05.06.01 Программа вступительных испытаний по специальной

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ШКОЛА ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК
ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ
по образовательной программе высшего образования – программе подготовки научнопедагогических кадров в аспирантуре
по специальной дисциплине
Направление – 05.06.01 Науки о земле
Профиль – Океанология
Форма подготовки (очная/заочная)
Школа естественных наук
кафедра океанологии и гидрометеорологии
Программа вступительных испытаний составлена в соответствии с требованиями федерального
государственного образовательного стандарта высшего образования (уровень подготовки кадров
высшей квалификации), утвержденного приказом министерства образования и науки РФ от
30.07.2014 № 870
Программа вступительных испытаний обсуждена на заседании кафедры океанологии и
гидрометеорологии, протокол № 6 от «18 » декабря 2014 г.
Заведующий (ая) кафедрой: Кильматов Т.Р.
Составитель (ли): канд. физ. – мат. наук, доцент, доцент каф. океанологии и гидрометеорологии
Тювеев А.В.
I. Программа вступительных испытаний пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20__ г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ Т.Р. Кильматов
(подпись)
(И.О. Фамилия)
II. Программа вступительных испытаний пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20__ г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ Т.Р. Кильматов
(подпись)
(И.О. Фамилия)
АННОТАЦИЯ
Программа вступительных испытаний предназначена для поступающих
на
образовательную
программу
высшего
образования
-
программу
подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре по направлению
05.06.01 Науки о Земле, профилю океанология
Цель вступительных испытаний - выявление среди поступающих в
аспирантуру
наиболее
способных
и
подготовленных
к
освоению
образовательных программ высшего образования - программ подготовки
научно-педагогических кадров в аспирантуре.
Вступительные испытания проводятся в форме устного экзамена.
Программа вступительных испытаний включает в себя:
• аннотацию;
• требования к поступающим;
• содержание вступительных испытаний;
• вопросы к экзамену;
• список рекомендуемой литературы и источников.
I.
ТРЕБОВАНИЯ К ПОСТУПАЮЩИМ
Поступающий в аспирантуру должен продемонстрировать знания и
умения по метеорологии, соответствующие предшествующему уровню
подготовки.
II. СОДЕРЖАНИЕ ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Модуль 1 ОБЩАЯ ОКЕАНОЛОГИЯ
Раздел 1. Введение
Мировой Океан - составная часть климатической системы планеты
Земля. Современные направления исследования океана. Географические
широтные особенности. Положение океанологии в системе наук. Методы,
цели, связи с другими дисциплинами. Прикладные задачи океанологии.
Важнейшие исследования, периодические издания по океанологии.
Раздел 2. Морская вода - свойства
Модели структуры воды. Соленость, температура, давление, плотность
морских вод. Уравнение состояния. Теплоемкость. Теплота плавления и
испарения. Вязкость. Сжимаемость. Адиабатические эффекты. Методы
измерения параметров.
Раздел 3. Водные массы в океане
Водная масса. Термодинамические характеристики. Классификация
водных масс. Трассеры. Формирование водных масс. Промежуточные,
глубинные, придонные водные массы океанов. География распределения в
Мировом океане. Классические методы выделения и анализа водных масс.
TS-анализ. Водные массы Дальневосточных морей. Особенности структуры
вод Тихого океана. Климатический перенос тепла в направлении экватор –
полюса. Водные массы и меридиональный перенос тепла и пресной
составляющей в океанах. Влияние на климат. Современные климатические
тренды.
Раздел 4. Морские течения
Основные системы океанских течений в Мировом океане. Уравнения
гидродинамики.
Динамика
движения
вод
в
океане.
Уравнение
неразрывности. Уравнение гидростатики. Уравнение теплопроводности.
Уравнение
диффузии
соли.
Полная
система
уравнений
морской
гидротермодинамики Классификация морских течений. Приближение в
баротропного
и
бароклинного
моря.
Геострофические
течения.
Динамический метод. Обзор и классификация моделей в океане. Дрейфовых,
дрейфовые течения. Градиентные течения
МОДУЛЬ 2. ФИЗИКА ОКЕАНА
Раздел 1. Турбулентность и перемешивание вод
Потеря устойчивости движения. Число Рейнольдса. Молекулярное,
турбулентное перемешивание. Стратификация. Частота Вяйсяля-Брента.
Устойчивость
морских
вод.
вертикальная
циркуляция.
вертикальной
структуры
Вертикальная
неустойчивость.
Вертикальная
конвекция
океана.
Вертикальная
и
Зимняя
формирование
динамическая
неустойчивость. Число Ричардсона. Механизмы генерации океанской
турбулентности.
Масштабы
морской
турбулентности.
Взаимодействие
разномасштабной турбулентности. Коэффициенты турбулентного обмена.
Турбулентная диффузия примеси в океане.
Раздел 2. Волны в океане
Морские волны. Типы волн. Источники энергии и механизмы
формирования. Трохоидальная теория волн. Классические методы расчета
ветровых волн. Волны Кельвина. Цунами. Планетарные волны. Стоячие
волны. Барические волны. Сейша. Теория приливов. Классические методы
расчета. Приливные течения в открытом океане. Элементы теории
внутренних волн.
Раздел 3. Взаимодействие океана и атмосферы
Граница вода – воздух как поверхность раздела океан – атмосфера.
Обмен импульсом, массой, теплом. Радиационный баланс. Тепловой баланс на
поверхности океана. Составляющие теплового баланса. Морская вода как смесь
чистой воды и соли. Поток чистой воды с поверхности океана, запасы пресной
воды на планете. Распределения пресной воды. Газообмен между океаном,
атмосферой и литосферой. Роль кислорода, и СО2 . Формирование погоды и
климата.
Раздел 4. Акустика и оптика океана
Распространение звука в морской среде. Зависимость скорости звука от
температуры, солености, давления. Условия распространения звука в океане.
Рефракция. Поглощение. Рассеяние звука. Отражение звука. Звуковой канал.
Физика формирования. Положение звукового канала в разных регионах.
Гидролокация.
Световая энергия в океане. Баланс энергии. Составляющие. Методы
наблюдений. Гидрооптическая структура воды. Цвет морской воды.
Раздел 5. Морской лед
Понятие фазового перехода. Образование, развитие, разрушение льдов в
море. Классификация льдов. Формы льдов. Однолетние и многолетние льды.
Классические способы расчеты нарастания. Несущая способность льдов.
Деформация ледяного покрова. Трещины. Полыньи. Движение и деформация
льдов под влиянием ветра и течений. Айсберги.
Раздел 6. Сбор, обработка, архивация данных
океанологических
наблюдений
Методы
Дистанционные
современных
методы.
наблюдений.
Акустическое
Контактные
наблюдения.
зондирование.
Спутниковое
зондирование. ИК-радиометры. СВЧ. Локаторы бокового обзора. Применение
средств вычислительной техники в океанологии. Библиотеки стандартных
программ.
Специальные
прикладные
программы
для
обработки
океанологической информации. Практическая работа с готовыми базами данных
в приложении к океанологии.
III.
ВОПРОСЫ К ВСТУПИТЕЛЬНОМУ ИСПЫТАНИЮ
1.
Уравнение состояния морской воды. Соленость, температура,
давление, плотность. Морская вода – молекулярные свойства. Температура
замерзания и температура наибольшей плотности. Теплоемкость. Теплота
плавления и испарения. Вязкость. Сжимаемость.
2.
Понятие водной массы. Термодинамические характеристики.
Классификация водных масс. Трассеры. Формирование водных масс.
Промежуточные, глубинные, придонные водные массы океанов. География
распределения в Мировом океане. Классические методы выделения и
анализа водных масс. TS-анализ.
3.
Морские течения. Основные системы океанских течений в
Мировом океане. Уравнения гидродинамики.
4.
Уравнение неразрывности. Уравнение гидростатики.
5.
Полная
система
уравнений
морской
гидротермодинамики
(переноса импульса, соли и температуры, сохранения массы и объема).
6.
Уравнение сохранения потенциального вихря.
7.
Геострофические течения.
Динамический метод. Дрейфовые
течения. Градиентные течения. Их комбинация.
8.
Описание классических моделей Бьеркнеса, Экмана, Свердрупа,
Стоммела, Манка.
9.
Турбулентность и перемешивание вод. Потеря устойчивости
движения. Число Рейнольдса. Молекулярное, турбулентное перемешивание.
10.
Частота Вяйсяля-Брента. Стратификация. Устойчивость морских
вод. Вертикальная неустойчивость. Зимняя вертикальная циркуляция.
Вертикальная
динамическая
неустойчивость.
Число
Ричардсона.
Взаимодействие стратификации и турбулентности.
11.
Пограничный
слой.
Турбулентный
пограничный
слой
на
поверхности океана. Верхний перемешанный слой, слой скачка, сезонный
термоклин.
12.
Волны в океане. Типы волн. Источники энергии и механизмы
формирования. Трохоидальная теория волн. Волны Кельвина. Цунами.
13.
Приливы. Приливные течения в открытом океане.
14.
Внутренние волны в океане.
15.
Обмен импульсом, массой, теплом на поверхности океана.
Радиационный баланс. Тепловой баланс на поверхности океана. Составляющие
теплового баланса.
16.
Распространение звука в морской среде. Линейная модель
распространения акустической волны. Зависимость скорости звука от
температуры, солености, давления.
17.
Подводный звуковой канал. Условия распространения звука в
океане. Рефракция. Поглощение. Рассеяние звука. Отражение звука.
18.
Элементы
оптики
океана.
Световая
энергия
в
океане.
Гидрооптическая структура воды. Цвет морской воды. Гидрооптические
параметры океана.
19.
Морской лед. Образование, развитие, разрушение льдов в море.
Классификация льдов. Полярные льды. Айсберги.
20.
Понятие
о
современных
методах
наблюдений.
Контактные
наблюдения. Дистанционные методы. Акустическое зондирование. Спутниковое
зондирование.
IV. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИСТОЧНИКОВ
Основная литература
1.
Исследования океанов и морей / Государственный океанографический
институт, Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу
окружающей среды; под ред. В.Ф. Полонского. – М.: Государственный
океанографический институт имени Н.Н. Зубова, 2013. – 319с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:701658&theme=FEFU
2.
Мировой океан т. 1 / Российская академия наук, Институт океанологии; под
общ. ред. Л.И. Лобковского. – М.: Научный мир, 2013. – 642с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:706310&theme=FEFU
3.
Кузнецов, В.П. Нелинейная акустика в океанологии / В. П. Кузнецов; [науч.
ред. В.А. Акуличев]. – М.: Физматлит, 2010. – 263с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:299009&theme=FEFU
4.
Нестеров, Е. С. Североатлантическое колебание: атмосфера и океан / Е. С.
Нестеров;
Гидрометеорологический
научно-исследовательский
центр
Российской Федерации. – М.: Триада лтд, 2013. – 143с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:701460&theme=FEFU
5.
Зуенко, Ю.И. Промысловая океанология Японского моря / Ю. И. Зуенко ; [отв.
ред. Г. В. Хен] ; Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный
центр. – Вл-к.: ТИНРО-центр, 2008. – 227с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:673862&theme=FEFU
Дополнительная литература
1.
Теория мезомасштабной турбулентности. Вихри атмосферы и океана / С.А.
Арсеньев, В.А. Бабкин, А.Ю. Губарь [и др.]; под ред. Г.С. Голицына. - Москва
Ижевск: Институт компьютерных исследований: Регулярная и хаотическая
динамика, 2010. – 307с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:299643&theme=FEFU
2.
Смирнов,
Г.В.
Океанология:
средства
и
методы
океанологических
исследований / Г.В. Смирнов, В.Н. Еремеев, М.Д. Агеев [и др.]; Международная
ассоциация академий наук, Российская академия наук, Национальная академия
наук Украины. – М.: Наука, 2005. – 795с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:296090&theme=FEFU
3.
Дианский, Н.А. Моделирование циркуляции океана и исследование его
реакции на короткопериодные и долгопериодные атмосферные воздействия / Н.
А. Дианский. – М.: Физматлит, 2013. – 271с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:704374&theme=FEFU
4.
Каган, Б.А. Взаимодействие океана и атмосферы: учебное пособие / Б.А.
Каган. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1992. – 335c.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:36695&theme=FEFU
5.
Взаимодействие атмосферы и океана: учебное пособие для вузов / Ю.П.
Доронин; [отв. ред. Ю. В. Николаев]. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1981. –
288c.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:43505&theme=FEFU
6.
Доронин, Ю.П. Основы термодинамики атмосферы и океана: (конспект
лекций) / Ю.П. Доронин. – Ленинград: Ленинградский гидрометеорологический
институт, 1973. - 91c.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:84188&theme=FEFU
7.
Динамика океана: учебник для вузов / [В.Г. Бухтеев, Ю.П. Дронин, М.М.
Зубова и др.]; под ред. Ю.П. Доронина. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1980. –
304c.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:109881&theme=FEFU