический факультет
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебно-методической
работе _______
Е. Г. Елина
"__" __________________2011 г.
Рабочая программа дисциплины
КЛИМАТ ГОРОДА
Направление подготовки
022000 Экология и природопользование
Магистерская программа
Урбоэкология
Квалификация (степень) выпускника
Магистр
Форма обучения
очная
Саратов,
2011 год
1
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины « Климат города» являются:
 изучение преобразований климата города под влиянием планировки и
градостроительного освоения территории;
 освоение методик исследования воздействия города на формирование
мезо- и микроклимата городской среды;
 использование общих закономерностей и местных особенностей в городском планировании, при развитии и совершенствовании градостроительных концепций.
2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры
Дисциплина «Климат города» читается на 2 курсе и входит в профессиональный цикл и является дисциплиной по выбору. Она опирается на знания, полученные в результате изучения дисциплин: «Современные проблемы
экологии и природопользования», «Методы градоэкологического анализа».
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Климат города»
ОК – 4. Владеть методами оценки репрезентативности материала, объема выборок при проведении количественных исследований, статистическими методами сравнения полученных данных и определения закономерностей
ПК – 1. Обладать способностью формулировать проблемы, задачи и
методы научного исследования; получать новые достоверные факты на основе наблюдений, опытов, научного анализа эмпирических данных; реферировать научные труды, составлять аналитические обзоры накопленных сведений в мировой науке и производственной деятельности; обобщать полученные результаты в контексте ранее накопленных в науке знаний; формулировать выводы и практические рекомендации на основе репрезентативных и
оригинальных результатах исследований.
В результате освоения дисциплины обучающейся должен:
Знать:
 теоретические основы физических и химических законов, протекающих в атмосфере; методы анализа изменения климатических характеристик
по территории города; основные виды движения воздуха; виды загрязнения
атмосферы;
 понятия, определяющие тепловой, воздушный и влажностный режим
здания, включая климатологическую и микроклиматическую терминологию
2
 законы передачи теплоты, влаги, воздуха в материалах, конструкциях
и элементах систем здания и величины, определяющие тепловые и влажностные процессы
 нормативы теплозащиты наружных ограждений, нормирование параметров наружной и внутренней среды здания.
Уметь:
 использовать теоретические знания на практике;
 работать с учебной, научной и справочной литературой по метеорологии и климатологии;
 применять на практике методы микроклиматических исследований по
сбору, обработке, анализу и синтезу полевых и лабораторных источников
климатической информации, методы районирования, пользоваться гигиеническими нормативами ПДК и ОБУВ;
 производить измерения метеорологических величин и наблюдения за
атмосферными явлениями; обрабатывать и анализировать данные метеорологических наблюдений;
 формулировать и решать задачи передачи теплоты и массы во всех
элементах здания;
 обоснованно выбирать параметры микроклимата в помещениях и
другие исходные данные для проектирования и расчета систем отопления,
вентиляции и кондиционирования воздуха;
 вести поверочный расчет защитных свойств наружных ограждений
 вести расчет установочной тепловой мощности систем отопленияохлаждения и воздухопроизводительности систем вентиляции.
Владеть:
 основами проектирования, экспертно-аналитической деятельности и
выполнения исследований с использованием современных подходов и методов, аппаратуры и вычислительных комплексов в соответствии с профильной
направленностью магистратуры.
3
3. Структура и содержание дисциплины «Климат города»
1
2
3.
4.
5
6
Всего:
Поле скорости ветра в условиях
города. Городской остров тепла
Модели полей температуры и
скорости ветра в городе.
Влажность, облака и гидрометеоры
Микроклиматические особенности города и его окрестностей. Отдельные вопросы климатологии городов
Биоклимат городской среды.
Городское планирование
Самостоятельная
работа
4
практические
3
Семинары
2
История исследований. Проблема локального изменения климата. Оценки характеристик атмосферы города
Состав городского воздуха.
Тепловой баланс города
Виды учебной работы, включая самостоятельную работу
студентов и трудоемкость (в часах)
лекции
1
Раздел дисциплины
Неделя семестра
№
п/п
Семестр
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единицы (180
часов).
5
6
7
8
Формы текущего
контроля успеваемости (по
неделям семестра)
Формы промежуточной аттестации (по семестрам)
9
Опрос
3
1-2
2
8
20
3
3-4
2
8
20
3
3
5-6
2
7-8
8
10
20
20
3
9-10
2
8
20
3
11
2
2
10
10
44
90
Проверка
тического
ния
Проверка
тического
ния
Проверка
тического
ния
пракзадапракзадапракзада-
Устный и письменный опрос
Устный и письменный опрос
экзамен
1. История исследований. Проблема локального изменения климата. Оценки характеристик атмосферы города
История исследований. Проблема локального изменения климата.
Оценки характеристик атмосферы города. Явления синоптического и локального масштаба. Проведение наблюдений.
4
2. Состав городского воздуха. Тепловой баланс города
Состав городского воздуха. Атмосфера города. Стандарты качества
воздуха. Взаимодействие загрязнения атмосферы и погодных условий. Модели рассеяния загрязняющих веществ в атмосфере города.
Тепловой баланс города. Солнечное излучение. Продолжительность
солнечного сияния. Естественная освещенность. Компоненты теплового баланса. Антропогенные факторы в городском тепловом балансе.
3. Поле скорости ветра в условиях города. Городской остров тепла
Городской остров тепла. Рост и развитие острова тепла. Флуктуации
острова тепла. Вертикальная протяженность острова тепла. Воздействие ветра на остров тепла. Последствия возникновения острова тепла.
Поле скорости ветра в условиях города. Эмпирические доказательства
изменения поля ветра в городе. Вертикальная структура полей скорости ветра в городе.
4. Модели полей температуры и скорости ветра в городе. Влажность, облака и гидрометеоры
Модели полей температуры и скорости ветра в городе. Статические
модели. Динамические модели городских ветровых потоков. Использование
моделей для исследования загрязнения воздуха.
Влажность, облака и гидрометеоры. Поле влажности в городе. Облачность в городе. Образование осадков в городских условиях. Снежный покров
в городе.
5. Микроклиматические особенности города и его окрестностей.
Отдельные вопросы климатологии городов
Микроклиматические особенности города и его окрестностей. Отдельные
вопросы климатологии городов. Коррозия и разрушение. Городской шум.
6. Биоклимат городской среды. Городское планирование
Биоклимат городской среды. Города и растения. Влияние атмосферы
города на организм человека. Городское планирование
Перечень практических занятий
1. Разработка плана микроклиматических наблюдений в городе.
2. Производство микроклиматических наблюдений.
3. Обработка и анализ результатов микроклиматических наблюдений.
4. Выявление острова тепла.
5
5. Анализ деформации ветровых потоков в городе.
6. Анализ стратификации приземного слоя воздуха.
7. Радиационный баланс различно ориентированных поверхностей.
8. Расчет продолжительности солнечного сияния в различных условиях застройки.
9. Расчет биоклиматических показателей.
10.Комплексная оценка микроклимата города.
5. Образовательные технологии
При проведении практических занятий в рамках дисциплины «Климат
города» используются различные формы визуализации наглядного материала
(мультимедийные презентации MS PowerPoint, карты, таблицы, графики,
наглядные демонстрационные материалы). Работа сопровождается выполнением карт, графиков, математических построений, анализом и описанием.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины «Климат города»
В рамках самостоятельной работы студенты изучают учебную, научную, научно-популярную и справочную литературу, поиск информации о
современных способах изучения климата. По результатам данной работы
выполняются рефераты.
Темы рефератов:
1. Городской деятельный слой, его генетические уровни и слои.
2. Структура деятельной поверхности в городе, его теплофизические
характеристики.
3. Уравнение радиационного и теплового баланса поверхности застроенной территории.
4. Антропогенное тепло, его оценки.
5. Состав воздуха в городе.
6. Особенности радиационного режима поверхности атмосферы в городе.
7. Режим коротковолновой радиации, прозрачности атмосферы.
8. Баланс длинноволновой радиации, остаточная радиация.
9. Особенности приземного слоя воздуха над городом.
10.Турбулентный режим и его особенности внутри и над городской застройкой.
11.Ветер в условиях города.
12.Остров тепла, его динамика.
13.Городской бриз.
14.Вертикальное распределение температуры в городе.
6
15.Инверсии температуры.
16.Особенности режима осадков в городе, влажности воздуха. Смоги.
17.Подходы к моделированию микроклимата города.
18.Модели статические (теплового баланса), физико-статистические.
19.Мезомасштабная динамическая модель ГМЦ России.
20.Мелиорация городского микроклимата.
21.Роль озеленения, планировки и застройки.
22.Меры борьбы с загрязнением воздушного бассейна.
Контрольные вопросы для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины «Климат города»
1. История исследований.
2. Проблема локального изменения климата.
3. Городской деятельный слой, его генетические уровни и слои.
4. Оценки характеристик загрязнения атмосферы города.
5. Явления синоптического и локального масштаба.
6. Проведение наблюдений.
7. Состав городского воздуха.
8. Атмосфера города.
9. Стандарты качества воздуха.
10.Взаимодействие загрязнения атмосферы и погодных условий.
11.Модели рассеяния загрязняющих веществ в атмосфере города.
12.Тепловой баланс города.
13.Солнечное излучение.
14.Продолжительность солнечного сияния.
15.Естественная освещенность.
16.Компоненты теплового баланса.
17.Антропогенные факторы в городском тепловом балансе.
18.Городской остров тепла.
19.Рост и развитие острова тепла.
20.Флуктуации острова тепла.
21.Вертикальная протяженность острова тепла.
22.Воздействие ветра на остров тепла.
23.Последствия возникновения острова тепла.
24.Вертикальное распределение температуры в городе.
25.Инверсии температуры
26.Поле скорости ветра в условиях города.
27.Эмпирические доказательства изменения поля ветра в городе.
28.Вертикальная структура полей скорости ветра в городе.
29.Модели полей температуры и скорости ветра в городе.
30.Статические модели.
31.Динамические модели городских ветровых потоков.
7
32.Использование моделей для исследования загрязнения воздуха.
33.Влажность, облака и гидрометеоры.
34.Поле влажности в городе.
35.Облачность в городе.
36.Образование осадков в городских условиях.
37.Снежный покров в городе.
38.Микроклиматические особенности города и его окрестностей.
39.Коррозия и разрушение.
40.Городской шум.
41.Биоклимат городской среды.
42.Города и растения.
43.Влияние атмосферы города на организм человека.
44.Городское планирование
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Климат города»
а) основная литература:
1. Тетиор А.Н. Городская экология. - М.: АКАДЕМИЯ, 2006. -336 с
б) дополнительная:
1. Ландсберг Г.Е. Климат города. – Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 248 с.
2. Справочник по климату СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1966.
3. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1986.
в) Интернет-ресурсы:
1. http://elibrary.ru/issues.asp?id=7781 - Доклады Академии наук
2. http://nakarte.rambler.ru/#lat=55.7655&lon=37.6598&z=7&a - Проект
«На карте» содержит цифровые карты.
3. http://nar.national-atlas.ru/atlas/ - Электронный Атлас России.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Литературные источники, тексты лекций, тематические словари. Тематические справочники.
Оборудование:
 Анемометры.
 Аспирационные психрометры.
 Градиентные стойки.
 Барометры.
 Плотномеры.
 Снегомерные рейки и др.
8
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению подготовки 022000
Экология и природопользование
Автор:
Рыхлов А.Б. к.г.н., доцент кафедры метеорологии и климатологии географического факультета СГУ
Программа одобрена на заседании кафедры метеорологии и климатологии
от ___________ 2011 года, протокол № _________________.
Подписи:
Зав. кафедрой метеорологии и климатологии
д. т. н., профессор
Ю.А.Скляров
Декан географического факультета
д. г. н., профессор
В.З. Макаров
9