Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.geogr.msu.ru/cafedra/meteo/uchd/programs/Bakalavr-variat-metody-meteo-izmerenia.doc Дата изменения: Sat Apr 26 11:38:13 2014 Дата индексирования: Sun Apr 10 05:14:30 2016 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: зенитное расстояние

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова
Географический факультет




«Утверждено»


Академик РАН Н.С.Касимов




_______________________

« »__________ 20___г.



ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ




Наименование дисциплины Методы метеорологических измерений (3-4-ый
семестр)


по направлению подготовки 021600.62 «Гидрометеорология»






























1. Цели и задачи освоения дисциплины


Целями освоения дисциплины является получение знаний о принципиальных
теоретических основах создания и работы метеорологических приборов. Также
необходимым является формирование навыка профессионального применения
стандартных метеорологических приборов и установок, умения определять их
пригодность и исключать возникающие при их эксплуатации ошибки и
ликвидировать мелкие неисправности, с целью получения сравнимых данных,
используемых в мировой и национальных службах погоды.


Таким образом, в ходе дисциплины решаются следующие задачи:


- Обучение студентов методам поверки и ремонта метеорологических приборов
в лабораторных и полевых условиях

- Обучение принципам выбора необходимой приборной базы для проведения
узкоспециальных метеорологических измерений

- Формирование навыка критического анализа экспериментальных данных,
получаемых при экспедиционных работах






2. Место дисциплины в структуре ООП


Дисциплина включена в модуль «Физическая метеорология и химия атмосферы»
профессионального цикла вариативной части ООП. Она изучается на 2 курсе в 3
и 4 семестрах. Изучение дисциплины базируется на предварительном усвоении
студентами материала основных дисциплин математического и
естественнонаучного цикла: «Физики», «Высшей Математики», «Химии» и
метеорологических дисциплин: «Климатологии с основами метеорологии»,
«Физической метеорологии», а также опираясь на ранее известные материалы и
теоретические знания, полученные на пройденных ранее учебных практиках и
лабораторных работах.

Логическая и содержательно-методическая взаимосвязь дисциплины " Методы
метеорологических измерений" с другими частями ООП определяется следующей
совокупностью входных компетенций, необходимых для освоения данной
дисциплины:
1. Способность самостоятельно выполнять экспедиционные, лабораторные
исследования и камеральную обработку данных, выбирать и применять
технологии решения гидрометеорологических научно-исследовательских
задач (технические средства измерений, гидрометеорологические
информационные системы, сетевые ресурсы и программные продукты (ПК-4)
2. Готовность использовать современные методы обработки и интерпретации
гидрометеорологической информации в профессиональной деятельности (ПК-
5)

3. Требования к результатам освоения дисциплины

Студент должен знать:
. основные принципы устройства стандартных метеорологических приборов
для измерения метеорологических величин на государственной сети;
. теоретические основы метеорологических измерений;


Уметь:
. определять исправность используемых приборов и устранять их мелкие
поломки и неверную установку;
. критически анализировать получаемые результаты измерений и
обнаруженные недостатки;
. вводить поправки к приборам, для которых они необходимы, в том числе
и приводить измеряемое атмосферное давление к уровню моря;
. уметь измерять и рассчитывать поступление прямой и суммарной радиации
на склоны различного наклона и ориентации по азимуту;
. уметь читать синоптические карты.

Владеть:

. методами стандартных измерений и наблюдений, определяемых на
качественном уровне, например балл облаков различных ярусов, их
формы, тип выпадающих осадков, характер ветра и т.д.
. методами простейших астрономических расчётов для определения времени
восхода и захода Солнца на различных широтах в разное время года, его
высоту и зенитное расстояние в разное время суток и года, долготу
светового дня;
. методами поверки приборов в лабораторных и полевых условиях;





4. Структура и содержание дисциплины
4.1. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 144 академических часа (4 з.е.) и
изучается в 3 и 4 семестрах. В 3-ем семестре, ее трудоемкость составляет
108 ак. часов (3 з.е.). Аудиторная нагрузка по данной части курса - 54 часа
(практические занятия), оставшиеся 54 часа - отведены на самостоятельную
работу студентов. В 4-ом семестре, ее трудоемкость составляет 36 ак. часов
(1 з.е.). Аудиторная нагрузка по данной части курса - 26 часов
(практические занятия), оставшиеся 10 часов - отведены на самостоятельную
работу студентов.
| | |Сем|Неде|Всег|Виды учебной работы, |Форма |
| |Раздел, тема |ест|ля |о |включая |промежу-точной |
|? | |р | | |самостоятельную работу|аттеста-ции |
|п/| | | | |студентов и | |
|п | | | | |трудоемкость (в часах)| |


| | | | |Лекции |Практ.. работы |Самостоятельная работа. | | |1.
|Введение. Теория приборов. Теория измерений |3 |1-2 |12 |6 |- |6 | | |2.
|Атмосферное давление |3 |3-5 |21 | |9 |12 |Зачет по заданию | |3.
|Термометрия |3 |6-8 |21 | |9 |12 |Зачет по заданию | |4. |Измерение
влажности воздуха и испаряемости |3 |9-10 |10 | |6 |4 |Зачет по заданию |
|5. |Измерения скорости и направления ветра |3 |11-14 |22 | |12 |10 |Зачет
по заданию | |6. |Изучение современных автоматических метеорологических
cтанций (Davis Vantage Pro, Vaisala WTX 520, AWS - 2700).
|3 |15-18 |22 | |12 |10 |Зачет по заданию | |7. |Актинометрия. Введение |4
|1-5 |15 | |10 |5 |Зачет по заданию | |8. |Актинометрия. Освещенность |4 |6-
13 |21 | |16 |5 |Зачет по заданию | | |Итого |3,4 | |144 | |80 |64
|Экзамен, зачет | |
4.2 Содержание дисциплины


Раздел 1. Введение и теория приборов. Теория
измерений.
Очевидна необходимость получения методом непосредственных измерений,
сопоставимых по своей точности метеорологических величин для получения
единой картины атмосферных процессов, происходящих, в данный момент
времени, на обширных территориях, где наблюдения ведутся синхронно, но
сетью разрозненных станций. Необходимо измерять метеорологические величины
сопоставимыми приборами в одни и те же сроки. Основы теории приборов и
теории измерений.
Раздел 2. Атмосферное давление.
Различные способы определения атмосферного давления. Барометрические
датчики и шкалы. Ртутные барометры. Барометры-анероиды. Выполнение
практических работ по определению атмосферного давления с помощью ртутного
чашечного барометра. Определение шкаловых поправок анероида, температурной
и добавочной поправки.
Раздел 3. Термометрия.
Контактные методы определения температуры любой среды. Термометрические
жидкости. Термометры сопротивления, полупроводниковые термометры.
Термометрические шкалы. Поверка шкалы ртутного термометра при
положительной температуре. Определение тепловой инерции термометров и
коэффициентов их теплообмена с окружающей средой. Градуировка
термоэлементов и термометров сопротивления. Особые виды термометров:
почвенный, водный наземный и др.

Раздел 4.Измерения влажности воздуха и
испаряемости.
Термодинамика фазовых переходов воды в атмосфере. Аспирационный метод
определения влажности воздуха. Поверка аспирационного психрометра.
Исследования влияния скорости ветра на показания смоченного термометра и
психрометрический коэффициент. Определение термогигрометрических величин в
воздухе лаборатории. Измерение испаряемости в лаборатории с помощью
испарителя В.В.Шулейкина.

Раздел 5. Измерения скорости и направления ветра.
На метеорологических станциях направление и скорость ветра измеряется с
помощью флюгеров Вильда с тяжелой и лёгкой доской, дистанционных
метеорологических станций, оснащенных индукционным анемометром,
восьмилопастная вертушка которого направляется навстречу ветровому потоку
флюгаркой. В экспедиционных условиях обычно используется ветромер
Третьякова или полосатый конус. Наиболее точно скорость ветра у земной
поверхности можно измерить ручным анемометром Фусса. По данному разделу в
лабораторные занятия входит поверка ручных анемометров и датчиков ДМС.

Раздел 6. Изучение современных автоматических
метеорологических
cтанций (Davis Vantage Pro, Vaisala WTX 520,
AWS - 2700).
Ознакомление с описанием и устройством каждой станции. Измерения в
лаборатории величин, регистрируемых ею. Описание принципов работы её
датчиков, кодирования и передача сигнала. Работа с программным
обеспечением каждой станций. Сравнительный анализ станций. Самостоятельная
настройка и измерение каждой станцией метеорологических параметров на
территории кампуса МГУ.
Раздел 7. Актинометрия. Введение
Основные принципы конструкции термоэлектрических приборов. Определение
переводного множителя актинометра, внутреннего сопротивления и цены
деления гальванометра ГСА-1.Определение нормальной чувствительности и
переводного множителя пиранометра, определение поправочных множителей к
показаниям пиранометра при различных высотах Солнца над горизонтом.
Раздел 8. Актинометрия. Освещенность
Поверка балансомера. Расчёты возможной и действительной энергетической
освещенности земной поверхности, наклонных и различно ориентированных по
азимуту поверхностей.

4.3 Аннотация программы.

Основной задачей курса является формирование навыка профессионального
применения стандартных метеорологических приборов и установок, умения
определять их пригодность и исключать возникающие при их эксплуатации
ошибки и ликвидировать мелкие неисправности, с целью получения сравнимых
данных, используемых в мировой и национальных службах погоды. Студенты в
процессе курса углубляют теоретические знания, осваивают методы
экспериментальных работ, анализируют причины возникновения и способы
исключения систематических и случайных ошибок, всегда сопровождающих
эксперимент.


Основные разделы дисциплины:
Раздел 1 Введение и теория приборов. Теория измерений
Раздел 2.Атмосферное давление.
Раздел 3.Термометрия.
Раздел 4.Измерения влажности воздуха и испаряемости.
Раздел 5.Измерения скорости и направления ветра.
Раздел 6 Изучение современных автоматических метеорологических
станций(Davis Vantage Pro, Vaisala WTX 520, AWS - 2700)
Раздел 7.Актинометрия. Введение
Раздел 8.Актинометрия. Освещенность.


5. Рекомендуемые образовательные технологии

В процессе преподавания дисциплины «Методы метеорологических измерений»
применяются следующие виды образовательных технологий: развивающее и
проблемное обучение, коллективная система обучения, исследовательские
методы в обучении, технология развития критического мышления, информационно-
коммуникационные технологии.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины.

Примерный перечень вопросов для подготовки к зачету и экзамену:

1. Каковы особенности устройства чашечного барометра?
2. Каким образом определяется добавочная поправка анероида?
3. Как устранить разрыв столбиков ртути или спирта в капиллярах ртутных и
спиртовых термометров?
4. Вследствие каких причин необходимо определять поправки шкал у всех
термометров?
5. Какова цена деления и реальная точность показаний ртутных и спиртовых
термометров, применяемых в метеорологии?
6. Что называют инерцией термометра и его чувствительностью?
7. Какова зависимость инерции термометра от состояния среды, температура
которой изменяется?
8. В чем преимущество полупроводниковых датчиков термометров
сопротивления перед металлическими?
9. Влияет ли скорость воздушного потока на время, в течение которого
устанавливается термическое равновесие смоченного термометра?
10. Что такое порог чувствительности анемометра?
11. Какова зависимость скорости испарения от скорости ветра?
12. Каково назначение полушарового стекла на пиранометре?
13. Как и почему ветер влияет на показания пиргеометров и балансомеров?
14. Какие автоматические метеорологические станции из проходимых в курсе
являются наиболее точными?
15. В чем различия в принципе измерения ветра и осадков между станциями
WTX-520 и Davis Vantage Pro?
16. Принципиальные ограничения метеорологических измерений

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Литература
а) основная
1. Евневич Т.В., Полтараус Б.В., Самойленко В.С., Семенченко Б.А.
"Метеорологический практикум", изд.МГУ им.М.В.Ломоносова, М., 2004г.149с
2.Янишевский Ю.Д."Актинометрические приборы и методы наблюдений" Л.
ГИМИЗ, 1957, 414 с.
Перечень контрольных вопросов для самопроверки и сдачи зачета помещен в
конце описания порядка выполнения практических работ в пособие Т.В.Евневич
и др.Этим пособием обеспечен каждый студент в обязательном порядке.
б) дополнительная
1."Атмосфера" Справочник.Л.ГИМИЗ,1991, 502.
2.Кедроливанский "Метеорологические приборы"

Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Сайт Всемирной метеорологической организации (ВМО) www.wmo.ch
Сайт Метеорологических систем измерений Davis http://www.davisnet.com/
Сайт Метеорологических систем измерений Vaisala http://www.vaisala.com


8. Материально-техническое обеспечение дисциплины

1. Учебная аудитория на 20 мест с набором лабораторных и стандартных
метеорологических приборов и установок для их поверки.
2. Компьютерный класс с доступом в Интернет.
Программа составлена в соответствии с требованиями образовательного
стандарта МГУ по направлению подготовки 021600.62 «Гидрометеорология».

Программа одобрена на заседании кафедры метеорологии и климатологии
Протокол ?___ от ______20__г.
Заведующий кафедрой Кислов А.В. ____________________________

подпись
Разработчики:
Семенченко Б.А., доцент географического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова
Константинов П.И., ст.преп. географического
факультета МГУ им. М.В.Ломоносова

Эксперт:
____________________________________, географический факультет МГУ