shkolakz.ru 1 2 ... 5 6
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Мурманский государственный педагогический университет»

(МГПУ)


УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ


ОПД.Ф.2 УЧЕНИЕ ОБ АТМОСФЕРЕ


ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ


020801 «ЭКОЛОГИЯ» СО СПЕЦИАЛИЗАЦИЕЙ «ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА»

(код и наименование специальности/тей)


Утверждено на заседании

кафедры географии и экологии

естественно-географического факультета

(протокол № 8 от 18.03.2008 г.)

Зав. кафедрой ______________

/А.В. Николаев/


РАЗДЕЛ 1. Программа учебной дисциплины.


    1. Автор программы: ст. преподаватель кафедры географии и экологии Ковальчук Е.А.

1.2 Рецензенты:

- кандидат географических наук, доцент кафедры географии экологии Полхов А.П.;

- доктор географических наук, профессор, ведущий научный сотрудник ММБИ Дженюк С.Л.


    1. Пояснительная записка.


Курс «Учение об атмосфере» представляет собой часть географических дисциплин. Целью курса является знакомство с основными научными знаниями об атмосфере и методами ее исследования. Эти знания могут быть использованы специалистами-экологами в их деятельности в различных научных, народнохозяйственных и учебных организациях.

Основные задачи курса:

  • дать представление о наиболее общих закономерностях процессов в атмосфере, о

метеорологических величинах и метеорологических явлениях;

  • показать взаимосвязь атмосферы с гидросферой, литосферой, биосферой; дать представление об основных методах изучения атмосферы;
  • изложить представления о закономерностях изменения и предсказания погоды, об условиях формирования климата Земли и его изменении;


  • показать практическую важность изучения атмосферных процессов для народного хозяйства и для решения задач охраны природы.


По окончании изучения курса студенты должны знать:

  • основные метеорологические величины и явления;

  • физические процессы свойственные воздушной оболочке Земли и меняющие ее состояние;

  • о закономерностях изменения климата, общих закономерностях, которым подчинены атмосферные процессы,

  • о воздействии различных технических систем на атмосферу и оценки воздействия загрязнения атмосферы.

По окончании изучения курса студенты должны уметь:

  • анализировать причины возникновения различных типов климата и их распределения по Земному шару;

  • организовывать микроклиматические наблюдения;




  • ссылки на авторов и программы, которые использовались в подготовке:

Деменков А.Б. Учение об атмосфере.



    1. Извлечение из ГОС ВПО



ОПД.Ф.02

Учение об атмосфере

Радиационный и тепловой режим атмосферы; атмосферная циркуляция и климатообразование, классификация климатов, изменение климата.

150



1.5 Объем дисциплины и виды учебной работы

(для всех специальностей, на которых читается данная дисциплина):



п/п


Шифр и наименование специальности

Курс

Семестр

Виды учебной работы в часах

Вид итогового контроля (форма отчетности)

Трудое-мкость

Всего аудит.

ЛК

ПР/

СМ

ЛБ

Сам.

работа

1

020801 Экология

1

2

150

96

20

20

-

54

зачет

2

3

36

20

экзамен

2

020801 Экология ОЗО







150

18

10

8

-

132

экзамен

3

020801 Экология со специализацией Экологическая экспертиза

1

2

150 (2 с)

40


20

20

-

110

зачет



1.6. Содержание дисциплины.

1.6.1. Разделы дисциплины и виды занятий (в часах).

Примерное распределение учебного времени:

020801 «Экология», со специализацией «экологическая экспертиза» очное отделение



Наименование раздела, темы

Количество часов

Форма

Всего ауд.

в том числе

отчета

ЛК

ПР/СМ

ЛБ

СР




Введение

2

2

-















Атмосфера- газовая оболочка Земли

12

6

6


-









Солнечная радиация

8

4

4

-









Тепловой режим подстилающей

поверхности и атмосферы


поверхности


поверхности и атмосферы

18

8

10

-




зачет



Вода в атмосфере.


16

12

4

-









Атмосферное давление и ветер

10

6

4

-









Воздушные массы и атмосферные фронты

2


2

-

-









Циклоны и антициклоны

6

4

2

-









Общая циркуляция атмосферы

6

4

2

-









Погода и климат

12

6

6

-









Загрязнение атмосферы и его экологические последствия.

4

2

2













Всего:

96

56


40







экзамен



020801 «Экология», со специализацией «экологическая экспертиза» заочное отделение



Наименование раздела, темы

Количество часов

Форма

Всего ауд.

в том числе

отчета

ЛК

ПР/СМ

ЛБ

СР


1


Атмосфера- газовая оболочка Земли.

Солнечная радиация- основной источник энергии в географической оболочке.




2

-

-

2




2

Тепловой режим подстилающей поверхности и атмосферы. Вода в атмосфере.




2

2

-

4




3

Атмосферное давление и ветер.

Воздушные массы и атмосферные фронты.




2

2

-

4




4

Циклоны и антициклоны. Общая циркуляция атмосферы.




2

2

-

4




5

Погода и климат.




2

2




4







Всего:

18

10

8

-

18

экзамен



1.6.2 Содержание разделов дисциплины.

Тема 1. Атмосфера- газовая оболочка Земли.

План.

Границы атмосферы. Состав воздуха: основные газы и их значение; водяной пар, аэрозоли и их роль. Гомосфера и гетеросфера. Расслоение атмосферы по вертикали: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, экзосфера и их характеристика. Нейтросфера и ионосфера. Происхождение атмосферы и ее эволюция. Значение атмосферы. Взаимодействие ее с другими земными оболочками.


Охрана воздуха от загрязнения. Организация и методы исследования атмосферы.


Тема 2. Солнечная радиация- основной источник энергии в географической оболочке.

План.

Спектральный состав солнечной радиации. Солнечная радиация на верхней границе атмосферы. Солнечная постоянная. Изменение солнечной радиации по широтам в зависимости от угла падения солнечных лучей и продолжительности дня.

Ослабление солнечной радиации в атмосфере в результате отражения, поглощения и рассеяния. Прямая и рассеянная радиация на земной поверхности. Суточный и годовой ход прямой и рассеянной радиации. Суммарная радиация. Графическое распределение годовой величины суммарной солнечной радиации на поверхности Земли. Альбедо.

Тепличный (оранжерейный) эффект атмосферы. Радиационный баланс (остаточная радиация) и его составляющие.

Схема радиационного баланса. Радиационный баланс подстилающей поверхности, атмосферы и системы “Земля- атмосфера”. Географическое распределение радиационного баланса земной поверхности.


Тема 3. Тепловой режим подстилающей поверхности и атмосферы.

План.

Тепловой баланс и его составляющие. Уравнение теплового баланса земной поверхности, атмосферы и системы “Земля- атмосфера”. Схема теплового баланса земной поверхности.

Процесс нагревания и охлаждения нижних слоев тропосферы. Турбулентный теплообмен, конвекция, адвекция, теплообмен при фазовых переходах воды (испарении, конденсации, сублимации). Изменение температуры воздуха с высотой. Вертикальный тем­пературный градиент. Адиабатические процессы. Инверсия температуры и ее типы.

Суточный ход температуры воздуха и суточная амплитуда температуры. Заморозки, их типы. Годовой ход температуры воздуха и годовая амплитуда температуры. Основные типы годового хода температур: экваториальный, тропический, тип умеренных широт, полярный. Морской и континентальный ход температур. Зонально-региональные особенности распределения температуры воздуха. Термический экватор. Абсолютный максимум и минимум температуры воздуха на Земле. Тепловые пояса Земли.



Тема 4. Вода в атмосфере.

План.

Формы воды в атмосфере. Влагооборот. Испарение и испаряемость. Факторы, определяющие величину и скорость испарения. Суточный и годовой ход испарения. Географическое распределение испарения на земной поверхности.

Характеристики влажности воздуха: абсолютная влажность, фактическая упругость водяного пара, упругость насыщения, относительная влажность, дефицит влажности, связь между ними и температурой воздуха. Температура точки росы.

Конденсация и сублимация водяного пара на поверхности. Гидрометеоры: роса, иней, изморозь, жидкий и твердый налет, гололед.

Конденсация и сублимация водяного пара в атмосфере. Ядра конденсации. Туманы, их типы и распространение. Облака, условия их образования. Международная классификация облаков.

Атмосферные осадки. Их виды: жидкие- дождь, морось; твердые- снег, крупа, град; смешанные и условия их формирования. Типы осадков по продолжительности и характеру выпадения: ливневые, обложные, моросящие. Интенсивность осадков. Суточный ход осадков на разных широтах. Основные типы годового режима осадков: экваториальный, муссонный, средиземноморский, умеренный морской и континентальный.

Изогиеты. Географическое распределение осадков. Самые влажные и самые сухие места на Земле. Атмосферное увлажнение. Гумидные и аридные территории.


Тема 5. Атмосферное давление и ветер.

План.

Единицы измерения давления. Нормальное атмосферное давление. Изменение давления с высотой. Причины изменения давления. Центры действия атмосферы (максимумы и минимумы): постоянные и сезонные (обратимые).

Ветер и его характеристики: направление, скорость, сила. Роза ветров. Факторы, определяющие характеристики ветра: горизон­тальный барический градиент, отклоняющая сила вращения Земли, трение. Барический закон ветра. Ветер в свободной атмосфере (вне слоя трения) и у земной поверхности в различных системах изобар (ветры циклонов и антициклонов). Местные ветры: бризы, горно-долинные, ветры склонов, фен, бора, ледниковые и стоковые ветры. Суховеи. Использование энергии ветра.



Тема 6. Воздушные массы и атмосферные фронты.

План.

Понятие о воздушной массе. Условия формирования воздушных масс. Теплые и холодные воздушные массы, их физические свойства и трансформация, зональные (“географические”) типы воздушных масс, воздух морской и континентальный. Понятия “атмосферный фронт”, “фронтальная поверхность”, “линия фронта”, “климатологический фронт”. Условия возникновения фронтов. Их типы: теплый, холодный (первого и второго рода).


Тема 7. Циклоны и антициклоны.

План.

Понятия “циклон” и “антициклон”. Классификация циклонов и антициклонов. Тропические циклоны, их особенности, районы возникновения и пути движения. Антициклоны, стадии их развития и пути перемещения. Субтропические антициклоны (максимумы). Малые атмосферные вихри: тромбы, смерчи.


Тема 8. Общая циркуляция атмосферы.

План.

Определение понятия. Факторы, определяющие общую циркуляцию в тропосфере- нижней стратосфере. Господствующий западный перенос в верхних слоях атмосферы. Зональность общей циркуляции в нижних слоях атмосферы в связи с зональным распределением давления. Меридиональные составляющие общей циркуляции атмосферы и междуширотный обмен воздуха.


Тема 9. Погода и климат

План.

Определение понятия погода. Элементы погоды. Классификации погод.

Прогноз погоды краткосрочный и долгосрочный. Методы предсказания погоды. Применение наземных измерений и космических наблюдений. Синоптические карты и их анализ.

Климат. Определение понятия. Климатическая система. Факторы климатообразования: солнечная радиация, циркуляция атмосферы и подстилающая поверхность. Теплооборот и влагооборот- климатообразующие процессы, осуществляющиеся в ходе циркуляции атмосферы.

Изменения и колебания климата в плейстоцене и в историческое время. Проблема прогноза климата будущего. Воздействие человека на климат. Микроклимат- климат приземного слоя атмосферы.


Классификация климатов: Кеппена (по принципу климатических аналогий), Берга (основанная на учете ландшафтно-географических зон), Алисова (генетическая).

Характеристика климатических поясов и областей. Влияние климата на дифференциацию географической оболочки. Общий обзор климатических условий Европы, Азии, Африки, Австралии, Северной и Южной Америки, Антарктиды.


Тема 10. Загрязнение атмосферы и его экологические последствия.

План.

Источники и состав загрязнения атмосферного воздуха. Экологические последствия загрязнения атмосферы.


1.6.3 Темы для самостоятельного изучения.

020801 «Экология», со специализацией «экологическая экспертиза» очное отделение

№ п/п

Наименование раздела

дисциплины.

Тема.

Форма самостоятельной работы

Кол-во часов

Форма контроля выполнения самостоятельной работы

1

Оранжерейный эффект атмосферы

реферат

4

защита реферата

2

Самые влажные и самые сухие места на Земле.

реферат

4

защита реферата

3

Местные ветры.

реферат

4

защита реферата

4

Гидрометеоры.


реферат

4

защита реферата

5

Использование энергии ветра.

реферат

4

защита реферата

6

Синоптические карты.

реферат

4

защита реферата

7

Снежный покров.

реферат

4

защита реферата

8

Тропические циклоны.

реферат

4

защита реферата

9

Воздействие человека на климат.

реферат

4

защита реферата

10

Туманы.

реферат

4

защита реферата

11

Малые атмосферные вихри.

реферат

4

защита реферата

12

Метеорологические приборы.

реферат

5

защита реферата

13

Проблема прогноза климата будущего.


реферат

5

защита реферата



020801 «Экология», со специализацией «экологическая экспертиза» заочное отделение

№ п/п

Наименование раздела

дисциплины.

Тема.

Форма самостоятельной работы

Кол-во часов

Форма контроля выполнения самостоятельной работы

1

Оранжерейный эффект атмосферы

реферат

6

защита реферата

2

Самые влажные и самые сухие места на Земле.

реферат

6

защита реферата

3

Местные ветры.

реферат

6

защита реферата

4

Гидрометеоры.

реферат

6

защита реферата

5

Использование энергии ветра.

реферат

6

защита реферата

6

Синоптические карты.


реферат

6

защита реферата

7

Снежный покров.

реферат

6

защита реферата

8

Тропические циклоны.

реферат

6

защита реферата

9

Воздействие человека на климат.

реферат

6

защита реферата

10

Туманы.

реферат

6

защита реферата

11

Малые атмосферные вихри.

реферат

6

защита реферата

12

Метеорологические приборы.

реферат

6

защита реферата

13

Атмосферные осадки

реферат

6

защита реферата

14

Климатическая система.

реферат

6

защита реферата

15


Общий обзор климатических условий Европы.

реферат

6

защита реферата

16

Общий обзор климатических условий Азии.

реферат

6

защита реферата

17

Общий обзор климатических условий Африки.

реферат

6

защита реферата

18

Общий обзор климатических условий Австралии.

реферат

6

защита реферата

19

Общий обзор климатических условий Северной Америки.

реферат

6

защита реферата

20

Общий обзор климатических условий Южной Америки.

реферат

6

защита реферата

21

Проблема прогноза климата будущего.

реферат

6

защита реферата

22

Воздействие человека на климат.

реферат

6

защита реферата


Методические рекомендации по организации изучения дисциплины


Форма работы

Тема

Кол-во часов

Практическая работа №1

Строение атмосферы

2

Практическая работа №2

Метеорологическая служба

4

Практическая работа №3

Радиационный баланс земной поверхности

4

Практическая работа №4

Тепловой режим атмосферы

6

Практическая работа №5

Водяной пар в атмосфере

2

Практическая работа №6

Атмосферные осадки и увлажнение

2

Практическая работа №7

Снежный покров

2

Практическая работа №8

Барическое поле и ветер

4

Практическая работа №9

Циклоны и антициклоны. Атмосферная циркуляция

2

Семинар №1

Климаты земного шара


2

Практическая работа №10

Климаты земного шара

2



Практическая работа №1

Строение атмосферы (2 часа)


Цель: изучить строение атмосферы, состав воздуха и его основные характеристики.

План:


  1. состав воздуха

  2. свойства воздуха

  3. слои атмосферы.

Вопросы для коллективного обсуждения:

  1. Характеристика слоев атмосферы

  • Тропосфера

  • Стратосфера

  • Мезосфера

  • Термосфера

  • Экзосфера

  1. Вертикальный тем­пературный градиент.

Задания для самостоятельной работы:

Задание №1

По данным температуры воздуха на различных высотах построить кривую термической стратификации. Определить среднее значение вертикальных градиентов температуры через каждые 1000 м. Выделить слои инверсии и изотермии. Определить высоту и толщу тропопаузы и нижнюю границу стратосферы. Определить стратификацию атмосферы на разных высотах по отношению к насыщенному и ненасыщенному воздуху.


Литература:

Алисов П.П., Полтараус Б.В. Климатология.: М., 1974,

Любушкина С. Г. Общее землеведение: Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по спец. «География» / С. Г. Любушкина, К.В. Пашканг, А. В. Чернов; Под ред. А. В. Чернова. — М.: Просвещение, 2004. — 288 с. : ил.

Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 4-е изд. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1994. 455 с.


Практическая работа №2

Метеорологическая служба (4 часа)

Цель: изучить организацию метеорологических наблюдений и метеорологическое обслуживание народного хозяйства.


План:


  1. метеорологическая служба

  2. метеорологические наблюдения

  3. метеорологическая информация

Вопросы для коллективного обсуждения:

  1. Развитие метеорологической службы в России.

  2. Всемирная метеорологическая организация.

  3. Комплекс работ по получению данных в системе РОСГИДРОМЕТа.

  4. Основные требования к наземным метеорологическим наблюдениям.

  5. Типовой порядок производства наблюдений.

  6. Классификация гидрометеорологических станций.

  7. Оповещение организаций и населения о погоде.

Задания для самостоятельной работы:

Задание №1

Начертить план размещения оборудования и приборов на стандартной метеорологической площадке и составить ее краткое описание.

Литература:

  1. Полевые практики по географическим дисциплинам /Под ред. В.А. Исаченкова. - М.: Просвещение, 1980. - 240 с.

  2. Стернзат М.С. Метеорологические приборы и измерения. - Л.: Гидрометеоиздат, 1978. - 391 с.

  3. Моргунов В.К. Основы метеорологии, климатологии. Метеорологические приборы и методы наблюдений. Ростов/Д.: Феникс. – Новосибирск: Сибирское соглашение, 2005. – 331 с.


Практическая работа №3

Радиационный баланс земной поверхности (4 часа)



следующая страница >>