Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
Федеральное государственное бюджетное учреждение
«Центральная аэрологическая обсерватория»
(ФГБУ «ЦАО»)
Утверждаю
Директор ФГБУ «ЦАО»
___________Ю. А. Борисов
«____» ___________ 2012 г.
Рабочая программа дисциплины
ОД.А.04 - Геофизический мониторинг атмосферы и подстилающей
поверхности с использованием самолетов-лабораторий
для аспирантов –
по отрасли Науки о земле, физико-математические науки,
специальность 25.00.29 «Физика атмосферы и гидросферы»
г. Долгопрудный, 2012
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» по физикоматематическим наукам, утвержденной приказом Министерства образования и науки РФ № 274
от 08.10.2007 г., и Учебным планом ФГБУ «ЦАО» по основной образовательной программы
аспирантской подготовки.
Составители рабочей программы: М.А. Струнин, зав. лабораторией, дф-мн
Рабочая программа утверждена на заседании Ученого совета ФГБУ «ЦАО»,
Протокол № 6 от « 20 » сентября 2012 г.
3
1. Цели и задачи дисциплины, ее место в системе подготовки аспиранта, требования к
уровню освоения содержания дисциплины
1.1.
Цели и задачи изучения дисциплины
Цель изучения дисциплины – формирование у аспирантов углубленных профессиональных
знаний в области методов исследования атмосферы и подстилающей поверхности с борта
самолета-лаборатории.
Задачи дисциплины:
 сформировать у аспирантов представление об истории развития исследований
атмосферы с помощью самолетов-лабораторий;
 сформировать
у
аспирантов
твердые
знания
о
методах
исследования
термодинамического состояния атмосферы, газового и аэрозольного состава атмосферы,
излучения в атмосфере, микрофизической структуры облаков, методов дистанционного
(радиолокационного и лазерного) исследования атмосферы с борта самолеталаборатории.
 подготовить аспирантов к практическому применению полученных знаний при
проведении конкретных исследований в области изучения атмосферы.
1.2. Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего изучение данной
дисциплины
Аспиранты, завершившие изучение данной дисциплины, должны:
 иметь представление о целях и задачах исследования и мониторинга атмосферы и
поверхности с помощью самолетов-лабораторий, практическом значении проводимых
исследований;
 знать методы контактных и дистанционных измерений параметров атмосферы и
поверхности с борта самолета-лаборатории;
 знать методы сбора, обработки, анализа и представления данных самолетных
наблюдений атмосферы и поверхности;
 уметь использовать возможности современных компьютеров применительно к задачам
сбора и обработки данных самолетных наблюдений атмосферы и поверхности;
 владеть навыками самостоятельной научно-исследовательской 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 25.00.29
2. Содержание дисциплины
2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы (в часах и зачетных единицах)
Форма обучения - 1 год аспирантуры, вид отчётности - экзамен кандидатского минимума.
4
Вид учебной работы
Общий объем дисциплины по учебному плану
Аудиторные часы
Лекции
Практические занятия
Семинары
Самостоятельная работа
Общая трудоемкость дисциплины
Всего часов
65
50
10
40
15
1,8 зачетных единиц
2.2 Лекционный курс
1. Предмет и задачи самолетного мониторинга атмосферы и поверхности.
Задачи, решаемые при геофизическом мониторинге атмосферы и поверхности и используемые
для этого самолетные измерительные средства. Характеристики и возможности современных
самолетов-лабораторий для исследования атмосферы, особенности самолетного зондирования
атмосферы. Параметры атмосферы и поверхности, измеряемые с борта самолета-лаборатории.
2. Методы контактного и дистанционного (радиолокационного и лазерного) исследования
атмосферы и подстилающей поверхности с борта самолета-лаборатории.
3. Современные самолетные системы для измерения термодинамических параметров
атмосферы, газового и аэрозольного состава атмосферы, излучения в атмосфере и от
поверхности, радиационного баланса в атмосфере, микрофизического состава облаков и
осадков, радиолокационной отражаемости в атмосфере. Особенности обработки, анализа и
представления результатов самолетного зондирования атмосферы и поверхности. Основы
метрологического обеспечения самолетных измерений параметров атмосферы и поверхности.
4. Современные бортовые системы сбора, передачи и обработки данных самолетного
геофизического мониторинга. Наземные системы обработки самолетных данных.
5. Самолет-лаборатория Як-42АТМ «Атмосфера» и его измерительно-регистрирующий
комплекс.
2.4. Практические занятия – в лабораториях ОФОАВ, ОИСА, ЛНИЦ, на базе ОАО «ЭМЗ им.
В.М. Мясищева».
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, Origin Microcalc, ZetLab и др.
5. Материальное обеспечение дисциплины – конференц-зал для чтения лекций с
использованием компьютерной системы, а также проекторы, принтеры, сканеры.
6. Литература
Основная литература
1. Струнин М.А., 2010: «Научно-методические основы исследования термодинамического
состояния атмосферы с борта самолета-метеолаборатории», М., Физматкнига, 2010 г., 96 с.
2. Алоян А.Е., 2008: Моделирование динамики и кинетики газовых примесей и аэрозолей в
атмосфере, М., Наука, 415 с.
3. А.А. Иванов, И.П. Мазин, М.А. Струнин (Ред. Коллегия) «Вопросы физики облаков» Сборник
статей памяти С.М. Шметера, 2008, «ФОП» Обнинск.
4. H.R. Pruppacher, J. D. Klett. Microphysics of Clouds and Precipitation, 2010, Springer
5. Атмосфера, 1991: Справочник (справочные данные, модели). Л., Гидрометеоиздат, 509 с.
6. Справочник. Облака и облачная атмосфера,1989: Л., Гидрометеоиздат, 646 с.
7. Стерин Л.Е. Основы газовой динамики. Учебное пособие. Вузовская книга, 2012
5
Информационные письма и нормативные документы Росгидромета.
Дополнительная литература
1. Атмосферная турбулентность и распространения примесей, 1985, под ред. Ф.Т.М.
Ньистадта и Х. Ван Допа, Л., Гидрометеоиздат, 351 с.
2. Богородский В.В., Козлов А.И., 1985: Микроволновая радиометрия земных покровов, Л.
Гидрометеоиздат, 272 с.
3. Израэль Ю.А., 1984: Экология и контроль состояния природной среды, М., Гидрометеоиздат,
559 с.
4. Мазин И.П. и Шметер С.М., 1983: Облака, строение и физика образования, Л.,
Гидрометеоиздат, 279 с.
5. Зуев В.Е. и др., 1978: Лазерное зондирование атмосферного аэрозоля, Наука
6. Роджерс Р.Р. 1979: Краткий курс физики облаков, Гидрометеоиздат, 231 с.
7. Винниченко Н.К., Пинус Н.З., Шметер С.М., Шур Г.Н., 1976: Турбулентность в свободной
атмосфере, Л., Гидрометеоиздат, изд. 2-е, 288 с.
8. Русин Н.П., 1979: Прикладная актинометрия, Л., Гидрометеоиздат
7. Хргиан А.Х., 1978: Физика атмосферы, Л., Гидрометеоиздат, т. 1, 247 с., т. 2, 319 с.
Журналы
Изв. РАН «Физика атмосферы и океана»»
«Метеорология и гидрология»
«Оптика атмосферы и океана»
«Радиофизика»
«Исследования Земли из космоса»
«Приборы и техника эксперимента»
«Метеоспектр»
«Стандарты и качество»
«Мир измерений»
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 аспирантов, 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.