Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.geogr.msu.ru/cafedra/meteo/uchd/programs/Bakalavr-variat-synoptic.doc Дата изменения: Sat Apr 26 11:38:13 2014 Дата индексирования: Sun Apr 10 05:03:53 2016 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: воздушные массы

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова
Географический факультет




«Утверждено»


Академик РАН Н.С.Касимов

«_____»_________ 20__г.






ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ




Наименование дисциплины «Синоптическая метеорология»


по направлению подготовки 021600.62 «Гидрометеорология» уровня высшего
профессионального образования бакалавриат с присвоением степени «бакалавр»
1. Цели и задачи освоения дисциплины
Основной целью освоения дисциплины «Синоптическая метеорология» является
овладение методом синоптического анализа и прогноза погоды общего
пользования, а также выработка навыков самостоятельного составления
оперативных прогнозов погоды.
Цели освоения данной дисциплины определяют ее задачи:
-дать представление о синоптическом методе анализа
-познакомить с физическими механизмами развития атмосферных процессов
синоптических масштабов
- ознакомить с современными методами оперативного прогноза погоды
- научить использовать фронтологический анализ, как основной метод анализа
и прогноза погоды
- научить практическим навыкам составления краткосрочных синоптических
прогнозов.
- дать представление об отечественном и зарубежном опыте в области
краткосрочных прогнозов погоды
- познакомить с гидродинамическими моделями, используемыми в оперативной
практике прогноза погоды в Гидрометцентре РФ

2. Место дисциплины в ООП

Дисциплина «Синоптическая метеорология» входит в модуль «Синоптическая
метеорология» профессионального цикла вариативной части ООП.
Изучение курса базируется на предварительном усвоении студентами
материала базовых метеорологических дисциплин: физической метеорологии,
химии атмосферы, динамической метеорологии, климатологии; а также базовых
физико-математических дисциплин: физики, гидромеханики, дифференциального
исчисления, теории вероятности и математической статистики. Предполагается
владение основами программирования и базовое владение компьютером.

Логическая и содержательно-методическая взаимосвязь дисциплины
«Синоптическая метеорология» с другими частями ООП определяется следующей
совокупностью входных компетенций, необходимых для освоения данной
дисциплины:
Студент должен
Знать:
. основные закономерности физических и химических процессов в
атмосфере;
. систему гидродинамических и термодинамических уравнений, описывающих
атмосферные процессы;
. закономерности формирования условий атмосферной циркуляции и климатов
Земли
Уметь:
. работать с архивами метеорологических данных;
. работать с визуализационными аналитическими пакетами обработки
гидрометеорологической информации (GRADS, IDL, Ferret, Matlab, Surfer)

Владеть:
. основами компьютерной грамотности;
. основами программирования на языках Fortran и Си++;
. методами математического анализа и дифференциального исчисления;
. аппаратом статистических исследований


3. Требования к результатам освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины студент должен
Знать:
. основные системные концепции научного прогноза погоды;
. пространственно-временные закономерности формирования полей основных
метеорологических величин, а также функционирования и развития
основных синоптических объектов: воздушных масс, циклонов,
антициклонов и атмосферных фронтов;
. принципы синоптического метода анализа погоды.
Уметь:
составлять анализ текущей погоды и прогноз погоды общего пользования с
заблаговременностью от 1 до 5 суток с использованием результатов численных
прогнозов погоды, спутниковой информации, информации о текущей погоде,
данных радиолокаторов, данных аэрологического зондирования, данных
расчетных методов прогноза метеорологических явлений.

Владеть:
. методами фронтологического анализа;
. методами прогноза и анализа текущей погоды с использованием
информационной системы ГИС-метео;
. расчетными методами оперативного прогноза основных метеорологических
параметров и явлений погоды.
. методами оперативного обслуживания потребителей и субъектов народного
хозяйства

4. Структура и содержание курса

4.1. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 432 академических часа (12 з.е.) и
изучается в 7 и 8 семестрах. В 7 семестре аудиторная нагрузка составляет -
162 часа, из них 108 часов - лекции, 54 часов - семинары. 54 часа -
самостоятельная работа студентов.
В 8 семестре аудиторная нагрузка составляет - 144 часа, из них 72 часа -
лекции, 72 часа - семинары. 72 часа - самостоятельная работа студентов.

|1 |1020|14.6|12.0|
|2 |1000|15.0|13.0|
|3 |910 |18.5|16.0|
|4 |850 |16.8|14.3|
|5 |700 |10.8|5.4 |
|6 |500 |-11.|-19.|
| | |8 |6 |
|7 |300 |-27.|-36.|
| | |3 |9 |
|8 |200 |-36.|-47.|
| | |8 |1 |
|9 |183 |-33.|-42.|
| | |9 |8 |
|10|154 |-34.|-43.|
| | |4 |2 |
|11|100 |-40.|-53.|
| | |1 |4 |


1. Построить кривую стратификации и кривую точки росы
2. Определить уровень конденсации
3. Построить кривую состояния
4. Определить уровень конвекции
5. Выделить области положительной и отрицательной энергии неустойчивости
6. Определить удельную влажность и удельную влажность при насыщении в
точках 1 и 5.
7. Определить относительную влажность А) расчетным способом в точках 3 и
9
Б) графическим способом в точках 7 и 4
В) по номограмме в точке 6
8. Определить точку росы при T=14.8, f=56%, P=500 гПа расчетным способом
При T=10.2, f=87%, P=700 гПа графическим способом
9. Определить виртуальную температуру в точке 2
10. Определить H300
11. Определить потенциальную и псевдопотенциальную температуру, а также
температуру смоченного термометра в точках 1 и 10
12. Выделить слой инверсии
13. Выделить тропопаузу

1. Самостоятельное составление анализа текущей погоды и прогноза на 24 и
48 часов 2 раза в неделю.
2. Контрольная работа по обработке синоптических карт.
Полная обработка карт 1) 2-х приземных 2) АТ850 3) АТ700 4) ОТ 500 1000

Примерный перечень вопросов к экзамену.
7 семестр.

1. Понятие погоды, периодические и непериодические изменения погоды и их
причины.
2. Синоптический метод в метеорологии. Основные принципы синоптического
анализа, пути совершенствования методов краткосрочного прогноза
погоды.
3. Возникновение синоптического метода и службы погоды, основные этапы
развития синоптического метода.
4. Основные положения Бергенской синоптической школы, развитие
синоптической метеорологии в России.
5. Характеристика метеорологической информации. Требования к первичной
метеорологической информации. Системы получения метеоинформации.
6. Наземная сеть метеорологических и аэрологических станций. Требования к
ней. Вспомогательные системы получения метеоинформации.
7. Принципы составления и обработки приземных карт погоды.
8. Фронтальный анализ приземной карты.
9. Выявление и исправление ошибок на приземных и высотных картах.
10. Принципы составления и обработки карт барической топографии,
барометрическая формула геопотенциала, формулы для вычисления
абсолютных и относительных высот изобарических поверхностей.
11. Принципы составления и обработки вспомогательных карт.
12. Аэрологическая диаграмма. Ее обработка и анализ.
13. Анализ барического поля. Изменения барического поля с высотой.
Особенности высотных барических полей.
14. Изменение давления во времени. Изменение высотных барических полей.
Уравнение тенденции и его анализ.
15. Вихрь скорости. Уравнение вихря скорости, его анализ, связь изменения
вихря и изменения давления.
16. Поле температуры. Изменения температурного поля.
17. Крупномасштабные движения, геострофическое приближение.
Геострофический ветер.
18. Градиентный ветер. Действительный ветер и изменение ветра с высотой в
пограничном слое.
19. Изменение ветра с высотой в свободной атмосфере. Термический ветер.
20. Уравнения для крупномасштабных движений. Крупномасштабный
потенциальный вихрь.
21. Квазигеострофический потенциальный вихрь. Понятие обратимости
потенциального вихря. Модель тропосферы с однородным потенциальным
вихрем.
22. Аномалии потенциального вихря. Деформация тропопаузы и аномалии
потенциального вихря.
23. Поле вертикальных движений. Вертикальные движения вблизи фронтальной
поверхности, конвективные и турбулентные вертикальные движения.
24. Крупномасштабные вертикальные движения, их порядок. Оценка к/м ?
вертикальных движений по синоптическим картам.
25. Квазигеострофическое диагностическое уравнение для вертикальной
скорости.
26. Вторичные циркуляции в зоне бароклинности.
27. Интерпретация вторичных циркуляций в терминах потенциального вихря.
28. Воздушные массы: определение, размеры, условия формирования.
29. Термодинамическая и географическая классификация воздушных масс.
30. Теплая воздушная масса, устойчивая и неустойчивая.
31. Холодная воздушная масса, устойчивая и неустойчивая. Местные воздушные
массы.
32. Арктический воздух: происхождение, условия циркуляции, вертикальная
мощность, влагосодержание, стратификация, условия погоды.
33. Умеренный воздух: происхождение, условия циркуляции, вертикальная
мощность, влагосодержание, стратификация, условия погоды.
34. Тропический воздух: происхождение, условия циркуляции, вертикальная
мощность, влагосодержание, стратификация, условия погоды.
35. Общие условия трансформации воздушных масс, относительная и абсолютная
трансформация, период трансформации.
36. Основные приемы изучения трансформации. Анализ уравнения притока
тепла. Факторы, определяющие трансформацию.
37. Соотношение адвективных и трансформационных изменений температуры
воздуха. Факторы, влияющие на адвективные и трансформационные
изменения.
38. Влияние орографии на воздушные массы.

8 семестр
1. Общие понятия о тропосферных фронтах. Классификации фронтов.
2. Фронт как поверхность разрыва. Угол наклона стационарной
поверхности разрыва.
3. Фронт как бароклинная система. Условия существования стационарного
фронта в барическом поле. Поворот ветра и изменение ветра с высотой
при прохождении фронта
4. Теплый фронт. особенности распределения метеолементов в системе
теплого фронта. Условия облакообразования на теплом фронте.
5. Отклонения от классической схемы эволюции теплого фронта. Ход
метеоэлементов при прохождении теплого фронта.
6. Характеристика холодного фронта 1 рода. Условия погоды и
облакообразования.
7. Холодный фронт П рода и вторичный холодный фронт.
8. Характеристика и условия облакообразования на фронтах окклюзии.
Загиб окклюзии.
9. Мнимые и маскированные фронты. Влияние орографии на фронты.
Топографический фронтогенез
10. Фронтогененез и фронтолиз. Локальный и индивидуальный фронтогенез.
Графический анализ условий фронтогенеза.
11. Условия образования и разрушения фронтов. Факторы фронтогенеза и
фронтолиза.
12. Условия фронтогенеза и фронтолиза в деформационном поле, влияние
бароклинной зоны. Фронтогенез в бароклинных возмущениях.
13. Влияние вторичных циркуляций на процессы фронтогенеза. Цикл
обратных связей в зоне фронта.
14. Характеристика высотных фронтальных зон. Планетарные высотные
фронтальные зоны
15. Классификация струйных течений (СТ). Фронтальные и безфронтальные
струйные течения. Субтропическое струйное течение. Стратосферные
струйные течения. Струйные течения нижних уровней атмосферы.
16. Механизм формирования СТ, связь с планетарными волнами. Свойства
струйных течений. Струйные течения и тропопауза. Особенности
распределения вертикальных движений и облачности в струйных
течениях.
17. Циклоническая деятельность. Классификации циклонов и антициклонов.
18. Краткая характеристика циклонов и антициклонов.
19. Теории циклогенеза. Термическая, конвективная и волновая теории
циклогенеза. Стадии развития циклона по волновой теории
20. Вихревая теория циклогенеза.
21. Стадии развития циклона по вихревой теории. Структура
термобарического поля и погодные условия в различных стадиях
развития циклона.
22. Условия возникновения циклонов и регенерация циклонов
23. Стадии развития антициклонов. Структура термобарического поля и
погодные условия в каждой стадии развития антициклона. Регенерация
антициклонов.
24. Длинные волны в бароклинной зоне умеренных широт и механизм их
формирования.
25. Бароклинные возмущения, механизм бароклинного развития. Сценарий
бароклинного циклогенеза.
26. Общие сведения о циклонической деятельности. Семейство циклонов.
Центральный циклон и блокирующий антициклон.
27. Перемещение циклонов и антициклонов.
28. Требования к технологии подготовки численных прогнозов погоды.
Основные компоненты технологии численных прогнозов погоды.
29. Функции специалиста-прогнозиста в технологии подготовки прогнозов
общего назначения - стандартные и рекомендованные процедуры


5. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.

Литература
а) основная
1. Гущина Д.Ю. Синоптическая метеорология. Атмосферные фронты.
Географический факультет МГУ, 2013.
2. Гущина Д.Ю. Синоптическая метеорология. Анализ метеорологических полей.
Географический факультет МГУ, 2013.
3. Зверев А.С. Синоптическая метеорология, Учеб. Пособие 3-е изд. Л.:
Гидрометеоиздат, 1977.
4. Руководство по краткосрочным прогнозам погоды. 2-е изд., перераб. и доп.
Л.: Гидрометеоиздат, 1986.
5. Sylvie Malardel. Fonadamentaux de meteorology, Cepadues-editions,
Toulouse, France, 2005, 709 p.
б) дополнительная
1. Воробьев В.И. Синоптическая метеорология. Л.: Гидрометеоиздат, 1991.
2. Методические указания по использованию радиолокационных данных в
синоптическом анализе и краткосрочном прогнозе погоды / Под ред. Г.К.
Веселовой, Ю.К.Федорова. М.: Гидрометеоиздат, 1981. 24 с.
3. Наставление по службе прогнозов. Раздел 2. Части I и II.
Л.:Гидрометеоиздат, 1974
4. Пальмен Э., Ньютон Ч. Циркуляционные системы атмосферы. Л.:
Гидрометеоиздат, 1973. 615 с.
5. Приходько М.Г. Справочник инженера-синоптика. Л.: Гидрометеоиздат, 1986.

6. Hoskins B.J. and West N.V. Baroclinic waves and frontogenesis, part II:
Uniform potential vorticity jet flows. Quart.J.Roy.Met.Soc., 36, 1979,
pp1663-1680.
7. James I.N. Introduction to circulating atmospheres. Cambridge University
Press., 1994.
8. McIlveen R. Fundamentlas of Weather and Climate, Capman and Hall, 1992.

Информационное обеспечение

1.Географическая информационная система МЕТЕО (ГИС МЕТЕО) - система
обработки и представления текущей и прогностической аэросиноптической
информации.
2. Прямой доступ к оперативной базе данных прогноза погоды Гидрометцентра
РФ
3. Доступ к результатам прогнозов 14 ведущих мировых центров прогноза
погоды
4. Архив карт погоды ECMWF по Европе 1996-1999 (приземное давление, 500
гПа, 850 гПа)

5. Библиотека климатических данных (IRI-LDEO)

6. Всемирный центр метеоданных, Ashville (NOAA)

7. Гидрометеорологические данные по России (Ascii, по станциям)

8. Данные вертикального зондирования атмосферы (архив ун-та штата Wyoming)

9. Данные радиозондов по Европе (InfoNet)
10. Изменения климата в России (ГМЦ РФ и ИГКЭ) http://climate.mecom.ru/
11. Карты погоды, Европа, AVN (приземное давление, на 500 гПа -
геопотенциал и температура) - текущие и архив - Германия, Topkarten
12.Климатические данные по городам земного шара

13.Климатические данные NOAA (daily - global, regional, gif, Ascii,и др.)

14. Климатические данные по России и дальше (температура)

15. Климат океанов и прибрежных зон (по данным ICES)

16. Международный центр распространения данных (DDC-IPPC)

17. Метеоданные (архив ф-та метеорологии Флоридского ун-та)

18. Метеорологическая мачта в Обнинске
19. Статистическая структура глобальной атмосферы по данным
радиозондирования http://www.meteo.ru/rihmi/oa/issl.htm

20. Данные лаборатории аэроклиматологии ВНИИГМИ-МЦД

21INFOMET, Испания (метеоданные - прогноз, анализ, архивы, вертикальное
зондирование и др. )



6. Материально-техническое обеспечение
1. Учебная аудитория на 25 мест с мультимедийным проектором для
проведения лекционных и семинарских занятий
2. Компьютерный класс на 10 мест для проведения практических занятий
3. Программа визуализации системы ГИС МЕТЕО "Map Maker", установленная на
сервере
4. 10 автоматизированных рабочих мест оперативного синоптика
5. Лазерная панель для демонстрации работы с программой "Map Maker"


Программа составлена в соответствии с требованиями образовательного
стандарта МГУ по направлению подготовки (указывается номер и название
направления)

Программа одобрена на заседании кафедры ___________________________________

Протокол ?___ от ______20__г.
Зав. кафедрой ____________________________

подпись

Разработчик:
Гущина Д.Ю., к.г.н., доц. Географический факультет, Московский
государственный университет имени М.В.Ломоносова

Эксперты:
Вильфанд Р.М., профессор, д.т.н., директор ФГБУ "Гидрометцентр России"